Устройство для определения направления ствола скважины

 

Изобретение относится к бурению скважин . Цель - повышение точности определения направления ствола скважины. Устр-во «одержит установленную на ведущей трубе 1 рамку-транспортир 2 с датчиком 3 поперечных колебаний, блоки 4 и 5 фильтрации и усилия квадратор 6, интегратор / индикатор 8 и регистратор 9. Датчик 3 последовательно перемещают по рамке-транспортиру 2. Фиксируют значение мощности колебаний через 1-2° на индикаторе 8 регистраторе 9. Максимальное значение мощности соответствует совпадению направления оси чувствительности датчика 3 с плоскостью поляризации волны Направление ствола скважины характеризуется двумя максимумами и двумя минимумами энергии. Применение устр-ва позволяет избежать ошибок и повысить точность определения направления за счет четырехкратного измерения азимута . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!() (я)ю Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .ПРИ ГКНТ СССР (21) 4776960/03 (22)Л,O1.90 (46) 23,12.91. Бюл. М 47 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Оренбургнеф-.ь" (72) Г,В.Рогоцкий, З,В.Кузнецова и В.Ф,КоВалев (53) 622.241 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1052653, кл, Е 21 В 47/02, 1981. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение стносится к бурению скважин. Цель — повышение точности определения направления ствола скважины. Устр-во содержит установленную на ведущей трубе

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к устройствам для определения положения ствола скважины, например, при наклонно-направленном бурении.

Целью изобретения является повышение точности определения направления ствола скважин, На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — иллюстрация процесса определения направления.

Устройство содержит установленную на ведущей бурильной трубе 1 рамку-транспортир 2 с датчиком 3 поперечных колебаний. Датчик 3 соединен с блоком 4 фильтрации, выход которого подключен через последовательно соединенные блок 5 усиления и квадратор 6 к входу интегратора

7, первый и второй выходы которого соеди1 рамку-транспортир 2 с датчиком 3 поперечных колебаний, блоки 4 и 5 фильтрации и усилия,квадратор 6, интегратор 1, индикатор 8 и регистратор 9, Датчик 3 последовательно перемещают по рамке-транспортиру

2, Фиксируют значение мощности колебаний через 1 — 2 на индикаторе 8 регистраторе 9. Максимальное значение мощносгй соответствует совпадению направления оси чувствительности датчика 3 с плоскостью поляризации волны. Направление ствола скважины характеризуется двумя максимумами и двумя минимумами знергии. Применение устр-ва позволяет избежать ошибок и повысить точность определения направления за счет четырехкратного измерения азимута. 2 ил. нены соответственно с индика" îðîì 8 и регистратором 9.

На фиг.2 показана ось 10 поляризации поперечных колебаний ведущей бурильной трубы 1 и положения 11 — 14 датчика 1 на рамке-транспортире 2 в процессе оп ределения направления ствола скважичы.

Рамка-транспортир 2 закреплена на ведущей бурильной трубе 1 с помощью хомута (не показан). Датчик 3 установлен на рамкетранспортире 2 с помощью зубчатого подпружиненного фиксатора или постоянного магнита с возможностью перемещения датчика 3.

Устройство работает следующим образом.

Поперечные упругие колебания, возникающие в процессе бурения и распростра1700219 няющиеся по бурильной колонне от забоя к поверхности, поляризованы в плоскости оаботы (ориентирования) отклонителя за счет асимметричности усилий на забое наклонной скважины. 5

Вследствие этого максимум энергетических затрат и максимум энергии упругих колебаний заключен в той составляющей пОляризованной Волны) которая ОриентирОвана в плоскости работы отклонителя (в пло- 10 скости искривления ствола). И наоборот, минимум энергии упругих колебаний соответствует направлению, перпендикулярному оси поляризации, Направление искривления скважины будет определено, 15 если будет определено направление оси поляризации. Для этого на ведущей бурильной трубе 1 с помощью хомута устанавливают, отградуированную через 1-2 (от О до 359 ) рамку-транспортир 2. В процессе установки 20 нуль рамки-транспортира ориентируют по направлению юг-север с помощью буссоли (не показана).

