Устройство для ориентирования отклонителя в скважине

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (,511 4 Е 21 В 47/022

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3775625/22-03 (22) 27.07.84 (46) 07.05.86. Бюл. И 17 (71) Центральная геолого-поисковая экспедиция Казахского научно-исследовательского института минерального сырья (72) Ф.А. Бобылев, А.Я. Анищенко, Э.Н. Шехтман, И.M. Троппер, Г.И. Лоскутов и О,В. Эстерле (53) 622.242.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 757696, кл. Е 21 В 47/02, 1978.

Анторское снидетельство СССР

У 1102917, кл. Е 21 В 47/022, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ, содержащее корпус, внутри которого расположен нал, жестко связанный с переходником, акустический излучатель, камеру с установленными в ней сигнализатором положения отклонителя и упранляемым генератором радиоимпульсов, управляемый преобразователь, связан-. ный радиоканалом с сигналиэатором положения отклонителя, и дна автономных источника питания, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности ориентирования, сигналиэатор положения отклонителя выполнен в виде расположенных в камере герметичной кольцевой цилиндрической полости, частично заполненной жидкостью, датчиков уровня жидкости, аналого-цифрового преобразователя и блока сравнения сигналов датчиков уровня жидкости, причем датчики уровня жидкости расположены равномерно по окружности вдоль образующих кольцевой цилиндрической полости, а их выходы подключены к аналого-цифровому преобразователю, выход которого подключен к первому входу управляемого генератора радиоимпульсов и входу блока сравнения сигналов датчиков уровня жидкости, выход которого соединен с вторым нходом управляемого генератора радиоимпульсов, Изобретение относится к технике бурения геологоразведочных скважин, а именно к направленному бурению, и предназначено для откланителей с многократным ориентированием в цикле искривления.

Цель изобретения — повышение надежности ориентирования.

На фиг. 1 показана предлагаемое устройство, общий вид в разрезе," на фиг, 2 — вид А на фиг, 1;, на

Фиг. 3 — структурная электрическая схема устройства, ня фиг. 4 — кольцевая полость с жидкостью в пало(Ке-.нии перед ориентированием", на фиг.5 -.

>то же, после ориентирования на фиг.б — блок сравнения сигналов дят-пиков уровня„ на фиг. 7 — управляемый генератор радиоимпульсав., Устройство содержит (фиг. 1) каме-ру 1, имеющую возможность поворота и фиксации относительно корпуса 2.

На цилиндрической части корпуса, примыкающей к нижнему торцу камеры 1, нанесена круговая угломерная шкала делений, например,, через

5 . На наружной поверхности камеры

1 нанесена продольная риска (фиг.2),, а внутри камеры расположен сигнализатор 3 положения откланителя (СПО), выполненный B виде герметичной кольцевой полости 4, частично заполненной жидкостью, например электропроводной, имеющей возможность взаимодействия с датчиками 5 уровня, например, реохорднога типа, причем реохорды 6 расположены по образующей в полости 4 через 120 по окружности. Один иэ реохордав, условно на-зываемый нулевым (на фиг. 4 и 5 выделен жирной линией), строго центрирован относительно установочной риски. Выходы датчиков 5 подключены к расположенным вне полости 4 входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7, вь(ходы которого соединены с блоком 8 сравнения ситналов датчиков уровня и одним из вхо-" дов управляемого генератора 9 радиоимпульсов. другой вход послед-него подключен к выходу блока 6. СПО подключен к ряслоложенному в камере i автономному источнику 10 питания через выключатель 11.

Внутри вала 12 атклонителя установлен подпружиненный клапан i3 (например, шариковый). На верхней части вала 12 укреплен переходник нем управляемым пре

15,. Состоящим из а рабаты буравага снаря Змсщент-1ь(2(в

ЛЯ f ЧИ Я ттЕ "И(1

>.>яда (>. .(Р,2 i !.,-,зл(.ктрический

11 1 Br т>..; Тар 1 О и в:-(лючяюпте, с яку" топреабрBBOHBòсль 18, j:ему 2,) срВ.HHåíHH. т:>,» >,>, КО0 >- 2- О(-О -1-(пса ЕД(т lЕ(-: . Наг - ескаму блок> 21 Д выполненному на основе 1(ик(>а компрессора. К другому входу блока> 21 пад аединен (трИЕМН(.1т 2 ра 1ИО(ЛМПУЛЬСОВ C (тифравым вь(ха>,ам. Выход блага 21 связан с блокам 3 управления аку стическим излучателем сигнала значеНня;тГ11Я. В ICОПГЕЙ(нарЕ pBCПалажЕН

И также автономный источник 24 питаи:-211, падктпа"- е:и".-(й ч реэ в(>(ключатель 25 к управляемому преабраза-Яател(о 16. НЯ верхнем -.îðöå кОнтейнаря укреплен акустический иэ

25 лучатель 26 (нятример, пьезакера::(и (ескога типа диаметрам 30 мм), электрически саед((ненньй с блоком

23 тт 1(меющий Г(рямай выход в гидравл((т(е с(; ий канал бурил ьньм труб, >1п (lpEI=:.Iьник 22 .=вязан с генераторам 9 па радиоканалу через тенки камеры 4,, карпу 2,,вял 12., переходн(тк 14 и с"(енку 15 контейнера.

Пе1>ехад(эик саедиые с кОлОннОЙ саб>заннай н 3 тр i á с пас 1 Оя(1ным HH >> T репним сечением (например,, труб ССК) .

