Устройство контроля искривления скважины

 

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для определения пространственной ориентации ствола скважины. Цель изобретения - повышение точности контроля. В корпусе (К) устр-ва, заполненном демпфирующей жидкостью, установлена в опорах рамка (Р) 4 с эксцентричным грузом. Ось вращения Р 4 совпадает с продольной осью К. На Р 4 установлены первичные преобразователи 7 и 8 угловых параметров пространственной ориентации К, связанные узлом электрической связи с Р 4. Последний выполнен бесконтактным , в виде двух оптоэлектронньгх пар, установленных на торцах оси Р 4, и вращающегося трансформатора с постоянным коэффициентом трансформации . Неподвижная его часть закреплена в К, а подвижная 5 - на оси вращения Р 4. При этом светодиод 17 первой пары и фотодиод 16 второй пары зак (Л 00 INS 00 l4 со О5 фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 21 В 47 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4045177/22-03 (22) 28.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. ¹ 29 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (72) Г.В.Ииловзоров, P ° А.Султанаев, Г.В.Коган,- О.Н.Штанько и В.Н.Якин (53) 622.243.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1125364, кл. Е 21 В 47/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1027379, кл. E 21 В 47/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИСКРИВЛЕНИЯ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для оп„„SU, 1328496 А1 ределения пространственной ориентации ствола скважины. Цель изобретения— повышение точности контроля. В корпусе (К) устр-ва, заполненном демпфирующей жидкостью, установлена в опорах рамка (Р) 4 с эксцентричным грузом.

Ось вращения Р 4 совпадает с продольной осью К. На Р 4 установлены первичные преобразователи 7 и 8 угловых параметров пространственной ориентации К, связанные узлом электрической связи с P 4. Последний выполнен бесконтактным, в виде двух оптоэлектронных пар, установленных на торцах оси

Р 4, и вращающегося трансформатора с постоянным коэффициентом трансформа.ции. Неподвижная era часть закреплена

-в К, а подвижная 5 — на оси вращения Р 4. При этом светодиод 17 первой пары и фотодиод 16 второй пары зак1328496 реплены в центральных отверстиях оси

Р 4, а фотодиод 15 первой пары и светодиод 18 второй пары закреплены в К.

Расположены светодиоды 17,18 и фотодиоды 15 (16) каждой пары друг против друга на расстоянии оптической связи.

Дополнительно устр-во снабжено блоком 24 преобразования информации, его конструктивное выполнение позволяет более точно устанавливать Р 4

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано при определении пространственной ориентации ствола скважин, Цель изобретения — повьппение точности.

На фиг.1 представлена. структурная схема устройства контроля искривления скважины; на фиг.2 — конструкция бесконтактного вращающегося трансфор- "" матора и расположение оптоэлектронных пар.

Устройство содержит корпус 1, заполненнь1й демпфирующей жидкостью, свободно вращающуюся в опорах 2 и 3 рам- " ку 4, подвижную часть 5 бесконтактного вращающегося трансформатора с постоянным коэффициентом трансформации„ установленную на оси вращения рамки

4, и неподвижную часть 6, закрепленную в корпусе 1 устройства, первичные преобразователи (ПП) 7 и 8 измеряемых угловых параметров,, источник 9 вторичного питания (ИВП), генератор 10 возбуждения (ГВ), аналоговый коммутатор 11, делитель 12 частоты, двоичный счетчик 13, аналого-цифровой преобразователь 14 (АЦП), две оптоэлектронных пары, состоящие из фотодиодов

15 и 16 и светодиодов 17 и 18, которые установлены на торцах оси рамки

4 так, что светодиод 17 и фотодиод

16 закреплены в отверстиях оси рамки

4, а светодиод 18 и фотодиод 15 — в корпусе устройства, два усилителя- 3б формирователя 19 и 20, генератор 21 тактовых импульсов (ГТИ), генератор

22 синусоидального напряжения (ГСН), буферный регистр 23, причем ИВП 9„

АЦП 14, аналоговый коммутатор 11, де- 40 в плоскости наклона за счет устранения мэмента сопротивления ориентированию Р 4 по вектору ускорения свободно,о падения. Преобразование аналоговой информации в цифровую посредством блока 24 происходит непосредственно íà P 4. Результаты измерений передаются в виде цифрового кода, имеющего большую помехозащищенность, 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

2 литель 12 частоты, двоичный счетчик

13, ГВ 10 и усилитель-формирователь

19 расположены па рамке 4, а усилитель-формирователь 20, ГТИ 21, ГСН

22 и буферный регистр 23 установлены в корпусе

Блок 24 преобразования информации состоит из ИВП 9, ГВ 10, АЦП 14, аналогового коммутатора 11, делителя 12 частоты, двоичного счетчика 13, двух усилителей-формирователей 19 и 20, ГТИ 21, ГСН 22, буферного ре †ист 23.

