Автономный инклинометр

 

ABTOHOMHbffl ИНКЛИНОМЕТР, включающий датчики азимута, зенитного и визирного углов, под1шюченные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выхода которого соединены с управвс еою :; - I II ----- щ1 ,;. - -: ; v« .Г; v:,iI ляющими входами коммутатора и блока памяти, а первый вход блока управления подключен к выходу таймера, о т-личающийся тем, что, с целью повьшения эффективности управления проходкой при бурении скважин путем измерения параметров пространственного положения скважины в интервалах времени между сменами отработавшего , долота, он снабжен цифровым компаратором, блоком опорного кода и регистратором отклонения полного вектора напряженности геомагнитного поля от номинального значения, причем выход датчика азимута через регистратор отклонения полного вектора напряженности геомагнитного поля подСП ключен к первому входу цифрового компаратора, а второй связан с блоком опорного кода, при этомвыход цифрового компаратора подключен к второму входу блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) О r) 4(5!) Е 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДА СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3652999/22-03 (22) 12.10.83 (46) 23.03.85. Bran. Р 11 (72) Г.Н.Ковшов, Г.В.Миловзоров и Р.А.Султанаев (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (53) 622.241.7.05(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 286890, кл. Е 21 В 47/02,. 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 903565, кл . Е 21 В 47/02, 1980 (прототип). (54) (57) АВТОНОМНЫЙ ИНКЛИНОМЕТР, включающий датчики азимута, зенитного и визирного углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а первый вход блока управления подключен к выходу таймера, о т-л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности управления проходкой при бурении скважин путем измерения параметров пространственного положения скважины в интервалах времени меяду сменами отработавшего долота, он снабжен цифровым компаратором, блоком опорного кода и регистратором отклонения полного вектора напряженности геомагнитного поля от номинального значения, причем выход датчика азимута через регистратор отклонения полного вектора Б напряженности геомагнитного поля под- р ключен к первому входу цифрового компаратора, а второй связан с блоком опорного кода, при этом. выход цифрового.компаратора подключен к второму входу блока управления.

И 46425

Изобретение относится к бурению неф" яных и газовых скважин, в частности к средствам определения геометрических параметров пространственного положения скважин. 5

Известно устройство для контроля пространственного положения ствола скважины, содержащее наземные датчики упругих колебаний, датчики глубины скважины, блок усиления, блок фильтрации, блок сравнения амплитуд и блок регистрации Я .

Недостатками устройства являются . низкая помехоустойчивоСть приема колеба ий, трудность реализации канала 15 связи между забоем бурящейся скважины и поверхностью земли.

Известно глубинное устройство длл цифровой регистрации параметров траектории скважины, включающее датчики 20 азимута, зенитного и визирного углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок 25 управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а первый вход блока управления подключен к выходу таймера, При этом процесс измерений совме-30 щается с технологическим процессом подъема колонны бурильных труб для смены долота. Глубинное устройство после окончания очередного долбления сбрасывается внутрь колонны бурильных труб, в нижней части которого находится немагнитная бурильная труба (немагнитная вставка). В процессе подъема бурильного инструмента на поверхность в момент останова колонны 4О бурильных труб для отвинчивания оче— редной свечи глубинным устройством осуществляется измерение и результаты заносятся в блок памяти (величины зенитного угла, азимута и времени) .

После извлечения прибора из.скважины ои подключается к наземному устройству, которое счи"ывает зафиксирован" .ную в блоке памяти глубинного устройства информацию f2) .

Однако известное устройство производит измерение только при смене долота (т.е. при подъеме колонны бу, рильных труб), и не позволяет получать информацию пространственного 55 положения забоя на длине одной про-. ходки до смены отработавшего долота °

Этот недостаток существеннен при бурении пород средней и мягкой твердости с высокой скоростью проходки, например, в районах Западной Сибири.

Цель изобретения — повышение эффективности управления проходкой при бурении скважин путем измерения параметров пространственного положения скважины в интервалах времени между сменами отработавшего долота.

Поставленная цель достигается тем, что автономныи инклинометр, включающий датчики азимута, зенитного и ви- зирного углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а первый вход блока управления подключен к выходу таймера, снабжен цифровым компаратором, блоком опорного кода и регистратором отклонения полного вектора напряженности геомагнитного поля от номинального значения, причем выход датчика азимута через регистратор отклонения полного вектора напряженности геомагнитного поля подключен к первому входу цифрового компаратора, а второй связан с блоком опорного кода, при этом выход цифрового компаратора подключен к второму входу блока управления.

На чертеже представлена функциональная схема автономного инклинометра.

Автономный инклинометр содержит датчики 1 измеряемых параметров (азимута, зенитного и визирного углов), коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, блок 4 памяти, блок S у IпIр а IвIJлIеeнHиHIяI, таймер 6, регистратор 7, блок 8 опорного кода и цифровой компаратор 9.

Устройство работает следующим образом.

При включении автономного инклинометра таймер 6 начинает счет времени. После этого автономный инклинометр на тросе транспортируется в забой скважины. По истечении времени, большего чем время достижения автоHoNHbIM инклинометром забоя, таймер 6 отрабатывает импульс на вход блока 5 управления, разрешая его работу. При этом блок 5 управления отрабатывает программу опроса сигналов с датчиков

I, их аналого-цифровое преобразоваСоставитель А Цветков

Редактор Е.Лушникова Техред Т.Маточка Корректор И.Муска

Заказ 1331/25 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, .ул.Проектная, 4

3 11 ние в АЦП 3 и запись в блок 4 памяти.

Затем с помощью троса осуществляется подъем автономного инклинометра.

Для определения пространственного положения ствола скважины в бурильной колонне вне забоя колонна бурильных труб составляется из магнитных (стальных) труб и немагHHTHbIx> причем последние устанавливаются на равных интервалах по длине траектории скважины.

Регистратор 7, представляющий собой магниточувствительное устройство с цифровым выходом, реагируя, на магнитное поле Земли, формирует выходной код, пропорциональный пол ному вектору геок:.агнитного поля.

На этот же код настроены цифровой компаратор 9 и блок 8 опорного кода, так что при нахождении устройства в немагнитной трубе (вставке}, когда регистратор 7 максимально принимает сигнал геомагнитного поля, цифровой компаратор 9 разрешает работу блока управления, и не разрешает при нахождении его в магнитной трубе, когда экранирующая способность бурильной трубы уменьшает сигнал магнитного поля Земли. При прохождении автономным инклинометром магнитных труб

46425 4 измерений не производится и блок памяти не заполняется.

При достижении автономным инклинометром первой от забоя немагнитной трубы на.выходе регистратора 7 образуется цифровой код, пропорциональный полному вектору геомагнитного поля, и цифровой компаратор 9 дает разрешение на работу блока управления. Цикл

10 измерения повторяется, и так в каждой немагнитной трубе. Привязка данных пространственного положения по длине скважины осуществляется па длине троса, на котором транспортирует15 ся автономный инклинометр и по числу циклов измерения. После извлечения автономного инклинометра на поверхность земли происходит считывание информационных кодов из блока памяти, ро их дальнейшая расшифровка и обработка.

Экономический эффект от применения автономного инклинометра состоит в повышении оперативности управления проходкой и эффективности бурения скважин путем обеспечения измерения параметров пространственного положе. ния скважины в интервалах времени мелду сменами отработавшего долота.