СОПРОВОЖДАЮЩАЯ КАБЕЛЬ ЗАЩИТНАЯ КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА
PROTECTIVE DESIGN OF THE ELECTRIC GEARBOX ACCOMPANYING CABLE

Область изобретения
Настоящее изобретение относится, помимо прочего, к области технологии добычи нефти, и, в частности, к сопровождающей кабель защитной конструкции электрического редуктора в керноотборнике из области технологий добычи нефти.
Предпосылки изобретения
Вращающийся боковой керноотборник является разновидностью оборудования для нефтепоисковых работ. Приводной механизм бурильного долота в существующих вращающихся боковых керноотборниках представляет собой гидромотор, приводимый в действие высоким давлением, вырабатываемым гидравлической системой, при этом гидромотор приводит в действие алмазное бурильное долото для его вкручивания в пласт, и после пробуривания на заданную длину, путем операции смещения пласта без разрыва сплошности получают породную колонку пласта. Бурильное долото вышеуказанного керноотборника установлено на гидромоторе, а путь передачи мощности для приведения в действие бурильного долота следующий: электромотор --> гидравлический насос --> гидромотор --> бурильное долото. КПД передачи мощности гидравлического насоса и гидромотора очень низкий, особенно когда в значительной степени меняется температура, в значительной степени меняется вязкость гидравлического масла, и мощность снижается. Поэтому эффективная мощность, передаваемая от электромотора на бурильное долото, очень маленькая, приблизительно 20%. Чтобы гарантировать, что бурильное долото имеет достаточно мощности, чтобы завершить операцию сбора проб, мощность электромотора должна быть выше, в то же время требование об увеличении мощности электромотора вызовет большие сложности с передачей мощности к забою скважины и возникновение высокого риска. Кроме того, на вязкость гидравлического масла существенно влияет температура, а эффективность передачи мощности гидравлической системы непосредственно связана с вязкостью, поэтому диапазон температур работы инструмента того же гидравлического масла относительно узкий, различные гидравлические масла должны регулярно заменяться на основе различных температур работы в забое скважины для завершения операции сбора проб.
Сущность изобретения
С целью улучшения эффективности бурения был предложен режим работы бурильного долота с непосредственным приведением в действие бурильного долота путем интегрирования электромотора и редуктора. Такой режим бурения может существенно улучшить эффективную мощность, передаваемую от электромотора на бурильное долото. Тем не менее электрический редуктор, интегрированный посредством электромотора и редуктора может двигаться с вращением, переворотом и качанием бурильного долота, благодаря прямому соединению с бурильным долотом, кабель электрического редуктора оголен и также двигается с электрическим редуктором. Перемещение кабеля может вызвать возникновение завивания, изгиба, износа и утечки, что отразится на сроке эксплуатации кабеля.
Исходя из этого настоящее изобретение предлагает сопровождающую кабель защитную конструкцию электрического редуктора для предотвращения легкого изгибания, завивания и повреждения кабеля во время движения электрического редуктора и обеспечения балансирующего смазочного прохода электрического редуктора.
Сопровождающая кабель защитная конструкция электрического редуктора содержит механизм деформации с переменной длиной и подвижными пластинами, при этом пластины скольжения расположены симметрично по обе стороны от механизма деформации, при этом механизм деформации удерживается на пластинах скольжения, при этом пластины скольжения ограничивают механизм деформации таким образом, что механизм деформации деформируется между пластинами скольжения, при этом внутри механизма деформации находится непрерывный сквозной канал, механизм деформации расположен так, чтобы соединяться с возможностью вращения с электрическим редуктором и соединяться с возможностью скольжения с основным корпусом керноотборника, при этом канал выполнен как проход для кабеля.
В альтернативном варианте механизм деформации содержит длинное вращающееся соединение, промежуточное вращающееся соединение и короткое вращающееся соединение, которые последовательно соединены с возможностью вращения, в то же время промежуточное вращающееся соединение и короткое вращающееся соединение соединены с возможностью скольжения с пластинами скольжения.
В альтернативном варианте в пластине скольжения выполнены первый путь скольжения и второй путь скольжения, расположенные ступенями на верхнем и нижнем уровнях, при этом промежуточное вращающееся соединение скользит вдоль первого пути скольжения, а короткое вращающееся соединение скользит вдоль второго пути скольжения.
