устройство для передачи информации при бурении с забоя скважины

Формула изобретения

Устройство для передачи информации при бурении с забоя скважины, содержащее цилиндрический корпус и установленные в нем узел электроники для геофизических исследований, узел источника питания, регулятор питания и исполнительный механизм, включающий подпружиненный запорный клапан, соединяющий трубное пространство бурильных труб с затрубным, верхний подпружиненный и нижний пилотные клапаны с электромагнитом, расположенные в полостях, заполненных жидкостью, причем полость нижнего пилотного клапана соединена гидравлическим каналом с затрубным пространством, отличающееся тем, что полости запорного клапана и верхнего подпружиненного пилотного клапана, а также полости нижнего пилотного клапана и гидравлического канала соединены обратными клапанами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к бурению наклонных и горизонтальных скважин при телеметрическом измерении текущих координат забоя и управлении направлением бурения.

Известно устройство для передачи информации с забоя скважины, содержащее цилиндрический корпус и установленный в нем узел электроники для геофизических исследований (инклинометр), узел источника питания и нижнюю приемно-передающую антенну, соединенную через блок согласования с инклинометром, которая возбуждает переменный (импульсный) электрический ток по буровому раствору внутри буровой компоновки (Патент на изобретение РФ №2162521, кл. Е21В 47/12, опубл. 2001, БИ №3).

Недостатком известного устройства является сильное затухание сигнала в буровом растворе, что требует дополнительных усилителей (ретрансляторов) по колонне бурильных труб и снижает надежность работы устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для передачи информации при бурении с забоя скважины, содержащее цилиндрический корпус и установленные в нем узел электроники для геофизических исследований, узел источника питания, регулятор питания и исполнительный механизм, включающий подпружиненный запорный клапан, соединяющий трубное пространство бурильных труб с затрубным, верхний подпружиненный и нижний пилотные клананы с электромагнитом, причем полость нижнего пилотного клапана соединена гидравлическим каналом с затрубным пространством (Заявка WO №02/059461, кл. Е21В 47/18, опубл. 2002 г.).

Недостатком известного устройства является возможность остановки подпружиненного запорного клапана в промежуточном положении, что сокращает срок службы устройства из-за промывки уплотняющих поверхностей клапана буровым раствором.

Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы устройства.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в известном устройстве для передачи информации при бурении с забоя скважины, содержащем цилиндрический корпус и установленные в нем узел электроники для геофизических исследований, узел источника питания, регулятор питания и исполнительный механизм, включающий подпружиненный запорный клапан, соединяющий трубное пространство бурильных труб с затрубным, верхний подпружиненный и нижний пилотные клапаны с электромагнитом, расположенные в полостях заполненных жидкостью, причем полость нижнего пилотного клапана соединена гидравлическим каналом с затрубным пространством, согласно изобретению полости запорного клапана и верхнего подпружиненного пилотного клапана, а также полости нижнего пилотного клапана и гидравлического канала соединены обратными клапанами.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для передачи информации с забоя скважины содержит цилиндрический корпус 1, установленный в нем подпружиненный запорный клапан 2 и электромагнит 3. К сердечнику электромагнита 3 подсоединены верхний подпружиненный пилотный клапан 4 и нижний пилотный клапан 5. Полости В, Г, Д и Е заполнены рабочей жидкостью (маслом). Отверстие корпуса А соединено с трубным пространством бурильных труб, а отверстие Б - с затрубным. Полость Е нижнего пилотного клапана 5 соединена гидравлическим каналом 6 с затрубным пространством. Полость В запорного клапана 2 и полость Г верхнего пилотного клапана 4 соединены обратными клапанами 7. Полость Д нижнего пилотного клапана 5 и полость Е гидравлического канала 6 соединены обратными клапанами 8. Ниже в корпусе установлены узел электроники для геофизических исследований, узел источника питания и регулятор питания 9 (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Устройство спускают в скважину в составе компоновки бурильных труб, размещая его над забойным двигателем и кривым переводником. В начале работы верхний подпружиненный пилотный клапан 4 закрыт, а нижний пилотный клапан 5 открыт. Давление бурового раствора, воздействующее при работе буровых насосов на запорный клапан 2, не открывает его, т.к. рабочая жидкость в полости В закрыта верхним пилотным клапаном 4 и обратным клапаном 7.

При подаче управляющего сигнала на электромагнит 3 верхний пилотный клапан 4 открывается, а нижний пилотный клапан 5 закрывается, и запорный клапан 2 открывается под действием перепада давлений над клапаном и в полости Г, равного перепаду давлений в трубном и затрубном пространствах. Рабочая жидкость при этом из полости В перетекает в гидравлический канал 6.

Запорный клапан 2 не может закрыться до снятия управляющего сигнала, т.к. этому препятствует закрытый нижний клапан 5 и обратный клапан 8, что позволяет предотвратить промежуточное положение запорного клапана 2 и промывку его буровым раствором.

При снятии управляющего давления с электромагнита 3 пилотные клапаны 4 и 5 возвращаются в исходное положение, при котором рабочая жидкость из гидравлического канала 6 получает возможность заполнить полость В, при этом под действием пружины запорный клапан 2 закрывается при определенном падении давления в бурильных трубах. Импульсы падения давления фиксируются приборами на поверхности, что позволяет осуществлять передачу данных из скважины в виде кодированной последовательности импульсов давления.