×
10.04.2015
216.013.3f55

ЗАБОЙНЫЙ КОММУТАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам коммутации датчиков, измеряющих забойные параметры непосредственно в процессе бурения в составе телеметрической системы. Техническим результатом является повышение надежности коммутации забойных датчиков в составе телеметрической системы. Устройство содержит корпус и контактные элементы, расположено внутри бурильной трубы и выполнено в виде струйного элемента, включающего баллон питания со сжатым газом, струйный блок формирования командного сигнала, струйные триггеры со счетным входом, струйные блоки инверторов, струйные логические элементы «И» и «ИЛИ» и струйный блок формирования выходного сигнала, причем выход струйного блока формирования командного сигнала соединен с входом струйных триггеров, выходы которых соединены с входами струйного блока инверторов, а выходы инверторов соединены с входами струйных логических элементов «И», соединенных с выходами забойных датчиков, выходы элементов «И» соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом струйного блока формирования выходного сигнала. 1 ил.
Основные результаты: Забойный коммутатор, содержащий корпус и контактные элементы, расположенный внутри бурильной трубы на забое скважины, отличающийся тем, что он выполнен в виде струйного элемента, включающего баллон питания со сжатым газом, струйный блок формирования командного сигнала, струйные триггеры со счетным входом, струйные блоки инверторов, струйные логические элементы «И» и «ИЛИ» и струйный блок формирования выходного сигнала, причем выход струйного блока формирования командного сигнала соединен с входом струйных триггеров, выходы которых соединены с входами струйного блока инверторов, а выходы инверторов соединены с входами струйных логических элементов «И», соединенных с выходами забойных датчиков, выходы элементов «И» соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом струйного блока формирования выходного сигнала.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам коммутации датчиков, измеряющих забойные параметры непосредственно в процессе бурения в составе телеметрической системы.

Известно устройство мультиплексора для коммутации четырех забойных датчиков на основе термобаростойкого геркона (см. Есауленко В.Н. Проблемы создания коммутирующих устройств для скважинной части телеметрических систем забойных параметров // Сборник трудов третьей региональной научной конференции «Математическое моделирование и информационные технологии в технических, естественных и гуманитарных науках», Георгиевск. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2003, с.147). Недостатком указанного устройства является низкая надежность за счет применения электронных компонентов, неспособных функционировать при температурах 135°C и выше, имеющих место в скважине на глубине более 5000 м.

Самым близким по технической сути (прототипом) является коммутатор с разрывом контактов в момент переключения (см. Малюга А.Г. Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин. - Тверь: НТП «Фактор», 2002, с.226), содержащий три контактные пары, толкатель, выполненный в виде ротора, прямоходовый электромагнит, резисторы и разрядник. Недостатками указанного устройства являются: низкая надежность за счет использования электрических контактных пар; невозможность использования в процессе бурения с беспроводными каналами связи, т.к. напряжение питания и командный сигнал подаются при помощи кабеля.

Техническая задача заключается в создании надежного устройства для коммутации забойных датчиков в составе телеметрической системы. Надежность коммутации забойных датчиков увеличивается за счет использования в забойном коммутаторе струйных логических элементов, которые обладают высокой надежностью в тяжелых условиях эксплуатации, а также отсутствия электронных компонентов, неспособных работать при температурах свыше 135°C.

Технический результат - повышение надежности коммутации забойных датчиков в составе телеметрической системы.