Выход ГВ 10 подключен к входам ПП

7 и 8,, выходы которых соединены с входами аналогового коммутатора 11, выход которого подключен к входу АЦП

14,, тактовый вход которого и выход соответственно соединены с выходом первого усилителя-формирователя 19 и све::одиодом 17 первой оптоэлектронной пары, фотодиод 15 который через второй усилитель-формирователь 20 подключен к входу буферного регистра

23, тактовый вход которого соединен с выходом ГТИ 21 и светодиодом 18 второй оптоэлектронной пары, фотодиод

16 который через первый усилительформирователь 19, делитель 12 частоты, двоичный счетчик 13 подключен к управляющему входу аналогового коммутатора 11„ причем выход ГСН 22 соединен с неподвижной частью 6 бесконтактного вращающегося трансформатора, подвижная часть 5 которого подключена к ИВП 9.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение с выхода

ГСН 22 поступает на обмотку неподвиж3

13 ной части 6 бесконтактного вращающегося трансформатора с постоянным коэффициентом трансформации при любом угле поворота подвижной части 5. С обмотки подвижной части 5 напряжения, имеющие различную амплитуду и зависящие от числа витков в каждой обмотке, поступают на вход ИВП 9, в котором переменное напряжение преобразуется в постоянное, стабилизируется и поступает на шины питания электрических узлов -и блоков, расположенных на рамке 4. Тактовые импульсы, вырабатываемые ГТИ 21, поступают на светодиод

18 и воспринимаются фотодиодом 16, после чего импульсы, искаженные оптической передачей, поступают на усилитель-формирователь 19, где приобретают первоначальную форму. С усилителяформирователя 19 тактовые импульсы поступают на тактовый вход АЦП 14 и вход делителя 12 частоты, в котором частота тактовых импульсов делится до частоты, необходимой для переключения двоичного счетчика 13, управляющего работой аналогового коммутатора

11, частота переключения последнего определяется временем, необходимым для опроса входных сигналов с ПП 7 и 8. Последние возбуждаются ГВ 10 и поочередно подключаются через коммутатор 11 на вход АЦП 14, с выхода которого сигналы, преобразованные в цифровой последовательный код, поступают на светодиод 17, воспринимаются фотодиодом 15 и через усилитель-формирователь 20, устраняющий искажения ,формы импульсов, записываются в буферный регистр 23, на тактовый вход которого поступают тактовые импульсы с ГТИ 21. С буферного регистра 23 цифровой код либо записывается в оперативное запоминающее устройство, либо передается по каналу связи на поверхность земли в блок регистрации и вычислений (не показан).

Предлагаемое устройство позволяет производить измерения с более высокой точностью, которая достигается более точной установкой рамки в плоскости наклона, за счет устранения момента сопротивления ориентированию рамки по вектору ускорения свободного падения, вызываемого трением в коллекторном узле. Кроме того, более высокая точность измерений достигается тем, что преобразование аналоговой информации в цифровую происходит непосред28496 ственно на рамке и результаты измерений передаются в виде цифрового кода, имеющего большую помехозащищенность.

Формула из обретения

1. Устройство контроля искривления скважины, содержащее корпус, заполненный демпфирующей жидкостью, в котором установлена в опорах рамка с эксцентричным грузом, ось вращения которой совпадает с продольной осью корпуса, первичные преобразователи угловых параметров пространственнбй ориентации корпуса, установленные на рамке, узел электрической связи с рамкой и первичными преобразователями, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено блоком преобразования информации, причем узел электрической связи с рамкой выполнен бесконтактным в виде вращающегося трансформатора с

IIocToHHI. коэффициентом трансформации, неподвижная часть которого закреплена в корпусе устройства, подвижная установлена на оси вращения рамки, и двух оптоэлектронных пар, состоящих из фотодиода и светодиода, которые установлены на торцах оси рамки так, что светодиод первой пары и фотодиод второй пары закреплены в центральных отверстиях оси рамки, а фотодиод первой пары и светодиод второй пары закреплены в корпусе устройства, причем светодиод и фотодиод каждой пары расположены бдин против другого на расстоянии оптической связи, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок преобразования информации состоит из источника вторичного питания, генератора возбуждения, аналого-цифрового преобразователя, аналогового коммутатора, делителя частоты, двоичного счетчика, двух усилителей-формирователей, генератора тактовых импульсов, генератора синусоидального напряжения и буферного регистра, причем источник вторичного питания, аналого-цифровой преобразователь, аналоговый коммутатор, делитель частоты, двоичный счетчик, генератор возбуждения и первый усилитель-формирователь расположены на рамке, а второй усилитель-формирователь, генератор тактовых импульсов, генератор синусоидального напряжения и буферный регистр установлены в корСоставитель А.Рыбаков

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л, Пилипенко

Редактор И.Горная

Заказ 3462/35 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035„ 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Пвощэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13 пусе, при этом выход генератора возбуждения подключен к входам первичных преобразователей, выходы которых соединены с входами анапогового коммутатора, выход которого педключен к входу аналого-цифрового преобразователя, тактовый вход которого и выход соответственно соединены с выходом первОго усилителя-формирователя и светодиодом первой оптоэлектронной пары, фотодиод которой через второй усилитель-формирователь подключен к входу буферного регистра, тактовый

28496 6 вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и светодиодом второй оптоэлектронной пары, фотодиод которой через первый усилитель-формирователь, делитель частоты и двоичный счетчик подключен к управляющему входу аналогового коммутатора, причем выхоц генератора синусоидального напряжения соединен с неподвижной частью бесконтактного вращающегося трансформатора, подвижная часть которого подключена к источнику вторичного питания.