Электрический ориентатор

О П И С А Н И Е746073ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиеСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кд,с присоелинением заявки Ж Е 21 В 7/04Е 21 В 47/022 Феоударственный комитет СССР до делам изобретений и открытийДата опубликования описания 08.07,80(72) Автор изобретения Н, С. Левченко Уральское территориальное геологическое управление Министерства геологии РСФСР(54)ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ОРИЕНТАТОР Изобретение относится к бурению, аиМенно к устройствам для становки отклонителей, предназначенных для искусственных искривлений скважин,Известен ориентатор, включающий кор 5пус, внутри которого размещен шарнирноукрепленный отвес Ц.Недостаток устройства заключается вмалой точности ориентирования при малыхзенитных углах, а также низкая надежность работы из-за быстрого окисленияконтактных поверхностей замыкателя,Известен электрический ориентатор дляустановкиотклонителей в наклонныхсква жинах, содержащий чувствительный элементвзаимодействуюший с ним контакт иэлект-,ромагнитный вибратор т 2,Недостатком ориентатора является сложность конструкции, частые отказы в работе из-за недостаточно плотного соприкос Оновения контактирующих поверхностей, недостаточная точность ориентирования прималых зенитных углах; а также необходимость включения и. выключенИя вибратора с определенными выдержками после каждого получения сигнала.Цель изобретения - повышение надежности и точности ориентирования.Цель достигается тем, что чувствительный элемент подпружинен, а его рабочаяповерхность выполнена в виде спирали,Вибратор и чувствительный элемент свзаимодействующим с ним контактом могут быть включены параллельно,В магнитопровод вибратора может бытьвключен постоянный магнит,На фиг. 1 показан электрический ориентатор, продольный разрез; на фиг. 2 - видА фиг. 1; на фиг. 3 - электрическая схемаориентатора с наземными приборами и оборудованием.Электрический ориентатор состоит изстакана 1, в который ввинчена токовводящая головка 2, в центральном отверстиикоторой с помощью изолирующей втулки 3,выполненной из клеевой массы, укрепленвыводной стержень 4. С нижней частьюстержня 4 жестко соединена кассета 5,073 фНа верхнюю часть выводного стержня 4навинчена муфта 23, соединенная с проводом 24, Для устранения утечки тока соединяемые детали имеют изолирующее покрытие 25, выполненное из изоляционнойленты, Предохранение изолирующего покрытия от механического повреждения обеспечивается за счет ниппеля 26. Герметизация внутренней полости стакана 1 осуществляется уплотнительными кольцами 27,Стакан 1 снизу резьбой соединен с самоустанавливающимся хвостовиком 28,выполненным в виде патрубка с боковымпродольным вырезом и скошенным торцом.Нижняя часть стакана 1 выполнена в видевтулки с наружной конической поверхностью,Указанная втулкообразная часть стаканаимеет продольные надрезы, благодаря которым образуются лепестки. При навинчивании на стакан 1 гайки 29 внутренняяконическая поверхность ее надвигается нанаружную поверхность лепестков и закрепдяет в стакане резьбовую часть хвостовика 29.Электрическая цепь (фиг, 7) ориентатора совместно с наземными приборами иоборудованием включает чувствительныйэлемент Ч и вибратор электромагнитныйВЭ, образующие ориентатор О, лебедку спроводом Л, миллиамперметр пА и электрическую лампочку ЭЛ.Работа с электрическим ориентаторомсводится к следующим операциям.Перед спуском в скважину ориентаторвставляют в соединенный с откдонителемловитель, представляющий собой ниппель,в центральном отверстии которого укреплена шпонка 1 на чертежах не показаны)так, чтобы шпонка ловителя вошла в продольный вырез сам оустанавливающегосяхвостовика 28.Затем стакан 1 путем проворачиваниявокруг своей оси устанавливают так, чтобы в момент расположения внизу устан.вочной риски Р, имеющейся на головке 2,направляющая часть отклонителя,была повернута в требуемом направлении. Это положение стакана 1 относительно самьустанавливающегося хвостовика 28, а следовательно, и отклонителя, фиксируют ну тем навинчивания до отказа гайки 29 иориентатор извлекают из ловителя,После спуска отклонитедя в скважинуего подвешивают над забоем и в бурильнуюколонну 1 на чертежах не показана) наизолированном проводе опускают ориентатор. Дойдя до ловителя, боковой вырезсамоустанавливающегося хвостовика наде 3 . 746выполненная в виде патрубка с боковымвырезом. В кассете располагается вибратор, состоящий из постоянного магнита 6,катушки 7, один конец которой соединенэлектрически со стержнем 4, а второй5через пружинный контакт 8 и контактныйпатрубок 9 - с головкой 2. Внутри катушки 7 укреплен магнитопровод, включающийвместе с постоянным, магнитом 6 сердечник 10 и якорь 11, имеющий возможность 10продольного перемещения и взаимодействуЮщий с пружиной 12, Наличие в магнитощоводе постоянного магнита 6 повьпцаетэффективность работы вибратора, следо:вательно, и точность ориентирования, дает"возможность использования для питания пе-,ременный ток без включения в схему прерывателя цепи., Элементы вибратора удерживаются ниппелем 13, скрепленным с кассетой 5 бандажом 14, который, кроме 20того, вместе с бандажом 15 являютсяцентрирующими элементами,Чувствительный элемент состоит из отвеса 