Прибор для измерения кривизны буровых скважин

 

№ 30227

Класс 5а, 18

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА, ИЗОБРЕТЕНИЕ

Ъ

Ф»

ОПИСАНИЕ прибора для измерения кривизны буровых скважин.

К авторскому свидетельству А. Ф. Товкушкина, заявленному

7 марта 1932 года (спр. о перв. № 104896).!

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 иая 1933 года.

Предлагаемый прибор предназначается для определения кривизны буровых скважин и азимутов углов отклонения, когда в пройденной скважине отсутствуег железо, могущи оказывать не поддающееся расчету влияйие на магнитную стрелку пдмещенного в прибор компаса. В таких случаях прибором можно .пользоваться только для определения углов отклонения, так как на эту часть прибора влияние железа не распространяется. Работа прибора основана на фотографировании компаса и. смещающегося на линии отклонения скважины тела, помещенного в прибор — в данном случае, подвижного полу;; шария, шпиль же стрелки компаса постоянно остается на одной вертикальной ,оси с объективом фотографического аппарата.

На чертеже фиг. 1 и (2 изображают вертикальный разрез прибора в двух взаимно перпендикулярных проекциях; фиг. 3 — продольный разрез скважины . с помещенным в ней прибором.

Предлагаемый прибор (фиг. 1 и 2) состоит из трех главных частей: кожуха, фото компасного шара и подвижного пол шария. ожух снабжен верхней головкой 1 с серьгой 2 для прикрепления прибора

152 к тросу или канату и с предохранительной гайкой 3. Верхняя . головка 1 имеет внутри пустоту 4 с окном 5 закрываемым дверцей 6. Верхняя головка прикрепляется к обойме фотокомпасного шара . винтами 7.

Обойма фотокомпасного шара состоит из верхней части 8 и нижней части 9, соединенных между собой винтовой резьбой. В нижней части обоймы имеются патроны для электрических лампочек 10.

Внутренность обоймы имеет отполированную поверхность формы шара, с усеченной верхней и нижней частью. К обойме фото компасного шара прикреплен цилиндр 11, представляющий металлическую трубу нз немагнитного материала, к которой прикреплена нижняя направляющая головка 12 с ушком 13, за которое, если прибор опускается в скважину на тросе, прикрепляется груз в виде металлического шара. R нижней направляющей головке 12 устанавливается подвижное полушарие 27.

Фотокомпасный шар 14, из немагнитного материала, снабжен конусообразной полостью 15, в вершине которой имеется отверстие для,трубки, соединенной с гнездом для помещения фотографического аппарата 16 с объективом 17. С. целью перенесения центра тяжести шара ниже его геометрического центра в нем сделаны пустоты 18. У основания полости 15 помещено стекло 19с прикрепленным на нем компасом 20, имеющим северный конец стрелки, .отличный по форме от южного. Под стеклом имеются две накрест лежащие дуги 21, служащие по наружной поверхности продолжением окружности шара. В месте соединения дуг .укреплен зажим 22 для укрепления резиновой нити 23. По бокам шара вы° полнены углубления для вставки шариков 24, на которых фотокомпасный шар свободно перемещается в любую сторону, благодаря чему йри отклонении вертикальной оси аппарата шар сохраняет вертикальное направление своей оси, проходящей через вершину конусообразной полости, центр шара и шпиль компаса. Й гнезде шара 14, расголоженном над вершиной конусообразной полости 15, помещается фотографический аппарат 16, который имеет трубку с объективом 17, прикрепленную к металлическому ящику с катушками 25 для намотки, фотогра- фической пленки. Катушка, на которую наматывается пленка с другой катушки, приводится в движение посредством фрикционной передачи от барабана, вращающегося заводным пружинным механизмов часового типа. Приведение в движение механизма и остановка его (торможение) производятся благодаря помещенному в механизме маленькому электромагниту, прижимающему и отпускающему тормозное устройство, по включении и выключении тока с поверхности земли.

Фотографическая пленка, сматываясь с одной катушки,. проходит через щель против объектива и наматывается на заводную катушку. Помещенный в гнезде фотокомпаснаго шара- фотографический аппарат закрывается крышкой 2б; Вставка аппарата в гнездо и выемка произ-. водятся через окно 5 с дверкой б

Подвижное полушарие 27представляет

;,массивное из" немавнитного материала пдлушарие, помещенное в углублении нижней направляющей головки 12 и свободно передвигающееся по ее поверхности на шариках 28, вставленных в углубления полушария. Верхняя .часть полушария имеет . плоскую. ровную поверх1 1 ф ность, окрашенную в белый цвет с нанесенными на ней концентрическими кругами. В центре поверхности помещен зажим 29 для закрепления второго конца резиновой нити 23.

