Устройство для ориентирования отклонителя в скважине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯОТКЛОНйТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ,содержащее корпус, чувствительный элемент включающий источник и приемник лу чистой энергии, между кoтQpЫ tи размещен экран, отклонитель с ловителем , отличающееся тем что, с целью повышения точности и надежности ориентирования, чувствительный элемент снабжен двумя соосно установленными взаиьото перпендикулярными пластинами с грузгичи, дополни-. тельным экраном, магнитоуправляё1ъ«м контактом и магнитом, .а ловитель .стерж .нем, при этом одни концы пластин скреплены с экране, а другие закре.плены в корпусе по его ости, при чем на наружной стороне корпуса со стороны ловителя расположен подвижно на штоке, скрепленном с корпусом, подпружиненный магнит, взаимодействующий со стержнем лови.теля, а (Л над магнитом внутри корпуса уставов-. лен .магнитоуправляемый контакт. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК I ((9) (И) 3(50 Е 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3449507/22-03. (22) 03.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) Н. A. Бачманов, И. A. Бушигин .

A. И. Воронцов, M. M. Козлов

М. Н. Рябинов и В. Н. Ульянов (71) Всесоюзный:научно-исследовательский институт методики и техники разведки (53) 622.241.7(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2987312/03, кл. E 21 В 47/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

М 607005, кл. Е 21 В 47/02, 1976. (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ OTKJIOHHTE)M В СКВАЖИНЕ, содер.жащее корпус, чувствительный элемент включающий источник и приемник лучистой энергии, между которыми размещен экран, отклонитель с ловите- . лем, о т л и ч .а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности ориентирования, чувствительный элемент снабжен двумя соосио установленными взаимно перпендикулярными пластинами с грузами, дополнительным экраном, магнитоуправляема( контактом и .магнитом, .а ловнтель .— стержнем, при этом одни концы пластин скреплены с экраном, а другие закреплены в корпусе по его оси, при чем на наружной стороне корпуса co . стороны ловителя расположен подвижно на штоке, скрепленном с корпусом,. подпружиненный магнит, взаимодей- Я ствующий со стержнем ловителя, а над магнитом внутри корпуса установ-. лен магнитоуправляемый контакт.

1046491

Изобретение относится к геологоразведочной технике и предназначено для ориентирования отклонителей при ,проходке геологоразведочных скважин.

Известен прибор для ориентирования отклонителей в скважине, состоящий из наземного пульта, в котором размещен источник переменного тока, индикатор нуля и размыкатель с диодом, и скважинного прибора, электрически связанного с наземным пультом через одножильный кабель и. колонну бурильных труб. В корпусе скважинного прибора размещен эксцентричный маятник, установленный между двумя неподнижными контактами, которые, н свою очередь, через диоды соединения с кабелем. Эксцентричный маятник н зависимости от положения скважинного прибора (в дальнейшем ориентатора) в пространстве может либо замыкать один из контактов на корпус, при этом в цепи прибора появляется ток определенной полярности, что отмечается индикатором наземного пульта, либо находится между .контактами, при этом тока в измерительной цепи прибора нет - момент ориентирования. Для фиксации ориентатора н заданном положении относительно отклонителя первый име:ет специальный ловитель, а второйспециальную шпионку (элемент фиксации стыковки ориентатора с отклонителем) I 11 .

Известный прибор работает следующим образом.Отклонитель на поверхности устанавливают в заданном положении, т.е. устанавливают необходмый угол между

его апсидальной плоскостью и вертикалью. Стыкуют ориентатор через ловитель и шпонку с отклонителем, добиваются положения, когда ток н цепи прибора отсутствует и положение ловителя фиксируют. Внутрь колонны бурильных труб, на которых уже опущен отклонитель, опускают на кабеле (одножильном) скнажинный прибор до стыковки его через ловитель и шпонку с отклонителем и добивают я момента ориентации по индикатору наземного пульта (стрелка индикатора должна находиться н нулевом положении), проворачивая колонну бурильных труб с отклонителем, например, по часовой стрелке. Так как возможна ложная стыковка ориентатора с отклонителем (неточная посадка ловителя, застревание ориентатора в колонне бурильных труб), операции по стыковке и ориентированию повторяют до трех раз проверяя точность ориентации по мет ке на бурильной колонне.

Недостатками указанного прибора .являются наличие проводника, связывающего маятник с корпусом, что снижает чувствительность маятника и

5 0 надежность работы ориентатора з цепом, большой вес маятника (до 16 г, = òî =.нижает механическую прочность датчика орнентатора, отсутстни сигнализации о правильной стыковке ориентатора с:отклонителем, что снижает надежносто ориентирования и уне личинает затраты времени на ы:ентирование.. Конструкция прибора не позволяет произнодить, даже.приблизительно, количественную оценку углов подхода к моменту ориентации.

