Устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины

 

1 .УСТРОЙСТВО ,ЦЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОГО И ЗЕНИТНОГО УГЛОВ СКВАЖИНЫ , содержащее цилиндрический кор .пус, переходник с каналами для прохода промывочной жидкости, упругую Iоболочку с жидкостью, выполненную из прозрачного материала, в которой размещен сферический поплавок с датчиками азимутального и зенитного углов , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, оно снабжено установленной в корпусе сферической камерой,выполненной из прозрачного материала, и подпружиненным поршнем, причем поршень размещен с возможностью взаимодействия с жидкостью в оболочке и промывочной жидкостью , а упругая оболочка выполнена в виде трубки, диаметр которой меньшедиаметра поплавка, при этом концы трубки закреплены неподвижно внутри сферической камеры. 2. Устройство по п. 1, отлисл чающееся тем, что в качестве жидкости, заполняющей оболочку, использована вода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А

3(51) Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

121 ) 3556648/22-03 (22) 28.02.83 (46) 07-05 ° 84. Вюл. М 17 (72) Г.И.Лоскутов, П.П.Подгорный, A.Ï.ÏîëTîðàöêèé и О.В. Эстерле (71) Центральная опытно-методическая экспедиция Казахского научно-исследовательского института минерального сырья, (53) 622.242(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 471424, кл. Е 21 В 47/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 757695, кл. Е 21 В 47/02, 1980. (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АЗИМУТАЛЬНОГО И ЗЕНИТНОГО УГЛОВ СКВАЖИНЫ, содержащее цилиндрический кор.пус, переходник с каналами для прохода промывочной жидкости, упругую оболочку с жидкостью, выполненную из прозрачного материала, в которой размещен сферический поплавок с датчиками азимутального и зенитного углов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности работы устройства, оно снабжено установленной в корпусе сферической камерой, выполненной из прозрачного материала, и подпружиненным поршнем, причем поршень размещен с возможностью взаимодействия с жидкостью в оболочке и промывочной жидкостью, а упругая оболочка выполнена в виде трубки, диаметр которой меньше. диаметра поплавка, при этом концы трубки закреплены неподвижно внутри сферической камеры. CO

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве жидкости, заполняющей оболочку, использована вода.

1090861

Изобретение относится к разведочному бурению и предназначено для измерения кривизны геологоразведочных скважин.

Известны инклинометры однократного действия, включающие отвес с эксцентричным грузом, магнитную стрел-, ку и арретирущее устройство tl);

Такие инклинометры сложны, так как для привода арретирующего устройства используют либо часовой механизм, либо реле времени с автономным источником питания, и не могут быть включены в состав бурового снаряда в процессе бурения, так как время арретирования должно соответствовать времени окончания рейса, что предугадать практически невозможно, Известно устройство для определения аэимутального и зенитного углов скважин, содержащее цилиндрический переходник с каналами для прохода промывочной жидкости, упругую оболоч,ку с жидкостью, выполненную из прозрачного материала, внутри которой размещен содержащий поплавок r. датчи- 5 ками азимутального и зенитного угла.

Корпус в этом инклинометре установлен внутри рамки под упором, причем рамка жестко связана с бурильной колонной и подпружинена относительно упора, жестко связанного с кожухом инклинометра. Фиксация положения датчиков осуществляется нри подъеме снаряда на поверхность. При этом упругая оболочка сжимается между рамкой и упором, фиксируя положение сферического поплавка j2j .

Однако этот инклинометр имеет ряд существенных недостатков.

Наличие тяжелой жидкости, имеющей повышенную вязкость, снижает чувствительность и повышает стоимость инклинометра.

Надписи и иэображения шкал, нанесенные на наружную поверхность корпуса, не защищены от воздействия про- 45 мывочной жидкости, обладающей абразивными свойствами„ что неизбежно приводит через некоторое время к их уничтожению, и, как следствие, к не-воэможности снятия показаний. 50

Наличие рамки, ограничивающей обзор шкалы, приводит к затруднению в снятии показаний по зенитному углу, а невозможность извлечения корпуса без нарушения арретирования приводит 55 к снижению точности в снятии показаний.

Во время подъема бурильной колонны при установке ведущей штанги и 60 последующих свечей на подкладные вилки возможен упор снаряда в скапливающейся в призабойном участке шлам и выступы скважины, что приводит к разарретированию устройства и .. 65 че гарантирует достоверность произведенных измерений.

Поверхность арретирования поплавка мала, что может привести к его проворачиванию.

