Скважинное ориентирующее устройство

 

1. СКВАЖИННОЕ ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее наземный блок, линию связи и скважинный блок, имеющий корпус, арретирукиций электромагнит , измерительное сопротивление, чувствительный и преобразовательный элементы, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности ориентирования, преобразовательньй элемент выполнен в виде прикрепленной к корпусу спирали, а чувствительный элемент - в виде установленного на двух растяжках вдоль оси корпуса внутри спирали магнитного стержняj при этом одна иэ растяжек соединена с корпусом, а другая - с якорем арретирующего электромагнита, причем измерительное сопротивление размещено на преобразовательном элементе с возможностью контактирования с чувствительным элементом л 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительное сопротивление размещейо на чувствительном элементе с возможнсгстьк контактирования с преобразовательным элементом.

СОК)3 COBET(;HHX

СОЦИАЛИСТИ4ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (I I ) 47 022

4 (5!1

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3677714/22-03 (22) 23.12.83. (46) 07.05..85. Бюл. N - 17 (72) А.И.Воронцов, Н.А.Бачманов, А.А.Бушигин, М.М.Козлов, M.Н.Рябинов и Ю.Д.Панов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки Всесоюзного промышленного объединения "Союзгеотехника" (53) 622. 241. 7 (088. 8) (56) 1. Cillik Ь., Meklas V.

Tomasek I. 0rientovane Vrtani ч

Krystalininy. Praha, 1962, с.89-93.

2. Мельничук И.П. Бурение направленных скважин малого диаметра. М., "Недра", 1978, с. 101-103. (54)(57) 1. СКВАЖИННОЕ ОРИЕНТИРУЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее наземный блок, линию связи и скважинный блок, имеющий корпус, арретирующий электромагнит, измерительное сопротивление, чувствительный и преобразовательный элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ориентирования, преобразовательный элемент выполнен в виде прикрепленной к корпусу спирали, а чувствительный элемент — в виде установленного на двух растяжках вдоль оси корпуса внутри спирали магнитного стержня, при этом одна из растяжек соединена с корпусом, а другая — с якорем арретирующего электромагнита, причем измерительное сопротивление размещено на преобразовательном элементе с воэможностью контактирования с чувствительным элементом.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительное сопротивление размещено на чувствительном элементе с возможностью контактирования с преобразовательным элементом.

1154446

Изобретение относится к области геологоразведочной техники и предназначено для ориентации бурового инструмента в скважине.

Известен ориентатор Smегоvy ino5

likator SI18, в корпусе скважинного прибора которого установлены чувствительный к силе тяжести элемент, выполненный в виде эксцентричного груза, ось вращения которого распо- 1О ложена вдоль осн скважинного прибора, преобразователь угла поворота эксцентричного груза относительно корпуса, выполненнья в виде кольцевого реохорда, к неподвижным контактам 1 которого подключены диоды, связанные с жилой кабеля, а подвижный контакт укреплен на эксцентричном грузе и через него подключен к корпусу. Скважинный прибор через одножильный провод и бурильную колонну (землю) йод- ® ключен к наземному пульту управления.

Измерительная схема пульта содержит источник постоянного тока, переключатель полярности, регуляторы тока, измеритель тока и измеритель напря" жения. Для измерения угла установки инструмента (отклонителя) подают питание в одно из плеч потеициометра и фиксируют значения тока и направления. Измеряют направление тока 30 и регулятором напряжения устанавливают то же значение тока, что и в первом случае. По измеренным значениям тока и напряжения вычисляют угол установки 35

Момент трения между подвижным контактом и реохордом увеличивает угол застоя эксцентричного груза.

Кольцевое (радиальное) расположение реохорда прн уменьшенном диаметре 46 скважинного прибора не позволяет обеспечить высокоточное измерение угла установки бурового инструмента в скважине. Выполнение операций по вычислению угла установки снижа- 45 ет производительность труда при установке бурового инструмента.

Известно также ориантирующее устройство, содержащее наземньй блок, линию связи и скважинный блох, вклю- И чающий корпус, арретирующий электромагнит, измерительное сопротивление, чувствительный и преобразовательный элементы.

