Индикатор ориентирования бурового снаряда

 

М 145190

Класс 5а, 182о ссср

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Л0 10

Н. А. Грибский и А. С. Пеньков

ИНДИКАТОР ОРИЕНТИРОВАНИЯ БУРОВОГО СНАРЯДА

Заявлено 3 января 1961 г. за лге 69!977/22 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений: > Хе 5 за 1962 г.

Известны индикаторы ориентирования бурового снаряда с использованием шарика, замыкающего контактные пластины при отклонении инструмента от заданного направления.

Описываемый индикатор ориентирования бурового снарядами отличается от известных тем, что он состоит из камеры, ограниченной изолированными контактными поверхностями, внутри которой расположен шарик, имеющий диаметр, меньший диаметра контактных поверхностей, перекатывающийся по контактной плоскости, перпендикулярной к оси скважины. Такое выполнение конструкции предлагаемого индикатора позволяет повысить надежность ориентирования при малых диаметрах прибора.

На чертеже изображен предлагаемый прибор в продольном и поперечном сечениях и его приемная часть.

Индикатор ориентирования бурового снаряда выполнен в виде вмонтированного в снаряд прибора, для соединения которого с приемником на время измерения в скважину через колонну бурильных труб опускают изолированный провод с контактным штырем на конце.

Датчик индикатора монтируют в трубке 1, которая служит ооолочкой прибора. В центре нижней, отвинчивающейся торцовой части датчика расположена ось 8; на наружном конце последней закреплен лимб 4 с делениями и с головкой 5, посредством которой лимб с осью может поворачиваться относительно корпуса индикатора и отсчетной линии ложка б на заданный угол. Ось 3 проходит через резиновое уплотнение 7, сжатое пружиной 8. На верхнем конце оси 8 неподвижно закреплен металлический диск, к которому привинчен изго1овленный из изолирующего материала цилиндр 9, входящий на скользящей посадке в трубку 1. В верхней части цилиндра, в камере, расположен сигнальный элемент, состоящий из металлического шарика 10, помещенного на плоскую стальную пластину 11, поверхность которой пер№ 145190 пендикулярна геометрической оси датчика прибора. Боковые перемещения шарика на пластине ограничены контактными пластинами 12, 18 и 14, внутренние поверхности которых окружают шарик со всех сторон, обеспечивая электрический контакт с ним при любом положении индикатора. Все контактные пластины электрически изолированы друг от друга и имеют соединения. пластина 18 соединена с диодом 15, а пластина 14 — с диодом lб, включенным в схеме навстречу друг другу. Пластина 12 изолирована и имеет кривизну диаметром, большим диаметра шарика, благодаря чему шарик, в момент совмещения индикаторной плоскости прибора с апсидальной, устанавливается íà ее середине. При поворотах датчика вокруг своей оси шарик перекатывается в ту или другую сторону и переходит соответственно на пластину 18 или 14. Устойчивое среднее положение шарика в контакте с пластиной 12 может сохраняться только в том случае, когда ось прибора лежит в ансидальной плоскости 1 и имеет наклон гр относительно горизонта в пределах 89 --О, а линия 11 отвеса проходит через центр шарика и середину контактной пластины 12.

Для предотвращения порчи поверхности контактных пластин и шарика при вращении прибора контактные пластины 18 и 14 выполнены таким образом, чтобы шарик, будучи перемещен к зазору между ними, противолежащему пластине 12, оказался радиально смещенны 1 относительно центра, . е. геометрической оси прибора. В этом положении шарик будет удерживаться центробежной силой на протяжении всего периода вращения снаряда.

Для посылки контактирующим шариком электрических сигналов в датчике создана цепь, состоящая из двух полупроводниковых диодов 15 и lб, один из которых включен между пластиной 18 и заземляющим корпусом прибора, а второй — между пластиной 14 и тем же корпусом. Для сглаживания импульсов тока в моменты замыканий v размыканий контактов между пластинами 11, 18 и 14 включены конденсаторы соответствующей емкости и омические безындукционные сопротивления. Контактная пластина 11 соединена с выходным контактом 17, в который упирается подпружиненный контактный штифт 18.

Последний непосредственно соединен с иглой 19, выведенной наружу через верхнюю торцовую часть 20 корпуса прибора. Игла изолирована от корпуса датчика, а ее резиновая изоляция снаружи предотвращасг утечку тока через промывочную жидкость.

Источником питания индикатора электрической энергией служит генератор переменного тока низкой частоты, приводимый в действие вручную.

Приемная часть индикатора состоит из небольшого портативного ящика, внутри которого располо>кены генератор 21 переменного тока, миллиамперметр 22 постоянного тока с нулевой точкой в середине шкалы, дроссель 28 низкой частоты, электрический конденсатор 24 и малогабаритная неоновая лампочка 25.

Один из зажимов приемной части аппарата соединен с землей, а другой — с изолированным проводом 26, идущим через обычную переносную лебедку 27 и блок 28 к контактному штырю 29 с контактной пластиной 80. Штырь опускают на проводе внутрь колонны бурильных труб до соприкосновения с иглой 19, которая легко прокалывает пластину 80, покрытую тонкой пленкой изоляции.

Принцип действия индикатора состоит в следующем.

Датчик индикатора устанавливают и закрепляют в подлежащем ориентированию в скважине устройстве таким образом, чтобы положение отсчетной линии ложка б совпадало с соответствующей меткой № 145190 ориентируемого устройства. Перед закреплением датчика производят установку заданного угла поворота по лимбу 4 относительно апсида чьной плоскости.

К опущенному в скважину снаряду с встроенным в него датчиком опускают через колонну бурильных труб изолированный контактный штырь 29. Перед моментом соприкосновения штыря с иглой датчика генератор 21 приводят во вращение. В момент возникновения контакта стрелка прибора отклоняется в ту или другую сторону, в зависимости от того, какой из диодов 15 или 1б окажется включенным шариковым контактом в общую электрическую цепь. После этого колонну бурильных труб осторожно поворачивают до того момента, пока стрелка прибора не установится на нулевом положении, фиксируя момент совмещения индикаторной плоскости датчика с апсидальной и, следовательно, поворота ориентируемого в скважине устройства на соответствующий угол в заданном направлении. Переход стрелки в нулевое положение обеспечивается тем, что пластина 12 изолирована и при нахождении на ней шарика электрическая цепь размыкается.

В целях исключения ошибки в ориентации прибора в скважине прп повороте на 180 относительно искомого положения контактные пластины И и 14 устроены таким образом, что шарик в этом случае замыкает их между собой и одновременно соединяет их с пластиной 11. В этом случае будут включены оба диода, в цепи пойдет переменный ток, который вызовет зажигание неоновой лампочки 25 при нулевом положении стрелки.

Предлагаемый индикатор целесообразно применять для определения положения ориентации устройства для искусственного искривления буровых скважин.

Предмег изобретения

Индикатор ориентирования бурового снаряда с использованием шарика, замыкающего контактные пластины при отклонении инструмента от заданного направления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности ориентирования при малых диаметрах устройства, он состоит из камеры, ограниченной изолированными контактными поверхностями, внутри которой расположен шарик, имеющий диаметр, меньший диаметра контак ных поверхностей, перекатывающийся по контактной плоскости, перпендикулярной и оси скважины. № 145190

Составитель И. А. Потапов

Подп. к печ. 10.11-62 г

Зак. 1448

Формат бум. 70 1081/, Тираж 500

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Объем 035 изд. л.

Цена 4 коп.

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14, Редактор А, И. Дышельман Техред А, Л. Резник Корректор Г. Е. Кудрявцева