Устройство для контроля искривления скважины

Изобретение относится к области исследования буровых скважин, в частности к определению наклона или направления буровой скважины. Техническим результатом изобретения является исключение неопределенности пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и повышение точности получаемых измерений. Для этого устройство содержит наземную аппаратуру, соединенную каротажным волоконно-оптическим кабелем со скважинным прибором, имеющим гибкий корпус. Внутри корпуса размещены чувствительные элементы, выполненные в виде оптических волокон для прямого и обратного прохождения света, полупрозрачное и непрозрачное зеркала. Центр тяжести скважинного прибора смещен относительно его продольной оси. Один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли. Петля содержит линейные и кольцевой участки и зафиксирована в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести. При этом линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса, оставаясь эквидистантными его образующей. 2 ил.

 

Изобретение относится к области исследования буровых скважин, в частности к определению наклона или направления буровой скважины.

Известно устройство для контроля кривизны скважины, содержащее скважинный прибор с чувствительными элементами, центрирующие элементы, наземную аппаратуру, содержащую устройство обработки сигнала, и каротажный кабель (см. SU №1719631 A1, кл. Е21В 47/022, 15.03.1992, 4 с.).

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы из-за размещения оптических излучателей, приемников и блоков преобразования сигнала внутри скважинного прибора, а также использования обладающего слабой помехозащищенностью канала передачи информации, представляющего собой сигнальный кабель, передающий электрический сигнал.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее скважинный прибор с гибким корпусом и центрирующими элементами, внутри которого размещены полупрозрачное и непрозрачное зеркала, а также чувствительные элементы, наземную аппаратуру, снабженную оптическим излучателем и фотоэлектрическим преобразователем, каротажный кабель, выполненный в виде трех оптических волокон (Патент РФ №2295033, Е21В 47/022, опубликованный 10.03.2007 г.).

Недостатками данного устройства являются неопределенность пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, а также слабое проявление эффекта падения интенсивности света, прошедшего сквозь оптическое волокно, радиус изгиба которого соответствует радиусу искривления скважины, что снижает точность получаемых измерений. Как правило, радиус искривления геологоразведочных скважин не превышает 30 м.

Техническим результатом изобретения является исключение неопределенности пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и повышение точности получаемых измерений.

Результат достигается тем, что устройство для контроля искривления скважины, включающее наземную аппаратуру, соединенную каротажным волоконно-оптическим кабелем со скважинным прибором, содержащим гибкий корпус, внутри которого размещены чувствительные элементы, выполненные в виде оптических волокон для прямого и обратного прохождения света, полупрозрачное и непрозрачное зеркала, отличается тем, что скважинный прибор выполнен со смещением центра тяжести относительно продольной оси, а один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, и установлен с фиксацией в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести, при этом линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно корпуса эквидистантно его образующей.

Отличительные признаки предлагаемого устройства заключаются в том, что центр тяжести скважинного прибора смещен относительно его продольной оси, а один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, зафиксированной в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и центр его тяжести так, что линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса, оставаясь эквидистантными его образующей.

Смещение центра тяжести скважинного прибора относительно его продольной оси и фиксация чувствительного элемента, выполненного в форме свободной петли, в плоскости, проходящей через продольную ось гибкого корпуса и центр его тяжести, позволит, при спуске устройства в скважину, автоматически установить чувствительный элемент в апсидальной плоскости скважины. Тем самым исключается неопределенность пространственного положения чувствительных элементов устройства в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

Выполнение одного из чувствительных элементов в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, зафиксированной в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и центр его тяжести так, что линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса, оставаясь эквидистантными относительно его образующей, позволит значительно уменьшить радиус кольцевого участка чувствительного элемента при размещении скважинного прибора в искривленном участке скважины и усилить эффект падения интенсивности света, прошедшего сквозь изогнутое оптическое волокно. Тем самым повышается точность получаемых измерений.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:

на фиг.1 - схема устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг 1;

Предлагаемое устройство для контроля искривления скважины состоит из наземной аппаратуры 1, каротажного кабеля 2 и скважинного прибора 3. Наземная аппаратура 1 содержит: источник оптического излучения (например, лазер или светодиод), фотоэлектрический преобразователь и устройство обработки сигнала, функции которого может выполнять, например, комплекс из аналого-цифрового преобразователя и компьютера. Скважинный прибор 3 имеет в своем составе полупрозрачное зеркало 4, непрозрачное зеркало 5, чувствительный элемент 6 для прямого прохождения света и чувствительный элемент 7 для обратного прохождения света, выполненный в форме свободной петли, включающей кольцевой «д» и два линейных участка «е», жестко прикрепленных в двух точках "а" и "б" к гибкому корпусу 8. За счет эксцентричного груза 9 центр тяжести "С" скважинного прибора 3 смещен относительно оси.