Чувствительнья элемент скважинно- И го блока выполнен в виде: эксцентричного груза, преобразователь углав виде кольцевого реохорда, неподвнжные контакты которого через диоды подключены к жиле линии связи, а

1 подвижный контакт закреплен к эксцентричному грузу, якорь арретирующего электромагнита кинематически связан с эксцентричным грузом. Скважинный блок через линию связи подключен к наземному блоку, которья содержит источник переменного тока, измеритель постоянного тока, измерительный реохорд, неподвижные контакты которого через диоды подключены к линии связи, а подвижный подключен к измерителю тока и кинематически связан с указателем шкалы отсчета, источник постоянного тока для питания электромагнита.

При подаче постоянного напряжения срабатывает электромагнит. Эксцентричный груз перемещается вдоль прибора и высвобождает подвижный контакт от соприкосновения с реохордом, последний свободно (без трения контакта с реохордом) отвешивается. Затем снимается постоянное напряжение, электромагнит устанавливается в исходное состояние, подвижный контакт соприкасается с реохордом. Для снятия показаний преобразователя.(датчика) через линию связи подают переменное напряжение, каждый иэ полунериодов которого создает токи в соответствующих плечах реохорда преобразователя и плечах измерительного реокорда, вызывая рассогласования полупериодов тока, что устанавливается по показаниям измерителя тока. Подвижный контакт измерительного реохорда перемещают, добиваясь нулевых показаний измерителя тока.

При этом угловая величина поворота корпуса скважинного прибора относительно эксцентричного груза соответ-. ствует показаниям шкалы отсчета (2) .

Скважинный блок известного ориентатора имеет ряд недостатков. Эксцентричный груз вращается на опорах тина "керн-подпятник", имеющих момент трения, который способствует снижению надежности и увеличению угла застоя груза, особенно при небольших зенитных углах скважины (3-5 ),.

Кольцевое исполнение реохорда снижает чувствительность и точность датчика (преобразователя) при уменьшении диаметра скважинного прибора.

1154446

Целью изобретения является повышение точности ориентирования.

Указанная цель достигается тем, что в скважинном ориентирующем устройстве, содержащем наземный блок, линию связи и скважинный блок, имеющий корпус, арретирующий электромагнит, измерительное сопротивление, чувствительный и преобразовательный элементы, последний выполнен в виде tp прикрепленной к корпусу спирали, а чувствительный элемент — в виде установленного на двух .растяжках вдоль оси корпуса вкутри спирали магнитного стержня, при этом одна из растяжек соединена с корпусом, а другая — с якорем арретирующего электромагнита, причем измерительное сопротивление размещено на преобразовательном или чувствительном элементах с возможностью контактирования между ними.

На фиг. 1 представлено скважинное ориентирующее устройство, на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус скважиикого блока 1, в котором размещены преобразовательный элемент 2, выполненный в виде распределенной вдоль оси скважинного прибора спирали с размещенным (намотанным) на ней измерительным сопротивлением 3. Измерительное сопротивление 3 подключено через диоды 4 к жиле линии 5 связи.

Чувствительный элемент 6 выполнен в виде цилиндрического магнитного стержня, подвешенного на растяжках 7 и 8, одна иэ которых прикреплена к 1изолированной стойке в корпусе скважинного прибора, а другая через изолятор — к якорю арретирующего элект- 40 ромагнита 9. С корпусом скважинного прибора жестко скреплен ловитель 10, посредством которого скважинный прибор ориентированно сочленяется с буровым инструментом (ке показан). 45

Кроме того, устройство содержит наземный блок 11, в котором установлены индикатор t2 нуля (измеритель то- ка со средней точкой}, трансформатор 13, шкала 14 отсчета, измеритель- 50 ный узел, включающий в себя реохорд 15, к неподвижным контактам которого последовательно подключены диоды 16, а подвижный контакт 17 кинематически связан с указателем 18 55 шкалы отсчета, дроссель 19, подключенный одним выводом к подвижному контакту реохорда 15, а другим выводом — к трансформатору 13, наземный блок через линию 5 связи соединен со скважинным блоком.

Устройство работает следующим образом.