В альтернативном варианте механизм деформации расположен так, чтобы соединяться с возможностью скольжения с основным корпусом керноотборника посредством трубы для соединения со скольжением, при этом конечная часть трубы для соединения со скольжением снабжена стопорным кольцом для предотвращения отсоединения трубы для соединения со скольжением.
В альтернативном варианте длинное вращающееся соединение и промежуточное вращающееся соединение соединены через длинную прямую соединительную трубу, при этом длинная прямая соединительная труба находится в разъемном соединении с промежуточным вращающимся соединением.
В альтернативном варианте длинная прямая соединительная труба находится в разъемном соединении с промежуточным вращающимся соединением посредством охватываемого соединения и охватывающего соединения.
В альтернативном варианте канал также выполнен как проход для гидравлического масла.
В альтернативном варианте материал механизма деформации представляет собой металл с антикоррозийными свойствами, стойкий к высоким температурам.
Вышеуказанная схема может иметь следующие положительные эффекты:
Прежде всего механизм деформации, выполненный из длинного вращающегося соединения, промежуточного вращающегося соединения и короткого вращающегося соединения, по сути превращает гибкий кабель в жесткий (благодаря защите жесткого механизма деформации), предотвращая изгибание и завивание кабеля во время движения с электрическим редуктором, и при этом кабель расположен внутри механизма деформации, предотвращая появление царапин на открытом кабеле, тем самым продлевая срок эксплуатации кабеля.
Далее механизм деформации удерживается на симметрично расположенных пластинах скольжения, и пластины скольжения ограничивают механизм деформации таким образом, что механизм деформации деформируется между пластинами скольжения, которые могут предотвратить поперечную деформацию механизма деформации и кабеля, расположенного в нем.
Кроме того, сквозной канал внутри механизма деформации может зафиксировать кабель электрического редуктора и проводить гидравлическое масло из основного корпуса к кожуху электрического редуктора, который может балансировать внутреннее и внешнее давления керноотборника и в то же время смазывает электрический редуктор, таким образом, обеспечивая нормальную работу керноотборника в условиях высокой температуры и высокого давления.
Более того, длинная прямая соединительная труба, соединенная с длинным вращающимся соединением, находится в разъемном соединении с промежуточным вращающимся соединением, режим разъемного соединения облегчает сборку и разборку, а также техническое обслуживание керноотборника.
Описанное выше является обзором сущности изобретения, подробно описанной ниже. Данный обзор не предназначен для ограничения объема защиты формулы изобретения.
Другие аспекты можно понять после прочтения и усвоения краткого описания графических материалов и вариантов осуществления настоящего изобретения.
Краткое описание графических материалов
При рассмотрении в сочетании с графическими материалами варианты осуществления настоящего изобретения станут более понятными, и множество сопутствующих преимуществ данного изобретения станут более очевидными со ссылкой на последующее подробное описание, тем не менее графические материалы, представленные здесь, предоставлены для дальнейшего усвоения вариантов осуществления настоящего изобретения и составляют часть настоящего изобретения, и при этом примерные варианты осуществления настоящего изобретения и их описание приведены для объяснения настоящего изобретения, но не для его ограничения, при этом:
на фиг. 1 представлен схематический вид сверху сопровождающей защитной конструкции;
на фиг. 2 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор находится в исходном положении;
на фиг. 3 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор переворачивается под углом к оси керноотборника;
на фиг. 4 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор переворачивается в положение, перпендикулярное оси керноотборника;
на фиг. 5 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор приводит в действие бурильное долото, чтобы вскрыть пласт;
на фиг. 6 представлено схематическое трехмерное изображение, когда электрический редуктор приводит в действие бурильное долото, чтобы вскрыть пласт.
