Скважинное контактное устройство — SU 1373801 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 47/1 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ СУД АРС ДЕЛАМ ИЕ ИЗО О ЕНИ ЫЬ."Ь ,0 АВ 96319/2(57) И бурени к облас бретение отно еан и м,б. ис забойных п ения - пов е при испо ов гидроуд ржит корпу рамет шение овЦельнадежностиии раэличредачи изобре в рабо рных машин. Устрконтактное гнеэ 2 о с 3 ф(22) 14 (46) 15 (71 ) Ка ский ин (72) Е. и Ю.Ф.С (53) 62 (56) Ав Ф 10780Авто У 11981 МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 801373801 до с хвостовиком, посаженное во внутренний обод шарикоподшипника. С гнездом контактирует штырь 5, оснащенныйстержнем 9 и подпружиненный относительно него втулкой (В) 12 с грузом14. Устр-во имеет дополнительноесъемное звено 10 и съемный цилиндр13, В 12 выполнена в виде повернутого усеченного конуса. Штырь 5 в верхней части В 12, груз 14, звено 10 ицилиндр 13 имеют наружный диаметрбольше наружного диаметра нижней части штыря 5, контактирующей с гнездом.Выполнение наружной поверхности В 12в виде конусного перехода обеспечивает плавное расширение потока промы"вочной жидкостиПоток, воздействуяна торец стержня 9 и через звено 10на штырь 5, препятствует отрыву последнего от контактного гнезда в экстремальных условиях работы устр-ва, 3731Изобретение относится к бурениюи может быть использовано для передачи забойных параметров на поверхностьпо электрической линии связи в процессе бурения скважин,Цель изобретения - повышение надежности в работе при использованииразличных типов гидроударных машин.На фиг. показано устройство вобласти контакта штыря с гнездом; нафиг.2 - верхняя часть штыря с подпружиненным грузом.Скважинное контактное устройствосодержит корпус 1, который помещенв буровом снаряде 2. Сверху в корпусвставляется шарнирный подшипник 3 инакрыгается направляющей втулкой 4для сбрасываемого с поверхности шты"ря 5Внутри корпуса расположено контактное гнездо, хвостовиком 6 посаженное во внутренний обод шарикоподшипника 7, наружный обод которогоэлектрически связан с кабелем вращающегося со снарядом в процессе бурения участка линии связи, Весь свободный объем корпусаи пространство над приконтактной областью заполнены жидким диэлектриком, Над контактным штырем 5 (фиг.2), внутри которого расположен кабель 8 верхнегоне вращающегося со снарядом при бурении участка линии связи, установлен стержень 9 с дополнительным съемным звеном 10 и пружиной 11.Штырь 5 в верхней части имеетнаружный диаметр Л, больший наружного диаметра Й некией его части, состыкованной с контактным гнездом,Наружный диаметр нижней части штыря уве личить не представляется возможным,поскольку расположение его в контактном устройстве и в снаряде обеспечивает нормальные условия для подачик гидроударнику рабочей жидкости. 45При увеличении диаметра нижней части штыря эти условия были бы нарушены и в гидросистеме создавался быизлишний нежелательный перепад давления. Увеличение наружного диаметра50верхней части штыря не нарушает условия прохода жидкости. Наружные диаметры стержня 9 и звена 10 такжеравны О.Суммарная масса штыря состоит измассы собственно штыря 5, стержня 9и звена 10. На стержень с пружинойнасажен через втулку 2 снабженныйдополнительным цилиндром 13 груз 14801 гСуммарная масса груза состоит из массы собственно груза 14, цилиндра 13 и втулки 2, наружные диаметры которых и втулки в верхней ее части равны также О.Втулка 12 выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, основаниями которого являются верхний торец диаметром О и нижний с диаметром ОО. В верхней части снаряда 2 (фиг,1) установлен аналогичный подшипнику 3 шарнирный подшипник (не показан) соответственного увеличенному наружному диаметру О верхней части штыря 5.типоразмера.Увеличение наружного диаметра верхней части штыря позволяет существенно уменьшить суммарную длину штьгря согласно соотношению 1=1.с -д )/о (О - с 1,)1, где с 1, - диаметр отверстия под кабель; . и 1 - прежняя и уменьшенная длины верхней части штыря. Так, увеличение наружного диаметра верхней части его от значения с 1:19 мм до 0=25 мм,позволяет уменьшить почти вдвое суммарную длину 1 птыря по сравнению с его прежней длиной 1Устройство работает следующим образом.В зависимости от типа используемого при проходке скважины гидроударника над штырем 5 и к грузу 14 устанавливаются или убираются дополнительные звено 1 О и цилиндр 13. Под действием веса груза 14 с втулкой и дополнительного цилиндра 13 и силы, воздействующие на указанные детали и через них на пружину 11 со стороны потока промывочной жидкости (при неработающем гидроударнике), пружина получает предварительное кваэистатическое сжатие. Увеличение в предлагаемом устройстве наружного диаметра груза приводит к увеличению его площади поперечного сечения, на которую действует поток жидкости, В результате этого согласно соотношению Н = =6 О -д,)/(д -ц Ц заметно увеличивается сила Н воздействия потока на груз по сравнению с силой, действовавшей на него при прежнем значении наружного диаметра с 1, Например, при указанном увеличении наружного диаметра Н = 1,8 т т.