В исходком состоянии чувствительный элемент 6 вывешен на растяжках 7 и 8 под действием пружины электромагнита 9, При этом обеспечивается постоянный натяг растяжек и чувствительный элемент провисает под действием составляющей силы тяжести P. Преобладающее действие сил тяжести усиливается за счет магнитных свойств чувствительного элемента и ферромагнитных свойств корпуса. При подключении переменного тока к трансформатору 13 в его вторичной обмотке появится переменное капряжение и запитает арретирующий электромагнит 9, якорь которого втянется и ослабит действие растяжек 7 и 8. Чувствительный элемент под действием сил тяжести и магнитных свойств упадет в направленни наименьшего зазора (апсидальной плоскости) на преобразовательный элемент 2 с измерительным солротивлением 3, как показано на фиг.2 пунктиром, "сцепится" со стальным корпусом и тем самым обеспечит контакт между чувствительным элементом и частью измерителького сопротивления. Произойдет преобразование угла поворота корпуса скважинного прибора относительно апсидального направления (апсидальное направление совпадает с нормалью к оси скважины, направленной в сторону противоположную действию составляющей силы тяжести).

Индикатор 12 нуля укажет наличие тока рассогласования. Поворотом контакта 17 реохорда 15 добиваются нулевых показаний индикатора нуля. При этом указатель 18 шкалы t4 отсчета устанавливается против значений yFла установки плоскости действия бурового инструмента. Дроссель 19 компенсирует ассиметричное действие арретирующего электромагнита в скважинном блоке.

Очевидно, что принцип действия и конструкция скважинного блока Hp изменится, eeJIH измерительное сопротивление нанести ("намотать") иа чувствительный элемент. Контакт при . этом обеспечит преобразовательный элемент.

1154446

Предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ по сравнению с известными ориентаторами.

Во-первых, изменена традиционная конструкция чувствительного элемента, отсутствуют вращающиеся пары, исчезает трение, элемент располагается вдоль оси прибора, что дает явные положительные качества для повышения точности и надежности работы устройства.

Во-вторых, выполнение преобразовательного элемента в виде спирали позволяет повысить чувствительность датчика ориентатора при небольших диаметрах корпуса скважинного блока (10-12 мм).

В-третьих, воэможность размещения измерительного, сопротивления на чувствительном или на преобразовательном элементах упрбщает технологию

5 изготовления датчика в целом, так как позволяет заводу-изготовителю выбирать наиболее освоенный для него способ нанесения сопротивления, что также приводит к повышению надежности работы устройства.

Повышение точности ориентирования при проведении направленных геологоразведочных скважин позволит снизить буровой брак и повысить ка15 чество скважинной геологоразведки, что и обуславливает экономический эффект от применения устройства.

ВНЯВШИ Заказ 2053/30

Тираж 540 Подаисное

Филиал ППП. "Патект", г. Уагорзд у». Проектиая, 4

Скважинное ориентирующее устройство Скважинное ориентирующее устройство Скважинное ориентирующее устройство Скважинное ориентирующее устройство 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для определения ориентации ствола скважины

Изобретение относится к бурению наклонно-направленных скважин, а именно к устройствам для определения положения отклонителя и кривизны скважины

Изобретение относится к измерениям геометрических характеристик оси буровой скважины, в частности, к гироскопическим инклинометрам, способным работать в непрерывном и точечном режимах измерения траекторных параметров скважин, как обсаженных так и необсаженных без использования магнитного поля Земли

Изобретение относится к горной промышленности и к геофизике, конкретно - к устройствам, позволяющим определять значения азимутальных и зенитных углов в глубоких скважинах при наклонно-направленном бурении нефтяных, газовых, геологоразведочных скважин

Изобретение относится к промысловой геофизике, а также к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано при определении и уточнении пространственного положения забоя обсаженных и необсаженных скважин

Изобретение относится к средствам геофизических исследований скважин и может быть использовано в качестве телеметрической системы в скважинах любого профиля как обсаженных, так и не обсаженных, включая скважины в районе Крайнего Севера на широте до 80o без использования магнитного поля Земли

Изобретение относится к технике геофизических исследований в процессе бурения, в частности к компоновкам телеметрических систем с низом бурильной колонны

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном направлении по отношению к соседнему стволу скважины, образованному в почвенной формации
Наверх