Это достигается тем, что устройство, содержащее корпус и контактные элементы, расположенное внутри бурильной трубы, выполнено в виде струйного элемента, включающего баллон питания со сжатым газом, струйный блок формирования командного сигнала, струйные триггеры со счетным входом, струйные блоки инверторов, струйные логические элементы «И» и «ИЛИ» и струйный блок формирования выходного сигнала, причем выход струйного блока формирования командного сигнала соединен с входом струйных триггеров, выходы которых соединены с входами струйного блока инверторов, а выходы инверторов соединены с входами струйных логических элементов «И», соединенных с выходами забойных датчиков, выходы элементов «И» соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом струйного блока формирования выходного сигнала.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. Оно содержит корпус 1, который находится внутри бурильной трубы 2 на забое скважины и жестко закреплен в ней при помощи ребер 3 и 4. Внутри корпуса 1 имеется баллон питания 5 со сжатым воздухом, соединенный с соплами питания 6 струйных элементов коммутатора. Блок формирования командного сигнала 7 содержит баллон питания командного сигнала 8, соединенный с входом турбулентного усилителя 9, мембранную коробку 10 с мембраной 11, фильтр 12, канал 13, соединяющий внутритрубное пространство скважины и мембранную коробку 10, дефлектор 14, закрепленный на мембране 11. Выход турбулентного усилителя 9 соединен с входом первого триггера со счетным входом и струйными элементами 15:3 активных элемента, выполняющих функцию повторения и отрицания и 2 активных элемента памяти. Выход первого триггера со счетным входом 15 соединен с входом второго струйного триггера со счетным входом и струйными элементами 16. Выходы триггеров 15 и 16 соединены с двумя соответствующими входами струйного блока инверторов 17, два элемента которого выполняют функцию повторения и отрицания, а также усиления. Выходы струйного блока инверторов 17 соединены с входами логических элементов «И» 18 (8 шт.). Входы элементов «И» 18 соединены при помощи каналов 19 с выходами забойных датчиков (на чертеже не показаны). Выходы элементов «И» 18 соединены с входами логического элемента «ИЛИ» 20, выход которого соединен с входом усилителя 21, который вместе с мембранной коробкой 22 образует блок формирования выходного сигнала 23. Выход усилителя 21 соединен с подмембранным пространством мембранной коробки 22, внутри которой установлены мембрана 24 и связанный с ней шток гидравлического усилителя 25.

Устройство работает следующим образом. К коммутатору подключены выходы четырех струйных забойных датчиков (на чертеже не показаны), при этом в любой момент времени на выходе коммутатора присутствует сигнал одного из датчиков. Переключение датчиков осуществляется при помощи импульсов давления бурового раствора, циркулирующего в скважине, за счет изменения режима работы буровых насосов на поверхности. Воздух под давлением поступает из баллона питания командного сигнала 8 в камеру турбулентного усилителя 9 и по каналу подается на вход первого струйного триггера со счетным входом 15. При этом на его выходе сигнал принимает значение логического «0». Сигнал с выхода первого струйного триггера со счетным входом 15 поступает на вход второго струйного триггера со счетным входом 16, на выходе которого сигнал равен логическому «0». Комбинация «00» с выходов струйных триггеров со счетным входом 15 и 16 передается на входы струйного блока инверторов 17. Два активных струйных элемента блока инверторов имеют по одному входу и по два взаимно инверсных выхода, выполняющих функцию повторения и отрицания. Сигнал с выходов этих элементов поступает на соответствующие входы струйного блока элементов «И» 18. Комбинация «00» на выходе триггеров будет соответствовать логической «1» на обоих входах первого элемента «И» (нижний крайний слева в блоке 18), а значит, и «1» на его выходе. При этом на выходах остальных трех соседних элементов «И» сигнал соответствует логическому «0». Логическая «1» с выхода соответствующего элемента «И» поступает на вход следующего элемента «И» (верхний крайний слева в блоке 18), второй вход которого соединен с выходом струйного забойного датчика №1. Таким образом, при наличии коммутирующего сигнала на входе элемента «И», сигнал с забойного датчика №1 с блока элементов «И» проходит через логический элемент «ИЛИ» 20 на вход струйного блока формирования выходного сигнала 23, где усиливается усилителем 21. Сигнал с усилителя 21 поступает в подмембранное пространство мембранной коробки 22 и воздействует на мембрану 24, которая толкает шток 25 гидравлического усилителя. Гидравлический усилитель воздействует на клапан в бурильной трубе (на чертеже не показаны), формирующий мощные импульсы давления бурового раствора в скважине, для передачи сигнала на поверхность по гидравлическому каналу связи. Таким образом, комбинация «00» на выходе триггеров со счетным входом 15 и 16 соответствует коммутации забойного датчика №1.

