Устройство для измерения магнитного азимута оси скважины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ MWIffiTHOrO АЗШОТ А ОСИ СКВАЖИНЫ, содержащее герметичный корпус, на котором установлена эксцентричная рамка со сферической полостью внутри , преобразователь аз}94ута, маят ник с эксцентричным грузом, размещенные в рамке токоподвода,.от л if ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности , частьтокоподводов установлена в сферической полости и вы полнена в вИде двух свитых спиралей, /шаг одной из них равен максимальному зенитному углу, а сферическая полость заполнена вязкой жндкоотыо и снабжена герметичной перегородкой в виде крошвтейкв яа котором расположен маятшос, при этом спирали размещены по оси ъраза ння маятника.

ае <и) i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUN

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ н asneaawv саицетвльстви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

;,(21) . 3520457/22-03 (22) 09. 12. 82 (46) 07.12.84. Бюл. Ф 45 (72) Е.А. Салов, P.È. Крнвоносов и А.Н. Русин (71) Всесоюзный научно-исследова- тельский институт нефтепромысловой геофизики (53) 622,.241.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 471424, кл. К 21 В 47/022, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 470597,.кл. E 21 В 47/022, 1975..(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МАГНИТНОГО АЗИМУТА ОСИ СКВАЖИНЫ, содержащее герметичный корпус, на котором установлена эксцентричная рамка со сферической полостью внутри, преобразователь азимута, маятник. с эксцентричным грузом, разме щенные в рамке токоподводы,.о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и на«

1 дежности, часть токоподводов уста.новлена в сферической полости и вы.-. полнена в виде: двух свитых спиралей, шаг одной из них равен. максимальному зенитному углу, а сферическая полость. . заполнена вязкой жидкоотью и снабжена герметичной перегородкой в виде кронштейна, иа котором расположен. маятник, при этом спирали размещены по оси вращения маятника.

i 127973

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано s инклинометрах и пластовых некланомерах для измерения азимута искривления скважин. 5

Известно устройство для измерения искривления скважин, в котором две половины герметичного корпуса образуют сферическую полость. К верхней половине корпуса крепится шип, с 1О которым с помощью опоры соединен маятник. Шип вместе с опорой маятника составляют шаровый .шарнир, позволяющий маятнику устанавливать жестко закрепленные на нем феррозонды в горизонтальном. положении;

Для предотвращения поворота маятника вокруг продольной оси устройства предусмотрен полый винт, входящий в прорезь, выполненную в шаре шипа. 2О

Электрические провода от.феррозондов через полый винт и отверстие в шипе подводятся к герметичному токоподводу. Сферическа полость частично заполнена вязкой жидкостью, 25 которая снижает трение в шаровом шарнире, а также демпфирует колебание маятника j1).

В данном устройстве провода, соединяющие феррозонды с герметичным

ЗО токоподводом, скручиваются на величину зенитного угла скважины, создавая упругий момент, отклоняющий маятник от вертикального положения.

При увеличении зенитного угла величина этого момента увеличивается, а следовательно, увеличивается и отклонение маятника от вертикали.

При этом феррозонды, жестко закрепленные на маятнике, отклоняются от горизонтального положения, из-за чего в результате измерения азимута скважины появляется погрешность.

Кроме того, провода деформируются на небольшом участке их длины и нри колебаниях маятника, возникающих при движении устройства в скважине, быстро разрушаются вследствие их усталости. При этом чем меньше сте. пень демпфирования маятника, тем больше амплитуда его колебаний, 50 тем быстрее наступает разрушение проводов. Так как степень демпфирования маятника за счет помещения его в вязкую жипкость непостаточна то срок службы такого патчика мал иР кроме того1 от колебания маятника появляется динамическая погрешность.

Известно также устройство для измерения азимута и зенитного угла скважин, содержащее герметичный корпус, на котором установлена эксцентричная рамка со сферической полостью внутри преобразователь азимута, маятник с эксцентричным грузом, размещенный в. рамке, и токоподводы j2) .

К недостаткам известного устройства относятся его низкие надежность и точность измерения из-за наличия контактных токопроводов. Контактные токопроводы обладают низкой надежностью и большим моментом трения, который препятствует установке платформы с преобразователем и горизонтальную плоскость, за .счет чего в результат измерения вносится погрешность. Так, например, при отклонении платформы от горизонтального положения на 1 в результат измерения азимута вносится погрешность до 2 55 . Кроме того, известное устройство обладает малой сте-. пенью демпфирования, что не позволяет его использовать при непрерыв-, ном измерении.

Цель изобретения — повышение точности измерений и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения магнитного азимута оси скважины часть токоподводов установлена в сферической полости и выполнена в виде двух свитых спиралей, шаг одной из них равен максимальному зенитному углу, а сферическая полость заполнена вязкой жидкостью и снабжена герметичной перегородкой в виде кронштейна, на котором расположен маятник, при этом спирали размещены по оси вращения маятника.