16, сферическая головка которого располагается внутри ниппеля 13, поджимается пружиной 17, закрепленной внутри нипнеля шайбой 18 и соединенного с отвесом 16 контактного кольца 19, рабочая,(боковая) поверхность Р которого выполнена в виде спирали. Между цилиндрической З 0поверхностью отвеса 16 и внутренней поверхностью шайбы 18 имеется зазор, обеопечивающий отвесу угловое перемещениефЭто перемещение ограничивается контактным патрубком 9, в нижней части которого укреплена изолирующая втулка 20,имеющая пластинчатый контакт 21, Со стороны контакта 21 на головке 2 вынесенапродольная риска Р, соответствующая моменту замыкания цепи. 40Чувствительный элемент и контакт 21составляют замыкатель электрической цепи, Вводы вибратора и чувствительного элемента вместе с пластинчатым контактом21 соединены с выводным стержнем 4, 45а выводы через головку 2 с массой, в качестве которой используется бурильная колонна 1 на чертежах не показана). Такимобразом, вибратор и замыкатель соединенымежду собой параллельно, что обеспечивает автоматическое включение и выключениевибратора. Верхняя часть контактной втулки 9 имеет расширяющийся книзу "вырези поперечный надрез Скоторые в сочетании со штифтом 22, укрепленным на головке 2, образуют пружинный зажим, обеспечивающий взаимное соединение деталей 9и 22,форм ула изобр етени я 1. Электрический ориентатор для установки отклонителей в наклонных скважинах,содержащий чувствительный элемент, взаимодействующий с ним контакт и электромагнитный вибратор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежностии точности ориентирования, чувствительныйэлемент подпружинен, а его рабочая поверхность выполнена в виде спирали,2, Оривнтатор по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшенияпотребляемой мощности в магнитопроводвибратора включен постоянный магнит.3, Ориентатор по п. 1-2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощенияобслуживания, вибратор и чувствительныйэлемент с взаимодействующим с ним контактом включены параллельно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Куличихин М. И, и ВоздвиженскийБ,И,Разведочное бурение. М., фНедра", с, 394398.2. Авторское свидетельство СССР(прототип) . нется на шпонку и ориентатор занимаетрабочее положение.В процессе спуска ориентатор, ударяясь о замковые соединения бурильной колонны, подвергается динамическим нагрузкам, В результате этого чувствительный,элемент за счет пружинной подвески перемещается в продольном направлении и осуществляет самозачистку рабочей поверхности кольца 19 и контакта 21, что повышает надежность работы ориентатора,Процесс ориентирования сводится к медленному поворачиванию бурильной . колоннывправо.Благодаря наклону скважины и шарнирной подвеске кольцо 19 вместе с нижнимконцом отвеса 16 располагается на лежачей стенке контактного патрубка 9 и перекатывается по внутренней поверхности изолирующей втулки 20, При этом электрический ток проходит только через катушку 7и, в зависимости от частоты тока, изме-няет величину магнитного потока в магнитопроводе, В результате этого равновесиеякоря 11 нарушено и он, преодолевая сопротивление пружины 12, колеблется в продольном направлении, нанося удары посферической поверхности отвеса 16, снижая тем самым трение чувствительногоэлемента о соприкасающиеся с ним детали,зфВ связи с тем, что катушка вибратора обладает большим сопротивлением, величинатока в цепи незначительна.После того, как в процессе дальйейше-го проворачивания ориентатора под рабо- З 5 чую поверхность 8 кольца 19 подведен контакт 21 - цепь замыкается и ток в ней резко возрастает, что может быть опреде лено с помощью показывающего прибора (гиА) или электролампы (ЭЛ).ЮПри этом ток в катушке ничтожно мал, и действие вибратора прекращается.В том случае, если колонна поворачивается и дальше, под рабочую поверхность3 кольца 19 опять подводится изолирующая втулка 20 и цепь размыкается.При дальнейшем поворачивании буриль-. ной колонны включение и выключение цепи повторяется.50Поскольку диаметр полости, образованной изолирующей втулкой 20 и контактом 21, больше наружного диаметра кольца 19, поворачивание полости на определенное число оборотов вызывает несколько боль- . у шее число оборотов кольца 19, Поэтому за каждый оборот ориентатора кольцо 19 поворачивается относительно контакта 21 73 6на определенный угол, в результате чегоконтактирующие участки рабочей поверхности 5 кольца 19 меняются. Так как рабочая поверхность 5 кольца 19 имеет форму спирали, поворачивание чувствительного элемента вызывает также замену контактирующих участков и на контакте 21,что приводит к повышению срока службыи надежности ориентатора.В процессе ориентирования бурильнуюколонну поворачивают на 3-4 оборота.После каждого замыкания поворачиваниебурильной колонны прекращают и на поворотной части, а также на корпусе вращателя бурового станка наносят подвижную и неподвижную метки, За основнуюподвижную метку берут метки, наложенные одна на другую, или при их разбросесреднее значение,Перед началом бурения, сохраняя положение меток, отклонитель опускают на забой, а ориентатор поднимают на поверхность.Использование электрического ориентатора позволит повысить точность проверкискважин при малых трудо- и энергозатратах,