На фигуре 2 показан поперечный разрез скважинного прибора, где чувствительный элемент 7, выполненный в виде свободной петли и двух линейных участков, зафиксирован, например, с помощью штырей 10 в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести, а линейные участки за счет скоб 11 имеют возможность продольного перемещения относительно гибкого корпуса 8, оставаясь эквидистантными его образующей.

Устройство работает следующим образом. При спуске скважинного прибора 3 на каротажном кабеле 2 производится замер глубины спуска. За счет смещения центра тяжести «С» скважинного прибора 3, он устанавливается так, что плоскость, в которой располагается чувствительный элемент 7, выполненный в форме свободной петли, включающей кольцевой «д» и два линейных участка «е», совпадает с апсидальной плоскостью скважины. Та часть гибкого корпуса 8, к которой прикреплен чувствительный элемент 7, устанавливается на лежачей стенке искривленной скважины и, копируя ее профиль, растягивается, а противоположная сторона гибкого корпуса 8 сжимается. При растяжении части гибкого корпуса 8, к которой в точках «а» и «б» прикреплен чувствительный элемент 7, за счет возможности свободного продольного перемещения линейных участков «е» относительно гибкого корпуса, длина этих участков увеличивается, а радиус кольцевого участка «д» чувствительного элемента 7 уменьшается. Тем самым усиливается эффект падения интенсивности света, прошедшего сквозь изогнутое оптическое волокно, и повышается точность получаемых измерений.

Устройство для контроля искривления скважины, включающее наземную аппаратуру, соединенную каротажным волоконно-оптическим кабелем со скважинным прибором, содержащим гибкий корпус, внутри которого размещены чувствительные элементы, выполненные в виде оптических волокон для прямого и обратного прохождения света, полупрозрачное и непрозрачное зеркала, отличающееся тем, что скважинный прибор выполнен со смещением центра тяжести относительно продольной оси, а один из чувствительных элементов выполнен в форме свободной петли, содержащей линейные и кольцевой участки, и установлен с фиксацией в плоскости, проходящей через продольную ось скважинного прибора и его центр тяжести, при этом линейные участки имеют возможность продольного перемещения относительно корпуса эквидистантно его образующей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике измерения и регулировки углов развала и схождения колес автомобилей. .

Изобретение относится к области измерительной техники, к измерительным устройствам, характеризующимся оптическими средствами измерений, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, таких как сборка крупногабаритных конструкций, слежение за положением объекта, наведение на объект и ряде других.

Изобретение относится к измерительной и навигационной технике, в частности к устройствам для определения угловой ориентации объектов в пространстве. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных измерений малых угловых перемещений в специальных геодезических работах, в точных геофизических измерениях и при производстве крупногабаритных изделий в качестве контрольно-измерительной аппаратуры.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, регистрирующей аппаратуре электрических и неэлектрических величин и может быть использовано в оптических системах крутильных маятников различных типов, крутильных весах, в том числе и прецизионных (см., например: Постников B.C., Аммер С.А., Беляев A.M.

Изобретение относится к области защиты летательных аппаратов (ЛА) для создания помех инфракрасным головкам самонаведения (ИГС) атакующих ракет. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения взаимных угловых положений зеркальных отражателей или связанных с ними систем координат при наличии произвольных преобразований углов по трем координатам.

Изобретение относится к измерительной и навигационной технике, а именно к устройствам для определения угловой ориентации объектов в пространстве. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению и технической эксплуатации транспортных средств и может быть использовано для контроля геометрических параметров транспортных средств в процессе их сборки и при диагностировании технического состояния несущей системы транспортных средств в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано при определении пространственных координат забоя скважины в процессе бурения, а так же ранее пробуренных наклонных и горизонтальных скважин.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к бурению скважин, и предназначено для определения пространственного положения стволов бурящихся наклонно-направленных, глубоких и разведочных скважин.

Изобретение относится к области наклонного и горизонтального бурения, а также к области капитального ремонта скважин. .

Изобретение относится к области навигационной техники, а именно к гироскопической аппаратуре миниатюрного исполнения, для контроля ориентации скважин в нефтегазовой и других отраслях хозяйства.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам и может быть использовано в генераторах питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к электрическим машинам и предназначено для питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в генераторах питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим машинам, и предназначено для использования в генераторах питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в электрогенераторах питания скважной аппаратуры и передающих устройств забойной телеметрической системы.

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам, и предназначено для использования в генераторах питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технике и технологии бурения скважин
Наверх