е. в 1,8 раза больше прежней силы воздействия потока на груз, это приводит к увеличению величины кваэистатического сжатияпружины. При включении гидроударной машины груз 14 с дополнительньи цилиндром 13 и втулкой 12 начинает совершать вынужденные возвратно-поступательные колебания с частотой рабо 5 ты машины, сжимая и разжимая пружину 11, осуществляемые при посредстве стержня 9 и втулки 12, образующих пару скольжения, на которые накладываются колебания суммарного груза с собственной частотой, определяемой его суммарной массой и жесткостью пружины 11.Спустя несколько секунд после 15 начала работы гидроударника благодаря наличию силы сопротивления, действующей на суммарный груз со сторо - ны потока промывочной жидкости, колебания его с собственной частотой затухают, За счет установившимся вы - нужденных колебаний груза 14 с цилиндром 13 и втулкой 12 под действием переносной силы инерции последних, передаваемой им через посредст во пружины 11, стержня 9 с дополнительным звеном 10 и штыря 5, амплитуда которых меньше величины квази- статического сжатия пружины, штырь не отрывается от контактного гнезда, хвостовиком 6 впрессованного во внутренний обод щарикоподщипника 7 и, находясь внутри шарнирных подшипников 3 и ему подобному, установленного в верхней части снаряда 2, не3,5 вращается вместе со снарядом, обеспечивая надежность работы контактного устройства в процессе бурения скважины с помощью гидроударных машин.Если же под воздействием возму 40 щающихся сил амплитуда колебаний груза на короткий, исчисляемый долями миллисекунд, промежуток времени превысит величину квазистатического сжатия пружины и тем нарушится работа 45 штыря с подпружиненным грузом как единой неразрывной системы, то отрыву штыря от гнезда будет препятствовать сила, воздействующая со стороны потока дромывочной жидкости на увеличенную за счет увеличения его диаметра площадь поперечного сечения стержня 9 и через него на штырь 5 со звеном 1 О. На основании уравнения неразрывности потока расход жидкости55 по каждому иэ участков трубопровода одинако и равен О = 5 У, где Ч - средняя скорость потока через живое сечение потока 5, которое равно площади кольцевого сечения между внутренними стенками снаряда и наружными поверхностями груза 14, съемного цилиндра 13 и втулки 12, Поскольку при прохождении потока мимо втулки площадь его живого сечения увеличивается, то в соответствии с равенством 5 Ч = 5, У, уменьшается средняя скорость потока 1 Это, в свою очередь, повышает давление на торец стержня 9 с увеличенным диаметром О. С другой стороны, вьгтллнение наружной поверхности вгу.пни 1 в видс конусного перехода обепечияаег плавное расширение потока промывочной жидкости и за счет малого значения коэффициента местного соцпг 1 тивления на данном участке трубопровода незначительные потери энергии потока, который, воздействуя на тпрец стержня 9 и через звено 1 О на штырь 5, препятствует отрыву по,чеднего от контактного гнезда в укаэанных экстремальных условиях работы стройлства. Все это повьщает эксплуд.тационную надежность контактного устройства.Увеличение в предлагаемом устройстве нару кного диаметра верхней части щтыря, гр; эа и пругих деталей, располоченцьг над щтырем, а также выполнение втулки с плавным конусным переходим ст верхнего к ее нижнему торцу с меньщю диаметром позволяет повысить надежность работы устройства и существенно уменьшить длину соответств лощт деталей, что значительпо упрощает эксплуатацию устройстваУстановка г устройстве дополнигельных съемных звена и цилиндра обеспеч 1 лля универсальность применения устройства, позволяя испольэовать его в процессе бурения с любыми типами гидроударных машин.Формула изобретенияСкважинное контактное устройство, содержащее корпус, контактное гнездо, хвостовиком посаженное во внутренний обод шарикоподшипника, находящийся в контакте с гнездом штырь, оснащенный стержнем и подпружиненной относительно него втулкой с грузом, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при использовании различных типов1373801 гидроударных машин, оно снабжено дополнительным съемным звеном и съемным цилиндром, втулка выполнена в виде перевернутого Усеченного конуса, приэтом штырь в верхней части, втулка,70 иЯЯ Составитель Н.КривкоСлободяник Техред М.Ходанич Корректор А.Зимокос ак/24 ак 3 Подписно СССР венного комитетбретений и открЖ, Раушская тииаб., д.4/ иэводственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 Тир НИИПИ Государ по делам и 13035, Москвагруз, дополнительное звено и съемный цилиндр имеют наружный диаметр больше наружного диаметра нижней части штыря, находящийся в контакте с гнеэ дом.