Устройство контроля выхода керна (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСК 119) (1 СПУБЛИК 315 И Е .21 В 25 М1 БР ЕНИ ЕЛЬСТВ(71) ВсесоюзныйКрасного Знаменительский институт(56) 1. Мандрус Вдля регистрации ив грунтоноску.оборудование", .192Авторское сР 76782, кл. Е 21дена Трудового аучно-исследовабуровой техники 0888)И. и др, Прибор оступления керна Машины и нефтяное 71, Р б, с. 32-35. видетельство СССР В 25/00, 1949 КОНТРОЛЯ ВЫХОДА КЕРГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ(57) 1. Устройство контроля выходакерна, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размощенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичнымпреобразователем сигналов перемещения керна в электрические сигналыи коммутационные элементы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна, система синальных меток выполнена в виде связанной с коммутационными элементамиферромагнитной рейки с магнитоэлементами н каждом выступе, а первичный преобразователь выполнен в ниде подвижной капсулы с индикаторнЫм блоком н виде пары ферромагнытных, дисков с размещенным между ними постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из немагнитного материала, длина выступов рейки .по меньшей мере равна расстоянию между дисками, а длина углублений рейки больше длины выступов.2. Устройство контроля выхода керна, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения кер. на в электрические сигналы, о т л и- рс ч ающеес ятем, что, с целью повышения надежности контроля посредством получения информации о напраилении перемещения керна, периияный преобразователь сигналов перемещения керна выполнен в виде связан- Я ной с коммутационными элементами подвижной капсулы с двумя индикатор- фее ными блоками, каждый из которых име-ет пару ферромагнитных дисков с размещенными между ними магнитоэлемЕн- (чав том и постоянным магнитом с аксиаль- (Д ной осью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из не- аФщ магнитного материала, а система сиг- (,) нальных меток выполнена в виде ферро рв, магнитной рейки с длиной выступов, по меньшей мере равной расстоянию между дисками и с длиной углубле" ний, большей длины выступов.1105606 Изобретение относится к горномуделу, к средствам для бурения скважин с. отбором керна.Известно устройство контроля выхода керна, состоящее из керноприемнойтрубы, индикатора перемещения керна, 5расположенного в полости трубы, иблока с регистрирующей аппаратурой 1Недостатком этого устройства является отсутствие в процессе бурениясигнала о продвижении керна в керноприемной трубе. Без такой информациинельзя принять решение о подъеме керноотборного снаряда на поверхностьв случае, например, если керн перестал поступать в керноприемник. Это,в конечном итоге, приводит к снижению процента выноса керна за рейс.Известно также устройство контроля выхода керна, позволяющее контролировать заполнение керноприемнойтрубы непосредственно в процессе бу 20рения, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчикперемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения кер 25на в электрические сигналы и коммута"ционные элементы 12.Однако при работе указанного устройства выдаваемая информация не зависит от направления перемещения керна, что в случаях разрушения кернав трубе может привести к полной егопотере,Цель изобретения - повышение надежности контроля посредством полученияинформации о направлении перемещениякерна.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве контроля выхода керна, содержащем керноприемную трубу с 40системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик пе-,ремещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения кернав электрические сигналы и коммутационные элементы, система сигнальныхметок выполнена в виде связанной скоммутационными элементами ферромагнитной рейки с магнитоэлементами вкаждом выступе, а первичный преобразователь выполнен в виде подвижнойкапсулы с индикаторным блоком в видепары ферромагнитных дисков с размещенным между ними постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба вы.полнена из немагнитного материала,длина выступов рейки по меньшей мереравна расстоянию между дисками, адлина углублений рейки больше длинывыступов,60Согласно второму варианту первичный преобразователь сигналов перемещения керна выполнен в виде связ анной с коммутационными элементами под,вижной капсулы с двумя индикаторными 65 волоками, каждый из которых имеет пару ферромагнитных дисков с размещенными между ними магнитоэлементом ипостоянным магнитом с аксиальнойосью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из немагнитного материала, а система сигнальных меток выполнена в виде ферромагнитной рейки с длиной выступов, поменьшей мере, равной расстоянию между дисками и с длиной углублений,большей длины выступов.Предлагаемое устройство обеспечивает бесконтактный контроль за продвижением керна в керноприемной трубев процессе бурения; логическое распознавание поступающих с первичного преобразователя электрических сигналов,позволяющее определить, поступает ликерн в керноприемную трубу или выпадает из нее в результате, например,разрушения на забое; возможность обработки и регистрации логических сигналов, несущих информацию о продвижении керна в виде двоичного или де.сятичного кода, непосредственно назабое скважины или на поверхности спомощью дополнительного измерительно.го устройства", практически неограниченный срок службы первичного преобразователя, поскольку способ преобразования величины перемещения кернав электрические сигналы бесконтактный.