Наличие механических контактов в дат чике ориентатора (пара маятник контакт) снижает точность и надежность ориентирования (работы прибора) .

Известно также устройство для ориентирования, содержащее корпус, чувствительный элемент, включающий источник и приемник света, между которыми размещен экран и отклонитель с ловителем. Источник, приемник света и чувствительный. элемент жестко связаны с корпусом устройства, 5 а экран имеет возможность вращаться вокруг оси устройства, находится между источником и приемником. света и имеет ловитель для стыковки с отклонителем (2) .

Определение момента ориентации н этом устройстве происходит следующим образом.

Источник и приемник света жестко связаны с корпусом и установлены так, что их оптические оси совпадают

При вращении корпуса оптическая ось источника и приемника перемещается вокруг оси прибора, а экран остается неподвижным и пространстве, при подходе оптической оси -источника и

40 приемника света к щели экрана в приемнике света начинает вырабатываться сигнал, который при совпадении оптической оси со щелью достигает максимума и сигнализирует о достижении устройством заданного положения.

К недостаткам вышеуказанного устройства относится наличие пар вращения в чувствительном элементе, что приводит к застою его при небол ших

50 зенитных углах (2-3 ) и снижает точо ность ориентирования отклонителей. отсутствие сигнализации о стыковке ориентатора с отклонителем, что снижает надежность и повышает затраты нремени на ориентирование по причинам, указанным выше.

Цель изобретения — повышение надежности и точности ориентирования.

Эта цель достигается тем, что н устройстве для ориентирования откло60 нителя в скважине, содержащем корпус чувствительный элемент, включающий источник и приемник лучистой энергии, между которыми размещен экран, отклонитель с ловителем, в нем чувствительный элемент снабжен двумя соос1046491

S тина 2 прерывателя 4 светового потока под действием груза 3 изгибается в плоскости, .нормальной к плоскости изгиба пластины 5. В ложной позиции отклонителя 19 экран 4 ложит ся на ограничитель 8 (фиг. 2). и полностью перекрывает световой поток от источника 10 света к фотоэлементу 9. приемника света, прекращая поступление сигнала по линии 13 связи на поверхность. И, наоборот, при ус- 1О тановке отклонителя 19 в зону искомо. го нейтрального положения пластина

2 изгибаясь отводит экран 4 в сторону (изображено пунктиром на фиг. 2), и световой поток проходит к оптичес- 15 кой маске 7 и фотоэлементу 9, Таким . образом, осуществляется бесконтактное автоматическое выявление и исклю. .чение ложной позиции установки отклонителя 19 и преобразование угла поворота отклонителя 19 в электрический сигнал.

Схема передачи измерительной инфор мации электрического сигнала (фиг.7) работает следующим образом. 25

Разделительные диоды 25 развязывают.силовую цепь питания источника

10 света от цепи питания фотоэлемента 9 (измерительной цепи), поэтому при подключении переменного тока к трансформатору 22 кажцая нз нагрузок питается отдельным полупериодом переменного тока. Регулирование тока в разных цепях производится автоном но (независимо) с помощью потенциомет ров 23, а измерение его величины 35 осуществляется с помощью измерителя 24 тока и переключателя 26. B за} висимости от степени освещенности фотоэлемента 9 ток в измерительной цепи будет изменяться, что фиксируется измерителем 24 тока.

На фиг. 8 приведена градуировочная характеристика для данного схемного решения передачи измерительнсй информации с использованием оптических масок „ изображенных на фиг. 4 и б .

Градуировочная характеристика выражает зависимость величины силы ток I по прибору от угла pàýâoðoòà

Т устройства для ориентирования.

В этом случае нейтральное (нулевое) положение устройства для ориентирования определяется по максимуму "выходного тока. При использовании оптической маски (фиг. 5) нейтральное, положение устройства определяется по минимуму выходного тока.

Предлагаемое устройство существен. но повьиаает точность и надежность ориентирования искусственных отклонителей. К его достоинствам следует отнести высокую механическую проч-. ность при сохранении метрологических, характеристик при любых зенитных углах скважины. Наличие магнитного замыкателя (магиитоуправляемого контак та с магнитным) полностью исключает вероятность ложиой стыковки устройства для ориентирования с отклонителем и снижает трудозатраты при производстве установок отклонителей в скважинах. Все это обеспечивает высокую надежность и работоспособность системы ориентирования искусственных отклонителей.

1046491

Б-Б

1046491

2/ фиг. 7

Фиг. S

Составитель И. Карбачинская

Корректор В. Бутяга

Редактор А. Козориз Техред Т.Фанта

Заказ 7691/34 Тираж 6 3

О Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

4 5

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /

4 йии "П ент" г Ужгород, ул. Проектная,