При колебании маятника жидкость должна перетекать через демпфирующий зазор между сферическим грузом и корпусом, что повышает степень демпфирования. При этом суммарный момент двух спиралей, действующий на маятник, остается постоянным во всем диапазоне зенитных углов и его можно компенсировать при помощи балансированного груза. Кроме того, провода, свитые в спираль, имеют значительно большую длину, поэтому величина противодействующего момента при закручивании проводов имеет меньшую величину, а также уменьшается закручивание проводов на едини1127973

° to

40 цу длины, что значительно повышает надежность устройства.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— графики зависимости изменения моментов спиралей от изменения зенитного угла и график суммарного момента.

Устройство имеет герметичный кор пус 1, заполненный вязкой жидкостью

В корпусе 1 с помощью подшипников 2 и 3 закреплена рамка 4 с жестко закрепленными на ней эксцентричными . грузами 5 и 6. Внутри рамки 4 имеется сферическая полость, в которой закреплен кронштейн 7, представляющий. собой герметичную перегородку.

На кронштейне 7 с помощью полых осей 8 и 9 и подшипников 10 и 11 закренлен маятник 12. На маятнике 12 установлены два взаимно перпендикулярных феррозонда 13 и 14, взаимное положение которых по азимуту может регулироваться с помощью винтов 15.и

16. Феррозонд 14 жестко закреплен . на основании 17, которое крепится к маятнику 12 осью 18 и двумя конусными винтами 19 и 20. Последние служат для горизонтирования феррозонда 14. На маятнике t2 также закреплены два балансировочных винта

21 и 22 ° с помощью которых горизонтируется феррозонд 13. Электричес.кие провода, соединяющие феррозонды t3 и 14 с рамкой 4, свиты s две одинаковые спирали 23 и 24, одна из которых предварительно закручена на величину максимального зенитного ! угла, при котором данное устройство нормально работает. Кснцы спиралей

:23 и 24 через полые оси 8 и 9 выводятся но кронштейну 7 к токоподводам 25, от которых электрические .провода через полую ось рамки 4 проходят к роторам кольцевых трансформаторов 26, статоры которых соединены с разъемом 27. Разъем 2? служит для электрической связи феррозондов с электронным блоком (не показан)., Устройство работает следующим образом. перпендикулярно к -ней, т.е. в горизонтальное положение..Феррозонд 13 при этом также горизонтируется с помрщью маятника 12, закручивая, например, спираль 23 на величину зе нитного угла и раскручивая спираль

24, которая быпа до этого закручена на величину этого же угла. Так как спирали по механическим свойствам одинаковы, то на сколько возрастает момент спирали 23 (фи". 2), на столько уменьшается момент спирали 24, т.е. суммарный момент двух спиралей остается неизменйым во всем диапазоне зенитных углов и направлен в одну сторону. Для компенсации суммарного момента двух спиралей служат балаисировочные винты 21 и 22, .с помощью которых при регулировке смещается центр тяжести маятника- 12 таким образом, что феррозонд 13 занимает горизонтальное положение.

Феррозонд 14 при регулировке горизонтируется с помощью конусных винтов 19 и 20, при этом основание 17 феррозонда 14 под действием конусных винтов t9 и 20 вращается вокруг оси

18 в необходимом направлении.

При перемещении маятника 12 (при изменении зенитного угла или при возмущающем воздействии)внутри сферической полости рамки 4, за счет

l наличия герметичной перегородки 7, которая делит сферическую. полость к на две части, жидкость перетекает из одной полости сферы в другую через демпфирующий зазор, образо ванный между сферической поверхностью рамки 4 и полусферическим грузом маятника 12. При этом степень демпфирования маятника 12 значительно выше, чем при демпфировании без перетока жидкости.45 Применение предложенного устройства для измерения азимута оси сквазины в непрерывном инклинометре позволит повысить скорость измерения и его точность за счет повышенной степени демпфирования феррозондов и точной нх установки в горизонт, а также повышается надежность устройст

При отклонении устройства от вертикального положения на некоторый зенитный угол рамка 4 под действием эксцентричных грузов 5 и 6 устанав- ливает.феррозонд 13 в полость наклона скважины, а феррозонд 14ва. Устройство для измерения азимута наклона скважины используется в

Я непрерывном цифровом инклинометре

ИН1-721. Экономическая эффективность от внедрения одного .комплекта инклинометра 17,2 тыс. руб. в год.

1127973

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед преобразователем азимута инклинометра

ЕИТ6, который принят sa базовый образец. С помощьв предлагаемого устройства за счет повышенной степени демпфирования азимут оси скважины можно измерять непрерывно со скоростью подъеме скважинного прибора до 1200 м/ч. Точность измерения азимута оси скважины повышается за счет высокой точности установки преобразователя азимута в. горизонтальное положение, так-как упругий момент токоподвода остается постоянным во всем диапазоне зенитных углов и компенсирован балансирован5 ным грузом .

Надежность предлагаемого устройства значительно выше за счет выполнения токоподводов в виде спиралей, так как их деформация на единицу длины значительно меньше, чем у гибкой ленты, используемой в инклинометре

КИТ, и поэтому они более долговечны., 1127973

Ф акс

Составитель И. Карбачикская

Редактор 0. Юрковецкая Техред С.Легеэа Корректор А. Обручар

Заказ 9002/23 Тираж 564 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",. r, Ужгород, ул, Проектная, 4