Устройство для измерения протяженности скважины

 

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для измерения протяженности скважины в процессе бурения. Устройство содержит лазерный дальномер, установленный на буровой и направленный на оптический отражатель, установленный на элеваторе талевой системы. Лазерный дальномер установлен в верхней части буровой вышки с возможностью ориентации оптической оси лазерного дальномера. При этом на тросе талевой системы установлен датчик веса на крюке. Выходы лазерного дальномера и датчика веса на крюке через аналого-цифровой преобразователь соединены с компьютером. Компьютер может быть персональным. Выход персонального компьютера может быть подсоединен ко входу монитора и/или модема, выход которого подсоединен к удаленному компьютеру. Изобретение направлено на повышение надежности устройства и повышение точности измерения. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для измерения протяженности скважины в процессе бурения.

Известно устройство контроля глубины скважины по книге Булатова А.И. и др. Справочник инженера по бурению", М., Недра, 1985, с.9.

Это устройство содержит датчик, выполненный в корпусе, и закрепленный на общей плите с лебедкой, и кинематически соединенный с валом, конкретно - через цепную передачу.

Для такого выполнения устройства характерна низкая надежность измерения.

Известно устройство для измерения длины колонны бурильных труб по свидетельству РФ на полезную модель RU №23313 U1, содержащее датчик числа оборотов лебедки. По числу оборотов лебедки и длине одного витка троса в каждом ряду, укладываемом на барабане лебедки, вычисляют общую длину колонны бурильных труб.

Недостаток этого устройства - низкая точность измерения из-за сложности пересчета оборотов датчика с одного на другой ряд намотки, а также возможность сбоя системы.

Известно также устройство для измерения длины (протяженности) скважины, содержащее лазерный дальномер, установленный на буровой, и направленный на оптический отражатель, установленный на элеваторе талевой системы (см. US 4468959 А, кл. G 01 В 21/02, опубл. 04.09.1984). Это устройство принято в качестве прототипа.

Недостатки прототипа связаны с расположением лазерного дальномера в нижней части буровой вышки, из-за чего оптические элементы датчика подвергаются влиянию неблагоприятных внешних факторов - пыли и влаги. Также благодаря такому расположению дальномера велика вероятность сбоя или отказа системы.

Задача создания изобретения - устранение указанных недостатков, а также повышение надежности устройства в целом.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в устройстве для измерения протяженности скважины, содержащем установленный на буровой лазерный дальномер, направленный на оптический отражатель, установленный, в свою очередь, на элеваторе талевой системы, лазерный дальномер установлен в верхней части буровой вышки с возможностью ориентации оптической оси лазерного дальномера, а на тросе талевой системы установлен датчик веса на крюке, при этом выходы лазерного дальномера и датчика веса на крюке через аналого-цифровой преобразователь соединены с компьютером. Используется персональный компьютер. Выход персонального компьютера подсоединен ко входу монитора и/или модема. Выход из модема подсоединен к удаленному компьютеру.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведена схема установки устройства на буровой.

Устройство для контроля протяженности скважины смонтировано на буровой 1 и предназначено для измерения длины колонны бурильных труб 2. Колонна бурильных труб 2 проходит через ротор 3. Отдельные элементы устройства закреплены на подвижных элементах талевой системы 4, например элеваторе 5. Лебедка 6 приводит талевую систему в действие. Устройство содержит лазерный дальномер 7, установленный в верхней части буровой вышки. Крепление лазерного дальномера 7 осуществляется при помощи узла крепления 8, который выполнен с возможностью ориентации оптической оси лазерного дальномера 7. На элеваторе 5 талевой системы установлен оптический отражатель 9.

Выход лазерного дальномера 7 присоединен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 10, выход из которого присоединен к компьютеру 11, например, персональному. Выход персонального компьютера 11, в свою очередь, может быть присоединен к монитору 12 и/или ко входу в модем 13, а выход модема 13 через второй модем 14 подсоединен к удаленному компьютеру 15.

Не менее важным для работы устройства элементом, смонтированным на тросе 16 талевой системы, является датчик веса на крюке 17. Выход датчика веса на крюке 17 также через АЦП соединен с компьютером 11.

Принцип работы устройства для измерения протяженности скважины основан на измерении длины спущенной в скважину колонны бурильных труб 2, которая, в свою очередь, складывается из общей длины соединенных между собой бурильных труб.

При работе устройства подсоединяют последовательно первую, вторую и т.д. бурильные трубы, при этом подвижный элемент талевой системы 4 (в том числе элеватор 5) совершает вертикальное перемещение вверх и вниз. Величина перемещения элеватора измеряется лазерным дальномером 7. Программное обеспечение в персональном компьютере 11 обрабатывает сигналы, поступившие с лазерного дальномера и датчика веса.

Датчик веса на крюке 17 используется, например, для исключения счета холостого хода. В этом случае при холостом ходе сигнал с лазерного дальномера 7 в персональном компьютере 11 не учитывается.

В итоге получается протяженность спущенной в скважину колонны бурильных труб 2, определяющая глубину скважины.

Применение изобретения позволило:

1. Повысить точность измерения длины колонны бурильных труб.

2. Уменьшить вероятность отказа или сбоя системы.

3. Упростить программное обеспечение для обработки информации на компьютере.

4. Устранить вредное влияние внешних факторов пыли и влаги на оптические элементы датчиков.

5. Уменьшить энергопотребление системы.

6. Увеличить срок службы системы.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения протяженности скважины, содержащее установленный на буровой лазерный дальномер, направленный на оптический отражатель, установленный на элеваторе талевой системы, отличающееся тем, что лазерный дальномер установлен в верхней части буровой вышки с возможностью ориентации оптической оси лазерного дальномера, а на тросе талевой системы установлен датчик веса на крюке, при этом выходы лазерного дальномера и датчика веса на крюке через аналого-цифровой преобразователь соединены с компьютером.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используется персональный компьютер.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выход персонального компьютера подсоединен ко входу монитора и/или модема.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выход из модема подсоединен к удаленному компьютеру.

РИСУНКИ

Рисунок 1