Ссылочные позиции: 1 - электрический редуктор, 2 - выходное отверстие, 3 - длинное вращающееся соединение, 4 - длинная прямая соединительная труба, 5 - стопорная гайка, 6 - запорное кольцо, 7 - уплотнительное кольцо, 8 - трехстержневое охватываемое соединение, 9 - трехстержневое охватывающее соединение, 10 - кабель электромотора, 11 - пластина скольжения, 12 - первый вырез для скольжения, 13 - второй вырез для скольжения, 14 - соединительная муфта с внутренней резьбой, 15 - промежуточное вращающееся соединение, 16 - короткий соединитель, 17 - короткое вращающееся соединение, 18 - труба для соединения со скольжением, 19 - стопорное кольцо, 20 - основной корпус, 21 - гидравлическое масло.
Варианты осуществления настоящего изобретения
Здесь и далее, варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны в сочетании с прилагаемыми графическими материалами, и следует отметить, что варианты осуществления в данном документе и признаки в вариантах осуществления могут произвольно комбинироваться друг с другом без противоречия.
Обратимся к фиг. 1-6, при этом на фиг. 1 представлен схематический вид сверху сопровождающей защитной конструкции; на фиг. 2 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор находится в исходном положении; на фиг. 3 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда переворачивается под углом к оси керноотборника; на фиг. 4 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор переворачивается в положение, перпендикулярное оси керноотборника; на фиг. 5 представлен схематический вид в разрезе по линии А-А на фиг. 1, когда электрический редуктор приводит в действие бурильное долото, чтобы вскрыть пласт; на фиг. 6 представлено схематическое трехмерное изображение, когда электрический редуктор приводит в действие бурильное долото, чтобы вскрыть пласт.
Сопровождающая защитная конструкция, показанная на фиг. 1-6, содержит длинное вращающееся соединение 3, длинную прямую соединительную трубу 4, промежуточное вращающееся соединение 15, короткий соединитель 16, короткое вращающееся соединение 17 и трубу 18 для соединения со скольжением, при этом один конец длинного вращающегося соединения 3 присоединен с возможностью вращения к выходному отверстию 2 электрического редуктора 1, а другой конец прикреплен к одному концу длинной прямой соединительной трубы 4 посредством запорного кольца 6 и стопорной гайки 5, и при этом длинное вращающееся соединение 3 и длинная прямая соединительная труба 4 изолированы посредством уплотнительного кольца 7. Другой конец длинной прямой соединительной трубы 4 присоединен с возможностью вращения к промежуточному вращающемуся соединению 15 посредством соединительной муфты 14 с внутренней резьбой, и соединительная муфта 14 с внутренней резьбой прикреплена к длинной прямой соединительной трубе 4 посредством стопорной гайки, при этом промежуточное вращающееся соединение 15 присоединено к короткому вращающемуся соединению 17 посредством короткого соединителя 16, промежуточное вращающееся соединение 15 неподвижно присоединено к короткому соединителю 16 посредством стопорной гайки, и при этом короткий соединитель 16 присоединен с возможностью вращения к короткому вращающемуся соединению 17. Короткое вращающееся соединение 17 присоединено к трубе 18 для соединения со скольжением, которая проходит в основной корпус 20 и соединена с возможностью скольжения с основным корпусом 20 через отверстие для вала вспомогательного узла, прикрепленного к основному корпусу 20, и чтобы предотвратить отсоединение трубы 18 для соединения со скольжением от основного корпуса 20 во время движения защитной конструкции с электрическим редуктором, конечная часть трубы 18 для соединения со скольжением соединена со стопорным кольцом 19 с диаметром большим, чем у отверстия для вала.
По бокам промежуточного вращающегося соединения 15 и короткого вращающегося соединения 17 находятся стержни, при этом стержни установлены на пластинах 11 скольжения, расположенных по обе стороны от механизма деформации, при этом стержень промежуточного вращающегося соединения 15 установлен внутри первого выреза 12 для скольжения, а стержень короткого вращающегося соединения 17 установлен внутри второго выреза 13 для скольжения, и при этом первый вырез 12 для скольжения и второй вырез 13 для скольжения расположены на верхнем и нижнем уровнях, которые расположены ступенями, при этом первый вырез 12 для скольжения расположен на нижнем уровне, а второй вырез 13 для скольжения расположен на верхнем уровне. Первые вырезы 12 для скольжения и вторые вырезы 13 для скольжения на пластинах скольжения ограничивают механизм деформации, так что стержни промежуточного вращающегося соединения 15 и стержни короткого вращающегося соединения 17 могут скользить внутри первых вырезов 12 для скольжения и вторых вырезов 13 для скольжения соответственно, и короткое вращающееся соединение 17 выполнено с возможностью вращения относительно промежуточного вращающегося соединения 15, так что короткое вращающееся соединение 17 и промежуточное вращающееся соединение 15 не подвергаются поперечной деформации.