Для коммутации следующего датчика оператор на поверхности посылает командный сигнал - на время увеличивает давление в линии подачи бурового раствора. При этом увеличивается давление бурового раствора на забое. Надмембранное пространство мембранной коробки 10 по каналу 13 сообщается с внутритрубным пространством скважины. Увеличение давления вызывает прогиб мембраны 11 и перемещение прикрепленного к ней дефлектора 14 в камере турбулентного усилителя 9. Конец дефлектора 14 соприкасается со струей, вытекающей из сопла питания, в результате чего она турбулизируется и перестает поступать на выход турбулентного усилителя 9. Сигнал на входе первого триггера со счетным входом 15 пропадает. При этом на его выходе появляется логическая «1», т.к. триггер со счетным входом срабатывает по заднему фронту входного сигнала. На выходе второго триггера со счетным входом 16 остается сигнал, соответствующий логическому «0». Комбинация «10» на выходе триггеров 15 и 16 приводит к появлению логической «1» на входе элементов «И» (вторые слева в блоке 18). При этом произойдет коммутация забойного датчика №2, и сигнал с его выхода поступит на выход коммутатора. После того, как давление в линии подачи бурового раствора снизится до первоначального, дефлектор 14 возвращается в начальное положение, и струя в турбулентном усилителе 9 снова поступает на вход первого триггера со счетным входом 15. При этом он не переключается, так как срабатывает только по заднему фронту входного сигнала. Переключение первого триггера со счетным входом 15 произойдет при новом командном импульсе давления бурового раствора. При этом на выходе первого триггера со счетным входом появится логический «0», а на выходе второго - «1». Это сочетание будет соответствовать коммутации забойного датчика №3. При следующем командном сигнале с устья скважины на выходе струйных триггеров со счетным входом 15 и 16 появляется комбинация «11», что приводит к коммутации забойного датчика №4. При подаче следующего командного сигнала выходы струйных триггеров со счетным входом переключатся на «00», перейдя в первоначальное состояние. Таким образом, забойные датчики последовательно коммутируются по команде оператора на поверхности.

Для того чтобы мембрана 11 мембранной коробки 10 выдерживала высокое давление бурового раствора со стороны внутритрубного пространства скважины, ее подмембранное пространство заполнено маслом. Для предотвращения влияния абразивных частиц бурового раствора на мембрану 11 в канале 13 размещен фильтр 12.

Надежность коммутации забойных датчиков увеличивается за счет использования в забойном коммутаторе струйных логических элементов, которые обладают высокой надежностью в тяжелых условиях эксплуатации, а также отсутствия электронных компонентов, неспособных работать при температурах свыше 135°C.

Устройство позволяет повысить надежность коммутации забойных датчиков непосредственно в процессе бурения скважин.

Источники информации

1. Есауленко В.Н. Проблемы создания коммутирующих устройств для скважинной части телеметрических систем забойных параметров // Сборник трудов третьей региональной научной конференции «Математическое моделирование и информационные технологии в технических, естественных и гуманитарных науках», Георгиевск. - Ставрополь: СевКавГТУ, 2003, с.147.

2. Малюга А.Г. Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин. - Тверь: НТП «Фактор», 2002, с.226 (прототип).

Забойный коммутатор, содержащий корпус и контактные элементы, расположенный внутри бурильной трубы на забое скважины, отличающийся тем, что он выполнен в виде струйного элемента, включающего баллон питания со сжатым газом, струйный блок формирования командного сигнала, струйные триггеры со счетным входом, струйные блоки инверторов, струйные логические элементы «И» и «ИЛИ» и струйный блок формирования выходного сигнала, причем выход струйного блока формирования командного сигнала соединен с входом струйных триггеров, выходы которых соединены с входами струйного блока инверторов, а выходы инверторов соединены с входами струйных логических элементов «И», соединенных с выходами забойных датчиков, выходы элементов «И» соединены с входами логического элемента «ИЛИ», выход которого соединен с входом струйного блока формирования выходного сигнала.
ЗАБОЙНЫЙ КОММУТАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 19.
10.01.2013
№216.012.195b

Устройство для измерения давления бурового раствора в скважине

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для измерения давления бурового раствора в процессе бурения скважин. Устройство включает корпус, узлы привода и съема колебаний, мембрану, линию связи забоя с устьем скважины, преобразователь давления в виде многовитковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471983
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.06.2013
№216.012.4d0f

Глубинный датчик расхода бурового раствора

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для определения расхода бурового раствора на забое скважины непосредственно в процессе бурения. Глубинный датчик расхода бурового раствора содержит корпус, диафрагму и соединительные трубки. При этом устройство, расположенное в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485309
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.11.2014
№216.013.0362

Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532264
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.01.2015
№216.013.19ba

Устройство для измерения температуры в скважине

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для измерения температуры бурового раствора в процессе бурения. Техническим результатом является повышение надежности устройства и усовершенствование его конструкции. Устройство содержит механическую колебательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538014
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.06.2015
№216.013.55b5

Способ получения глицината меди(ii) в присутствии ацетофеноноксима

Изобретение относится к области химии, конкретно к способу получения глицината меди(II), который может найти применение в качестве биологически активных и кормовых добавок. Предлагаемый способ осуществляется в присутствии ацетофеноноксима и позволяет повысить выход глицината меди(II). Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553471
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f91