Целью изобретения является повышение надежности и точности работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины, содержащее цилиндрический корпус переходник с каналами для прохода промывочной жидкости, упругую оболочку с жидкостью, выполненную иэ прозрачного материала, в которой размещен сферический поплавок с датчиком азимухального и зенитного углов, снабжено установленной в корпусе сферической камерой, выполненной из прозрачного материала, и подпружиненным поршнем, причем поршень размещен с воэможностью взаимодействия с жидкостью в оболочке и промывочной жидкостью, а упругая оболочка выполнена в виде трубки, диаметр которой меньше диаметра поплавка, при этом концы трубки закреплены неподвижно внутри сферической камеры.

При этом в качестве жидкости, до,полняющей оболочку, использована вода °

На фиг. 1 представлено устройство, устанавливаемое между колонной бурильных труб и буровым снарядом; на фиг. 2 — положение упругой оболочки устройства при подаче промывочной жидкости.

Устройство состоит из переходников 1 и 2,кожуха 3 и датчика, установленного внутри переходника 2 и п переходником 1. Устройство содержит также каналы 4 — В для прохода промывочной жидкости. Датчик имеет цилиндрическую форму и состоит иэ корпуса, в которой входят втулка

9 и полусферы 10 и 11 с проэраными стенками, поршня 12, пружины 13, упругой прозрачной оболочки 14 и сферического поплавка 15, в котором встроены чувствительные элементы азимутального и зенитного углов, например отвес, и магнитная стрелка. Ход поршня 12 ограничен стопорным кольцом 16. Втулка 9 и полусферы 10 и

11 имеют жесткое соединение между собой. Упругая оболочка 14 выполнена в виде цилиндрической трубки, концы которой жестко укреплены в полусферах 10 и 11, а внутренняя полость трубки заполнена жидкостью 17 низкой вязкости, например водой, плотность которой равна плотности поплавка 15, взаимодействующей с поршнем 12. Внутренний диаметр трубки меньше диаметра сферического поплавка. Сферический поплавок 15 установлен внутри трубки 14, выпуклая часть которой имеет зазор со стенками сферической

10908Ь1

6

М

1г

Фиг. 2 есе г

ВНИИПИ Заказ 3032/30 Тираж 5б4 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проеткная,4,полости 18, образуемой полусферами

10 и 11. На поверхности сферического поплавка 15 и на наружной цилиндрической поверхности полусферы 10 имеются кольцевые риски с делениями, по взаимному расположению которых считываются зенитный угол и азимут скважины, УстРойство работает следующим образом.

Во время работы бурового снаряда через устройство по каналам 4 — 8 пропускается под давлением промывочная жидкость, которая взаимодействует с верхней площадкой поршня 12, в результате чего поршень 12, преодоле-I5 вая сопротивление пружины 13, перемещается вниз и выталкинает жидкость

17 вовнутрь упругой оболочки 14, которая раздувается и прилегает плотно к стенкам сферической полости 18. 20 образуя при этом зазор с наружной поверхностью сферического пцплавка

15, который в результате этого получает ноэможность вращения относительно корпуса датчика, т.е. происходит разарретиронание поплавка. После окончания бурения прекращают работу бурового снаряда, в результате чего поплавок 15 занимает строго определенное положение относительно стран света и оси скважины, и прекращают подачу промывочной жидкости, в результате чего пружина 13, преодолевая сопротивление столбы промывочной жидкости, перемещает поршень 12 вверх до упора в стопорное кольцо 16, при этом жидкость 17 под действием упругой оболочки 14 вытесняется иэ внутренней полости оболочки в освободившееся подпоршненое пространство. В результате этого упругая оболочка 14 сжимается и плотно облегает сферический поплавок 15, фиксируя

его положение относительно корпуса датчика. После извлечения устройства на поверхность оно отсоединяется от бурильной колонны, отворачивается переходник 1, извлекается датчик и по положению сферического поплавка относительно оси датчика считывается зенитный угол и азимут скважины.

При необходимости датчик может быть установлен в более точное угломерное устройство. Для повторного использования устройстна достаточно собрать его в обратном порядке.

Использование изобретения в практике геологоразведочных работ позволит по сравнению с серийно выпускаемыми электрическими инклинометрами в 2-3 раза сократить затраты времени на производство инклинометрических измерений геофизической службой.

Кроме того, порейсовые измерения кривизны скважины позволят постоянно контролировать ее направление и тем самым повысить качество работ. Простота конструкции устройства поэноляет сделать его достаточно дешевым, что составит при серийном изготовле-. нии 100-200 руб., а простота обращения позволит найти для него широкое применение.