Обратимся к фиг. 3, длинная прямая соединительная труба 4 присоединена к соединительной муфте 14 с внутренней резьбой посредством выполненных с возможностью вставки трехстержневого охватываемого соединения 8 и трехстержневого охватывающего соединения 9, при этом трехстержневое охватываемое соединение 8 присоединено к конечной части длинной прямой соединительной трубы 4, а трехстержневое охватывающее соединение 9 присоединено к соединительной муфте 14 с внутренней резьбой, и при этом разъемное соединение облегчает техническое обслуживание, а также монтаж и демонтаж керноотборника.
Обратимся к фиг. 2-5, длинное вращающееся соединение 3, длинная прямая соединительная труба 4, промежуточное вращающееся соединение 15, короткий соединитель 16, короткое вращающееся соединение 17 и труба 18 для соединения со скольжением последовательно соединены с образованием механизма деформации с переменной длиной, при этом все из вышеуказанных элементов снабжены непрерывными и сообщающимися сквозными каналами. Кабель электромотора 10 проходит внутри каналов механизма деформации после выхода из выходного отверстия 2 электрического редуктора 1. Когда электрический редуктор 1 приводит в действие бурильное долото для переворачивания из исходного положения (параллельного оси керноотборника) в положение для сбора проб (положение, перпендикулярное оси керноотборника), и затем вскрывает пласт вдоль положения, перпендикулярного оси керноотборника для сбора проб, электрический редуктор 1 приводит в действие бурильное долото для качания под определенным углом для смещения пласта без разрыва сплошности после сбора проб, и при такой последовательности действий электрического редуктора 1 кабель электромотора 10 крепится внутри механизма деформации и двигается с механизмом деформации. Сообщающиеся сквозные каналы от электрического редуктора 1 до основного корпуса 20 могут обеспечить, чтобы кабель электромотора 10 не завивался и не изгибался во время действий электрического редуктора 1, таких как переворачивание, вращение, качание, и т.д., и в то же время сообщающиеся сквозные каналы соединяют кожух электрического редуктора 1 и основного корпуса 20, что можно использовать как проход для гидравлического масла 21 с введением гидравлического масла с помощью основного корпуса 20 в кожух электрического редуктора 1 посредством каналов. Гидравлическое масло 21 может послужить для смазывания электрического редуктора 1, и в то же время сквозной проход может уменьшить разницу давлений внутри и снаружи керноотборника, что служит для защиты керноотборника.
В альтернативном варианте материал механизма деформации является металлом с антикоррозийными свойствами, стойким к высоким температурам, например сплав титана, нержавеющая сталь и т.д.
Вышеуказанные варианты осуществления являются лишь примерами для изображения настоящего изобретения, и объем защиты настоящего изобретения не ограничивается ими, тем не менее также определяется содержимым формулы настоящего изобретения. Легко понять, что в других вариантах осуществления специалистами в данной области могут быть выполнены изменения в соответствии с известными техническими и общими знаниями в данной области, которые все подпадают под объем защиты настоящего изобретения.
Здесь описание примерных вариантов осуществления настоящего изобретения заканчивается. Специалистам в данной области станет понятно, что варианты осуществления, описанные в данном описании, представлены лишь с целью иллюстрации настоящего изобретения, в котором элементы или конструкции и т.п. сопровождающей кабель защитной конструкции электрического редуктора могут варьировать, и эквивалентные преобразования и улучшения на основе технической схемы настоящего изобретения не должны исключаться из объема защиты настоящего изобретения.
Промышленная применимость
В вариантах осуществления настоящего изобретения гибкий кабель по сути превращается в жесткий благодаря защите жесткого механизма деформации, предотвращая появление изгибов и завиваний кабеля во время движения с электрическим редуктором и обеспечивая балансирующий смазочный проход электрического редуктора. Настоящее изобретение может широко применяться в керноотборниках в области технологий добычи нефти.