На рамку-транспортир 2 устанавливают датчик 3 поперечных колебаний. Упругие 25 колебания бурильной колонны возбуждают датчик 3 (например, датчик алектродинамического типа СГ-1-10), Сигнал от датчика 3 в форме электрического напряжениЯ поступает HG ВХОД блока 30

4 фильтрации, где фильтруется в заданной преобладающей полосе частот сигнала, например, 10 — 40 Гц. С выхода блока 4 сигнал направляется в блок 5 усиления. Средневыпрямленное напряжение с выхода блока 35

5 поступает в квадратор 6 и далее в интегратор 7. С выхода интегратора 7 сигнал в форме мощности волнового процесса поступает на индикатор 8 и регистоатор 9.

В процессе бурения датчик 3 последо- 40 вательно перемещают по рамке-транспортиру 2 и при каждом положении датчика 3, например через 1 — 2, регистрируют значение мощности на индикаторе 8 и регистраторе 9. 45

Максимальное значение анеогии Волнового процесса будет достигнуто, когда наи равление оси ма ксимальной чувствительности датчика 3 (максимума характеристики направленности датчика) бу- 50 дет совпадать с плоскостью поляризации волны. При этом положении датчика 3 нв индикаторе 8 будет отмечаться максимальное значение мощности волнового процесса, а на регистраторе 9 будет зафиксирован 55 всплеск (пик), соответствующий тому положению (в градусах) датчика 3 на рамкетранспортире 2, при котором дос1игнуто указан ное вы ше совпадение осей чувствительности датчика 3 и поляризации волны.

Это положение датчика 3 и будет соответствовать направлению ствола скважины в градусах. При дальнейшем перемещении датчика 3 по рамке-транспортиру 2 сигнал от датчика 3 (на выходе интегратора 7) будет иметь минимальное значение. Это значение будет достигнуто при положении датчика 3

Н8 рэмк8"транспортира 2, перпендикулярном направлению ствола скважины.

Дальнейшее смещение датчика 3 по рамке-транспортиру 2 вызовет появление второго энергетического максимума (Всплеска), так как датчик 3 вновь окажется в плоскости поляризации волны.

M наконец второй минимум энергии будет отмечен при смещении датчика 3 В по-, ложение,, когда его ось чувствительности будет вновь перпендикулярна направлению

ПОЛЯРИЗВЦИИ.

Таким образом направление ствола скважины будет охарактеризовано двумя максимумами и двумя минимумами ан8ргии, причем угол смещения датчика 3 от положения максимума к положеникР минимума будет близок к 9ОО, Это позволяет избежать. ошибок и сушественно повысить точность определения направления ствола скважины эа счет;етырехкратного измерения азимута искривления, Пример определения направления ствола приведен на фиг,2.

При положении оси поляризации 10, например, и Н!! квадрантах максимум энергии будет отмечен в положениях 11 и 13 датчика 3, а минимум этой величины при установке датчика 3 в положениях 12 и 14, При расположении оси поляризации вс

И-iV, квадрантах максимум энергии будет отмечен г.:ри установке датчика 3 в положения 12 и 14. а минимум энергии — в ПОложения 11 и 13..

Наличие рамки-транспортира 2 позвог:яет с высокой степенью точнос.ги установить момент совпадения оси максимальной чувствительности датчика 3 с направлением оси поляризации волнового пакета., следовательно, с направлением ствола скважины.

Наличие в устройстве операций квадриравания и интегрирования позволяет определить устойчивый и информативный параметры — мощность волновых процессов, и определить минимум и максимум атой величины, Наличие в ус ройстве индикации позволяет зафиксировать направление оси поляризапии (направления искривления) в момент совпадения оси чувствительности датчика 3 с осью поляризации. При атом азимут направления ствола скважин в градусах считывается непосредственно с лимба рамки-транспортира 2, когда датчик

1700219

Составитель А. Рыбаков

Редактор M. Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор Н, Ревская

Заказ 4451 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 занимает положение, соответствующее максимуму и минимуму мощности.

Формула изобретения

Устройство для определения направления ствола скважины, содержащее датчик 5 поперечных колебаний, блок усиления и индикатор 0 т л и ч а ю шийся тем, чтО, с целью повышения точности определения направления, оно снабжено рамкой-транспортиром, блоком фильтрации, квадрато- 10 ром, интегратором и регистратором, причем датчик поперечных колебаний установлен на рамке-транспортире с возможностью перемещения и соединен с блоком фильтрации, выход которого подключен через последовательно соединенные блок усиления и квадратор к входу интегратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с индикатором и регистратОрОм.