Датчик частоты вращения долота при турбинном бурении

Изобретение относится к турбинному бурению, а именно к датчикам частоты вращения долота, Цель изобретения - уменьшение га 5 баритов датчика при одновременном Обеспечении возможности модуляции низкочастотных колебаний, возникаю- . пих при взаимодействии долота с забоем,ОНа фиг,1 изображен датчик, проольный разрез; на фиг.2 - осцилораммы информационного сигнала.Датчик частоты вращения долота ри турбинном бурении, содержит корус 1, с которым скреплен акустический резонатор 2 с звукопоглощающим орлом 3, и перфорированную трубу 4, которая имеет узел 5 (шлицевую полуфту) для соединения с валом 6 гуробура. Звукопоглощающее горло 3 вы- олнено в виде изогнутого по винтоой линии полого цилиндра. Перфорация трубы 4 выполнена в виде окна 7 для прохода промывочной жидкости и 25 отверстия 8 для соединения внутренней полост 1 корпуса 1 с внутренней полостью акустического резонатора 2 через звукопоглощающее горло 3 для формирования амплитудно"импульсных сигналов из спектра звуковой вибрации. Акустический резонатор .2 представляет собой кольцевую камеру, образованную корпусом 1 и внутренней трубой 9, Звукопоглощающее горло 3 имеет звукопоглощающее отверстие 10.Действие акустического резонатора основано на том, что резонатор при возбуждении падающей иа него волной отбирает от звукового поля достаточ но большую энергию в области частот, примыкающих к собственной частоте резонатора.Максимальное рассеяние звуковой энергии наблюдается на резонансной 45 частоте, которая определяется по фор- муле 217 1 ч 150 где с - скорость звука в трубопроводе;ч - объем резонансной камеры,смЗ;Р " площадь звукопоглощающего от верстия, смЬ - длина горла, см.П р и м е р, Берут внутренний объем камеры ч 31400 см, длину горла резонатора 1491 см, площадь отверстия горла Р = 16 см и получа 2 1ют резонансную частоту поглощения Г = 25 Гц.Датчик работает следующим образом.При включении буровых насосов жидкость через центральное отверстие в трубе 9 поступает в турбобур.Вращение вала 6 турбобура приводит во вращение трубу 4. При каждом обороте вала турбобура отверстие 8 совмещается со звукопоглощающим отверстием 10 горла 3, и происходит поглощение энергии звуковой частоты Й =25 Гц с полосой г 3 Е = 20 Гц до уровня приблизительно 1003 (расчетная величина), выполняя тем самым амплитудно-импульсную модуляцию.На фиг.2 а приведена осциллограмма звуковой вибрации; на фиг.2 б - также осциллограмма, но уже промодулированнаяПериодическое перекрывание звуко- поглощающего отверстия 10 трубой 4, которая приводится во вращение валом 6 турбобура, приводит к формированию волновых пауз (фиг. 2 б), которве пропорциональны числу оборотов вала турбобур а.Акустическим приемником, размещенным на поверхности (е показан) воспринимается спектр звуковой вибрации, и через соответствующие электронные преобразователи фильтруется несущая частота (фиг,2 в) с последующим формированием прямоугольных импульсов на вход аналогового прибора, шкала которого проградуирована в об/мин.Предлагаемая конструкция датчика позволяет увеличить надежность его работы и получить надежную техологическую информацию о частоте вращения долота в процессе турбинного бурения путем амплитудно-импульсной модуляции низкочастотных колебаний в диапазоне частот 5-50 Гц, источником которых являются удары шарошек по поверхности забоя, что, в свою очередь, позволяет по сравнению с прототипом увеличить механическую скорость и проходку на долото за счет поддержания заданного значения осевой нагрузки по геологотехническому наряду5 1587182 6 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я целью уменьшения габаритов датчикаДатчик частоты вращения долота при одновременном обеспечении воэможпри турбинном бурении, содержащий ности модуляции низкочастотных колескреппенный с корпусом акустический баний, возникающих при взаимодействии резонатор с звукопоглощающим горлом долота с забоем, звукопоглощающее гори перфорированную трубу с узлом дпя ло акустического резонатора выполнено соединения с валом турбобура, а т - в виде изогнутого по винтовой линии л и ч а ю щ и й с я тем, что, с полого цилиндра.г,гСоставитель В,КосталевскийТехред Л,Кравчук Корректор Т.МапецоГачЗаказ 2404 Тираж 475 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,