НЯ поверхности внутри ведущей трубы, тта Ь(ЕПОД(ЗИХ;Най ЧаетИ ВЕРтЛЮГа-СаЛЬника смонтирован акустический прне;.(ник 2/,например, пьеэакерамическога типа). Блок 8 сравнения сигналов да(чиков уровня (фиг. 6) мажет бы ь 1>ь(пог(нен, например, в виде двух сх(м 28 н . 9 сравнения и элем(нтя

>0. " управляемый генератор 9 pB— диаимпульс(2» — в вид паследаваi-;(> (Ое . i. Hi= 12;(ьд(а>(теме(2.(B !2 3

>ш(10>ра > Ора . 2, ((T IpОТНО-и(IП „>ЛЬC:-ГОГО

1 (:;;.:;:::01"î :,а 33 и генератора 3ч ;есу" тi - - <>(2 (> 21 ЧЯ (", (j > 2>

Устройств"., ряб(тает следуюшим образОм..

В ccîòíc((còHHè с заданием на uc>cг>1:BJi(- .;HH(с 2<за(2 пнь> каттеру 2 vc TB HBB ливают риекой ((виг. 2) против саатветствующега значения угля ня угломерной шкале (этот угол является углом между яп(.идяяьнай (IJIocкастью

229321

14 с канялг.ми д.чя прохода прамывач,=:ай >>1.(тз>,кости (аабщаютдимися с цент

>Эалвнт(М КанаЛОМ ЗЯЛЯ 22. Внутрн ПЕРЕхадникя закреплен контейнер 15 с

3 костью отклонителя). Камеру 1 фиксируют гайкой с контргайкой в нужном положении, при этом утапливается кнопка выключателя 11, запитывая тем самым сигнализатор 3 (фиг.3 жирные линии показывают энергетическую цепь, тонкие — информационную). Контейнер 15 сочленяют с переходником 14, при этом кнопка выключателя 25 утапливается, запитывая тем самым преобразователь 16, и блок 21 устанавливается в исходное состояние, т.е. ожидания команды запроса значения зенитного угла (фиг. 5) в апсидальной плоскости

В цикле искривления предлагаемое устройство работает в двух режимах: спуско-подъемные операции и бурение; ориентирование с выдачей значения угла р

В первом режиме на преобразователь 18 может поступать акустический шум различного происхождения (от двигателей бурового станка и бурового насоса, ударов друг о друга свинчиваемых труб, трения колонки о забой, шум, создаваемый движением промывочной жидкости в процессе прокачки и т.д.). Напряжение с выхода преобразователя поступает на детектор 19, где оно выпрямляется.

Уровень выпрямленного напряжения пропорционален уровню акустического шума. Это напряжение поступает на схему 20 сравнения, на другой

I вход которой подается Ц ., причем схема 20 настроена так (выбором Ц,.) что при наличии любого из указанных источников шума напряжение на выходе детектора !9 всегда больше Ц„ -, и ДР выдает в блок 21 сигнал логического "0", что свидетельствует о режиме спуско-подъемных операций и бурения.

Начальными условиями для режима ориентирования опущенного до забоя отклонителя являются: отсутствие вращения снаряда, его разгрузка и работа бурового насоса с выходом на поверхность промывочной жидкости.

Для перехода в режим ориентирования подается команда запроса значения угла p, представляющая собой совокупность, например, следующих действий: выключение бурового насоса, включение" бурового насоса, повторное его выключение, причем

1229321 все эти действия должны выполняться в течение определенного времени, например 10 с

При первом выключении бурового насоса пропадает создаваемый им, а также движением промывочной жидкости акустический шум (остальные источники шума при создании начальных условий ориентирования уже убраны), при этом напряжение на выходе

° 15

25

35

50 о 0 75с1

Р= 90 — arctg

e,-e, Значение этого угла блок 21 кодирует в посылку электрических импульсов, которая через блок 23 поступает в излучатель 26, преобразующий ее в посылку ультразвуковых имдетектора 19 становится меньше U,„ и на выходе ДР появляется 1 . По фронту "0-1" блок 2 1 на некоторое время., например 10 с, переходит к ожиданию вторичного появления "1" с выхода ДР, которая формируется при вторичном. выключении бурового насоса. После вторичного появления в течение этих 10 с логической "1" блок 21 с некоторой паузой, например

10 с, переходит в режим ориентирования, в котором начинает анализировать в течение, например, 1 мин. (это время достаточно, чтобы повернуть буровую колонну на 360 . По истечении 1 мин блок 21 переходит в исходное состояние. Причем во время паузы и анализа логическая "1" с выхода ДР не должна сниматься, т.е. не должны появляться шумы, связанные с работой буровых механизмов (в противном случае блок 21 переходит в исходное состояние) . Незначительные шумы, связанные, например, с медленным поворотом колонны и движением промывочной жидкости в затрубном пространстве (при наличии пластового поглощения), не влияют на работу ДР, так как U,„ - выбрано заведомо большим, чем напряжение на выходе детектора, соответствующее этим шумам.

Если во время анализа с выхода приемника 22 поступает сигнал в виде кодированной посылки электрических импульсов, которая несет информацию о значениях сигналов датчиков 5 уровня, то блок 21, опери— руя данными об уровне Г, и, и диаметре d полости 4, вычисляет угол, например, по формуле

122932!

14

9стана8о чная

Ядя «у ((;? ср /

Составитель И, :<арбачинская

Техред И. Н,зпг.вин Корректор М. Самборская

Редактор О„ Бугир

Заказ 2426/27 тир В>к 5 . Я

1НИИПИ Государс гвенного комитета С:CP по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, 3(35, Раушская наб., ц. ч!5 .подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. укгород, .ул. проектная, 4