На фиг. 1 изображено размещенноев корпусе керноотборного снарядаустройство; на фиг. 2 - сечение А-Ана фиг, 1; на фиг. 3 - устройство,выполненное согласно второму варианту; на фиг. 4 - логическая схема получения информации о направлениидвижения керна в устройстве по первому варианту; на фиг. 5 - логическая схема устройства по второму варианту,устройство по первому варианту,размещенное в корпусе 1 керноотборного снаряда, состоит из ферромагнитной рейки 2, расположенной вдольобразующей поверхности немагнитнойкерноприемной трубы 3. В выступах 4рейки вмонтированы магнитоэлементы 5от которых отходят собранные .в жгути прикрепленные к рейке коммутационные элементы (провода ) 6, соединяющие магнитоэлементы с источником питания и логической схемой (фиг.4 ),размещенными в герметичной камере 7,Первичный преобразователь сигналов, выполненный в виде пОдвижной ка сулы, состоит из немагнитного цилинд рического корпуса 8, в торцах которого установлены ферромагнитные цилиндрические диски 9 и 10,прилегающие ступицами к постоянному магниту 11. Капсула размещается внутри керноприемной трубы 3, Диски и магни;ты в совокупности образуют индикаторный блок.устройство по второму вариантуимеет первичный преобразователь ввиде подвижной капсулы, изображеннойна фиг, 3 и состоящей из двух индикаторных блоков, содержащих пару ферромагнитных дисков 9 и 10, установленных на немагнитных корпусах 8 кап.сулы и отделенных друг от друга немагнитной втулкой 12. Между каждойпарой дисков 9 и 10 находятся постоянные магниты 11 и магнитоэлементы 5, соединенные с логическойэлектронной схемой и источником питаЪия коммутационными элементами в виде свитого в кольца экранированногопровода фиг, 5) .Кроме того, капсула имеет цилиндрические немагнитные втулки 13, в, зависимости от выбранной высоты котоОрых создается начальное сопротивлениемагнитоэлементов 5 под воздействиеммагнитных потоков, создаваемых постоянными магнитами 11,Повышение надежности распознавания.25направления .перемещения керна в керноприемной трубе обеспечивается тем,что длина углубления 14 рейки большедлины выступа 4, которая, в свою очередь, больше или равна расстоянию 30между дисками 9 и 10.Выполненные таким образом капсулаи рейка обеспечивают в случае нахождения капсулы напротив выступа рейкиминимальный путь магнитного потока и, 35значит, резкое его увеличение, а вслучае установки капсулы напротивуглубления - максимальный путь магнит.ного потока. Если первичный преобразователь выполнен по второму варианту, т.е. капсула имеет двойную высоту (фиг. 3), то такая взаимосвязьразмеров капсулы и рейки обеспечивает разделение двух магнитных потоков,при этом один из потоков будет проходить минимальный путь, а другоймаксимальный,Предлагаемое устройство работаетследующим образом (фиг, ),Во время бурения капсула первичного преобразователя перемещается поддействием керна, поступающего в полость керноприемной трубы 3. Вместес капсулой перемещается замкнутыймагнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 11. Когда капсула находится напротив выступа ступенчатойрейки 2, магнитный поток увеличивает.ся, так как уменьшается магнитноесопротивление,его прохождения. В этовремя резко увеличивается сопротивление магнитоэлемента 5, находящегося в зоне действия этого магнитного потока, в результате чего генерирует, ся электрический импульсКогда кап. сула, в результате перемещения ее керном, устанавливается напротив углубления рейки, величина сопротивления магнитоэлемента возвращается к первоначальному значению.Магнитоэлементы 5, установленные в капсуле (фиг. 3), взаимодействуют с магнитным потоком аналогичным обра. зом.Одним иэ главных преимуществ пред. лагаемого устройства является то, что изменение сопротивления магнитоэлемента под воздействием магнитного поля происходит примерно на одну и ту же величину, всегда достаточную для формирования импульса, и совершен. но не зависит от скорости продвижения керна в керноприемной трубе и поворота капсулы на любой угол вокруг своей оси.распознавание направления движения керна в керноприемной трубе иего количества осуществляется с по-,мощью электронной логической схемы,позволяющей при наполнении трубыкерном суммировать электрические импульсы, поступающие с магнитоэлементов на схему логики, а при опорожнении трубы, например в результате раэрушения керна при бурении по какимлибо причинам, вычитать эти сигналы.При этом, если магнитоэлементы установлены в капсуле, суммирование иливычитание сигналов производится взависимости от того, какой из магнитов верхний или нижний первым генерирует сигнал,Информация о продвижении керна вкерноприемнике преобразуется в логической схеме в двоичный или десятичный код и передается на любое забойное регистрирующее устройство илипо линии связи на поверхность и т.д.Первичный преобразователь перемещения можно многократно использовать.Он легко переставляется с отработанного к рноотборного инструмента вновый. Благодаря использованию изобретения можно значительно повыситьпроцент выноса керна в рейсе за счетобеспечения возможности оперативногоуправления бурением с отбором кернана основе информации о направлениипродвижения керна в керноприемнойтрубе и его количества, т. е, возможности изменять параметры режима бурения в целях улучшения процесса кер.нообразования и поступления керна вкерноприемник или, в случае необходимости, прекратить бурение и приступить к подъему керноотборного снаряда.1105606 Фиг Х 2/24 Тираж 565 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.сно ак ПоСР де ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,;4 ил Составитель В.Акслер тор Л.Алексеенко Техред Т.фанта Корректор В. Гирня