Устройство и принцип работы прибора скважинного

Схема прибора скважинного приведена на рис. 4. Прибор скважинный представляет собой сборку из трех трубных элементов диаметром 170-178 мм: удлинителя немагнитного, разделителя и кожуха генератора. Трубы свинчиваются между собой с помощью конических (метрических и дюймовых) резьб.

Удлинитель немагнитный предназначен для удаления инклинометрического датчика от посторонних магнитных полей и представляет собой пустотелую трубу из алюминиевого сплава с двумя переводниками. Первый переводник, выполненный из стали, соединяет удлинитель с турбобуром, второй переводник, выполненный из титана, соединяет удлинитель с разделителем. Переводники навинчены на трубу на эпоксидном клее и в процессе эксплуатации удлинитель не разбирается.

Разделитель представляет собой трубу-контейнер, внутри которой расположены секция кабельная и модуль электронный скважинный (МЭС-50).

К стальному торцу разделителя шестью болтами М10 крепится генератор, соединенный с кабелем (составная часть секции кабельной) с помощью разъема. Кожух генератора выполнен из стали.

Для передачи информации используется несущая частота, модулированная по фазе шумоподобными сигналами (ШПС), т.е. сигналами, корреляционная функция которых подобна корреляционной функции шума и представляет собой короткий импульс. Фаза несущей частоты может изменяться на 180º (фазовая манипуляция). Сигнал телесистемы формируется симисторным инвертором тока, который коммутирует напряжение генератора на нагрузку. Нагрузкой инвертора тока является диполь, одним плечом которого является буровая колонна выше разделителя, а другим – часть компоновки, расположенная ниже разделителя.

Рис. 4

Генератор

Генератор представляет собой однофазный источник питания переменного тока маслонаполненного типа и предназначен для питания электроники скважинного прибора и силовых цепей блока передатчика. В генераторе гидравлическая энергия бурового раствора на рабочих плоскостях шнека превращается в механическую энергию вращения вала.

Вращающаяся часть генератора представляет собой пустотелый с одной стороны вал с установленным на нем ротором, тремя опорами подшипников качения, элементом торцевого уплотнения и компенсатором со шнеком.

Вал ротора имеет две опоры - нижнюю и верхнюю и уплотняется на выходе торцевым уплотнением. Для улучшения условий работы уплотнения, разгрузки подшипников от динамических нагрузок и для охлаждения обмоток, внутренняя полость корпуса генератора заполнена трансформаторным маслом. На верхнем торце вала установлен шнек. Имеется несколько видов шнека, с разными углами наклона спиралей, в зависимости от плотности и расхода промывочной жидкости.

В роторе установлены магниты, которые образуют 4 полюса. Ротор установлен жестко на валу и вращается вместе с ним.

Статор имеет две обмотки: обмотка, соединенная с контактами 1 - 2 разъема, питает электронный модуль, обмотка, соединенная с контактами 3 – 4 разъема ШР-20П5 - силовая, обеспечивает электромагнитный канал связи. Распайка выводов обмоток генератора показана на рис. 5.

Рис. 5

1 – 2 ­ обмотка питания электронного модуля

3 – 4 ­ силовая сигнальная обмотка

5 ­ верхняя часть изолятора

Для компенсации температурного расширения масла и создания его запаса для восполнения утечек через торцевое уплотнение вокруг верхней опоры вала расположен компенсатор диафрагменного типа. Компенсатор является маслонаполненной емкостью, образованной резиновой диафрагмой, которая позволяет выравнивать наружное и внутреннее давления при работе на разных глубинах при разных температурах. При работе генератора масло вытекает через торцевое уплотнение, поэтому требуется регулярная дозаправка. В противном случае промывочная жидкость, попадая внутрь генератора, выводит его из строя. Обычно период дозаправки определяется временем смены долота.

Разделитель

Разделитель предназначен для электрической изоляции верхней и нижней частей бурильной колонны, которые подключены к выходу блока электронного передающего прибора скважинного.

Разделитель представляет собой трубу из алюминиевого сплава, собранную с титановым переводником и стальным изолятором. Все элементы соединены между собой с помощью эпоксидного клея.

Внутри разделителя установлены кабельная секция и модуль электронный скважинный МЭС-50, размещенный в кожухе МЭС (составная часть секции кабельной).

Изолятор состоит из двух стальных переводников, свинченных между собой с помощью специальной резьбы Спец.МК144×10×1:6. Поверхность резьбы покрыта стеклопластиком, создающим электрически изолирующий слой. Наружная и внутренняя поверхности изолятора также имеют изолирующее (стеклопластиковое) покрытие.