УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ НА ДОЛОТО

Изобретение относится к бурению вертикальных и наклонных скважин с помощью колтюбинговых установок, в частности к устройствам для замера осевой нагрузки на долото.

Известны датчики силы, изготавливаемые фирмами «Kyowa», «Dacell», «Scaime». Эти датчики применяются во многих отраслях промышленности для измерения усилий сжатия и растяжения. В качестве измерительного элемента в них используются тензодатчики [1] (проспекты фирм «Kyowa», «Dacell», «Scaime»).

Конструкции, в которых в качестве измерительных элементов используются тензометрические датчики, с помощью которых регистрируют осевые усилия (деформации), возникающие в корпусе прибора в процессе бурения [2] (Контроль напряженного состояния нефтепромысловых труб, Н.В.Кокоркин, М., Недра, 1980 г., с.54-59), имеют ряд недостатков.

Недостатком данных конструкций является то, что тензометрические датчики закреплены на упругом элементе корпуса прибора с помощью клея. Со временем под влиянием внешних факторов, таких как вибрация, температура и т.д., возможно разрушение либо отслоение тензометрических датчиков от корпуса прибора.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются гидравлические измерители веса ГИВ 6. Они предназначены для измерения и регистрации усилий натяжения неподвижного конца талевого каната при бурении и капитальном ремонте скважин [3] (ТУ 25-76177.004-92).

Однако при бурении колтюбинговыми установками применение данных измерителей невозможно, т.к. в системе отсутствует талевый канат и эти измерители веса имеют большие габариты.

Задачей настоящего изобретения является создание малогабаритного надежного измерительного прибора.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известное устройство для замера осевой нагрузки на долото, содержащее корпус, герметичную камеру с рабочей средой, расположенную в корпусе, поршень и датчик давления, согласно изобретению дополнительно содержит герметичную полость, заполненную воздухом, и промежуточный поршень, разделяющий камеру с рабочей средой и герметичную полость, заполненную воздухом.

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства для замера осевой нагрузки на долото.

Заявляемое устройство содержит подвижную часть корпуса 1, шлицы 2, поршень 3, герметичную камеру с рабочей средой 4, расположенную в корпусе, датчик давления 5, герметичную полость 6, заполненную воздухом, промежуточный поршень 7, разделяющий герметичную камеру с рабочей средой 4 и герметичную полость 6, заполненную воздухом.

Устройство работает следующим образом.

При проведении буровых работ возникающие осевые нагрузки перемещают подвижную часть корпуса 1 вдоль шлицев 2 влево. При этом перемещается поршень 3, вследствие чего возникает избыточное давление рабочей среды 4 в герметичной камере, в которой установлен герметично датчик давления 5, который регистрирует давление рабочей среды 4. В процессе бурения на корпус прибора передается вибрация с большой частотой. Для сглаживания частоты и предохранения датчика давления 5 от гидроудара применяется герметичная полость 6, заполненная воздухом, которая отделена от камеры с рабочей средой 4 промежуточным поршнем 7. Далее с помощью блока электроники, по изменению давления, регистрируемого датчиком, определяется величина осевого усилия, воздействующего на долото.