На фиг. 2 изображен вариант подвижного полушария, снабженного полостью с помещенной в ней лампочкой 30. Стенки

- полости покрыты рассеивающим свет сте. клом 31, прижатым кольцом 32. На стекле, нанесены концентрические круги из не пропускающего свет материала, а в центре помещен зажим 29для укрепления второго конца нити 23.

При пользовании предлагаемым прибором его опускают в скважину на канате или тросе, прикрепленном к серьге 2 (фиг, 3). Для увеличения веса и придания направления прибору к нижней головке его прикрепляется через ушко 13 ме";аллический шар 23 или цепь таких шаров.

При опускании прибора на штангах он прикрепляется к первой штанге вместе предохранительной гайки 3, которая a таких случаях снимается и подвески шаров к ушку 13 не потребуется.

Работа с прибором, опускаемым в скважину на штангах, тросе или канате, заключается в следующем.

Остановив прибор на желаемой глубине, делают запись расстояния до остановки (что определяется по опущенному канату) и оставляют прибор на некоторое-время

{2 — 3 минуты) в покойном состоянии, чтобы стрелка компаса успела остановиться от сотрясения при опускании. Затем включают свет в лампах аппарата на время, требуемое для запечатления снимка на фотографйческой пленке. Экспозиция рассчитывается заранее, в зависимости от света, объектива и чувствительности применяемой пленки; Выключают свет в аппарате и включают электромагнит, который отводит тормоз от заводного барабана, благодаря чему начинается действие пружинного механизма, вращающего катушку для наматывания на себя фотографической пленки.

Через определенное время включают электромагнит.,Тормозная пружинка отходит на старое место, прижимая заводной цилиндр и перемотка пленки на пу- . стую катушку прекращается, так как снятая часть пленки навилась на заводную катушку, а в окно: перед объективом — 3 вошла не нораженная светом часть пленки. с другой катушки. Аппарат готов для производства нового снимка, который производится через каждые 1, 2, 5 или 10 м глубины, в зависимости от требуемой точности съемки. Так делаются снимки до тех пор, пока не будет использована

- вся фотографическая пленка, помещенная в аппарате.

На фиг. 3 показан разрез отклонения скважины,.q по ней и аппарата, из которого видно, что фотокомпасный шар остался в.положении, не изменившем нахождение фотографического аппарата и компаса, т.-е. ось, проходящая через . объектив фотографического аппарата и шпиль компаса, осталась вертикальной, ось же второго аппарата приняла направление, соответствующее углу отклонения скважины от вертикали. Вместе с отклонением от вертикали нижней части аппарата отошло на неопределенный угол подвижное полушарие 2 с центральной точкой — зажимом 29, лежащим на цен тральной оси всего прибора.

При производстве фотографического снимка получается изображение стрелок компаса и подвижного полушария 27 в горизонтальной проекции.

Цо имеющемуся снимку, который может быть увеличен на большои экран, будет видно направление магнитной оси стрелок компаса, которую можно. нанести графически, продолжить и т. п:.Так как северный

::конец магнитной стрелки имеет отличную форму от южного, можно прямо по снимку опу6делить направление полюсов. Линия, проходящая от шпиля магнитной стрелки до подвижного полушария, даст направление отклонения. Эта линия на снимке получается от съемки резиновой нити 23.

Азимут отклонения скважины от вертикали будет между линией, проходящей от шпиля магнитной стрелки через центр подвижного полушария 27, и линией, служащей продолжением северного конца магнитной стрелки..

Угол отклонения скважины определяется расстоянием центра подвижного полушария 27 от шпиля магнитной стрелки, на что, при построенном приборе, составляются таблицы, так как определенный угол отклонения даст соответствующую длину линии между центром подвижного полушария 27и шпилем магнитной стрелки. При разных положениях подвижного полушария 27, т.-е. при разных отклонениях буровой скважины от вертикали, получатся разные снимки, соответствующие натуральному положению отклонения, т.-е. наиболее точно дающие возможность вычисления по ним угла отклонения скважины от вертикали и азимута угла отклонения.

Предмет изобретения.

Г1рибор для измерения кривизны буровых скважин с магнитным компасом и фотографическим аппаратом для фикСации угла и азимута наклона буровой скважины, отлвчаю@ийся применением полого шара 14 с центром тяжести ниже его геометрического центра, поворачивающегося на. шариках 24, и полушария 27 с концентрическими окружностями на верхней поверхности, поворачивающейся на шариках 28, каковые части 14 и 24 соединены между собой эластичной нитью 23, соединяющей нижнюю точку полого шара 14 с центром круга нижнего полу йария 27, проекция каковой нити на горизонтальную плоскость нижнего полушария фотографируется аппаратом, помеп1енным в верхнем полом шаре, который снабжен компасом 20.