Способ ректификации углеводородных смесей

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа ректификации углеводородных смесей, включающего ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны. Смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556006
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.10.2015
№216.013.81db

Способ получения личинок и мальков осетровых рыб

Изобретение относится к индустриальному рыбоводству и может быть использовано для получения жизнестойкой молоди рыб. Способ предусматривает обработку икры осетровых рыб водным раствором комплексного препарата Гамавит. Обработку проводят после промывки оплодотворенной икры в течение 3 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564840
Дата охранного документа: 10.10.2015
27.11.2015
№216.013.9444

Способ приготовления пресервов из мяса озерной лягушки

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства пресервов из мяса озерной лягушки. Способ включает размораживание, мойку, разделку, бланширование, фасование, заливку, герметичное укупоривание. Бланширование проводят в течение 2-5 минут острым паром....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569575
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.958d

Устройство для измерения интенсивности радиоактивного излучения горных пород в скважине

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам для измерения интенсивности радиоактивного излучения непосредственно в процессе бурения на забое скважины, и может быть использовано в забойных телеметрических системах для измерения радиоактивного излучения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569905
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.01.2016
№216.014.bcd9

Способ получения катализатора для демеркаптанизации углеводородных смесей

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения катализатора для демеркаптанизации углеводородных смесей на основе комплексов переходных металлов с лигандом. Способ включает процесс нанесения катализатора на пористый носитель. При этом готовят смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573838
Дата охранного документа: 27.01.2016
Показаны записи 1-10 из 23.
20.06.2013
№216.012.4d0f

Глубинный датчик расхода бурового раствора

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для определения расхода бурового раствора на забое скважины непосредственно в процессе бурения. Глубинный датчик расхода бурового раствора содержит корпус, диафрагму и соединительные трубки. При этом устройство, расположенное в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485309
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.5456

Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано при травлении стали, никеля и кобальта, а также для кислотных очисток оборудования и промывок скважин. Ингибитор содержит продукт конденсации амина с альдегидом, при этом он дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487193
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.11.2014
№216.013.0362

Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532264
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.01.2015
№216.013.19ba

Устройство для измерения температуры в скважине

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для измерения температуры бурового раствора в процессе бурения. Техническим результатом является повышение надежности устройства и усовершенствование его конструкции. Устройство содержит механическую колебательную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538014
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.06.2015
№216.013.55b5

Способ получения глицината меди(ii) в присутствии ацетофеноноксима

Изобретение относится к области химии, конкретно к способу получения глицината меди(II), который может найти применение в качестве биологически активных и кормовых добавок. Предлагаемый способ осуществляется в присутствии ацетофеноноксима и позволяет повысить выход глицината меди(II). Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553471
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.07.2015
№216.013.5f91

Способ ректификации углеводородных смесей

Изобретение относится к нефтегазоперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа ректификации углеводородных смесей, включающего ввод метансодержащего газа в углеводородную смесь, нагревание и подачу полученной смеси в питательную секцию ректификационной колонны. Смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556006
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.10.2015
№216.013.81db

Способ получения личинок и мальков осетровых рыб

Изобретение относится к индустриальному рыбоводству и может быть использовано для получения жизнестойкой молоди рыб. Способ предусматривает обработку икры осетровых рыб водным раствором комплексного препарата Гамавит. Обработку проводят после промывки оплодотворенной икры в течение 3 минут при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564840
Дата охранного документа: 10.10.2015
27.11.2015
№216.013.9444

Способ приготовления пресервов из мяса озерной лягушки

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства пресервов из мяса озерной лягушки. Способ включает размораживание, мойку, разделку, бланширование, фасование, заливку, герметичное укупоривание. Бланширование проводят в течение 2-5 минут острым паром....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569575
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.958d

Устройство для измерения интенсивности радиоактивного излучения горных пород в скважине

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам для измерения интенсивности радиоактивного излучения непосредственно в процессе бурения на забое скважины, и может быть использовано в забойных телеметрических системах для измерения радиоактивного излучения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569905
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.01.2016
№216.014.bcd9

Способ получения катализатора для демеркаптанизации углеводородных смесей

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения катализатора для демеркаптанизации углеводородных смесей на основе комплексов переходных металлов с лигандом. Способ включает процесс нанесения катализатора на пористый носитель. При этом готовят смесь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573838
Дата охранного документа: 27.01.2016
+ добавить свой РИД