Устройство для ориентирования отклонителя

 

6%

@В.., rX):3rf Е Я

etey 4

Союз Советск.

Социалистических

Республик

«4, «:;», лй (») 480337

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 В>еНО 25.12.70(21)1603564/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.12.77.Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 25.1277 (51) М. Кл.

E 21 В 47/024

Государственный комитет

Совета Министров CKP по делам иэаоретений н открытий (53) УДК 622.241..7 (088.8) В. Г. Чепелев, Н. Н. Гринченко, Ю, М. Гольдштейн, Д. Л. IIJaapu, Н. П. Фетисенко и В. Н. Гринченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ОТКЛОНИТЕЛЯ

25

Изобретение относится к тех икр прово 1 .— ки наклонно направленных скважвн забойными ". ".

1 двигателями. ю т 3р

Известно устройство для . ориентирования, основанное на использовании результатов измерения параметров траектории различными инклинометрами, в том числе содержащими забойные датчики и наземные регистраторы углов азимута, наклона и положения отклонителя.

К общим недостаткам таких устройств следует отнести низкую точность ориентирования при значительной трудоемкости и сложности

его осуществления силами специально подготовленного персонала.

Целью изобретения является устранение этих недостатков путем автоматизации процесса ориентирования.

Предлагаемое устройство выполнено на основе телеметрической системы с забойными датчиками и наземными регистраторами углов положения отклонителя, азимута и наклона скважины, а также узлов задания необходимых значений азимута и угла наклона, результат сравнения которых с регистрируемыми значениями этих углов для каждой точки траектории ствола преобразуется в необходимый угол положения отклониталя и после сравнения с углом (Э 2 фаМФеческого положения отклон ителя в виде электрического сигнала передается исполнительному механизму поворота бурильной колонны и, следовательно, отклонителя.

Предлагаемое устройство отличается тем, что выходы узлов сравнения, подключенных к узлам задания азимута и угла наклона, подключены к входам преобразователя системы координат, выход которого соединен с входом преобразователя угла в напряжение.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Узлы задания 1 и 2 соответственно углов азимута и наклона, выполненные, например, в виде потенциометров, снабженных шкалами в угловых градусах, и наземные регистраторы 3 и

4 фактических значений указанных углов телеметрической системы 5 соответственно подключены к узлам 6 и 7 сравнения фактических и заданных значений тех же углов, выполненных, например, в виде магнитных усилителей. Выходы узлов 6 и 7 сравнения подключены к входам преобразователя 8 прямоугольной системы координат в полярную, выполненную, например, на основе поворотного трансформатора. Выход преобразователя 8 через преобразователь

9 угла в напряжение подсоединен к одному из входов узла 10 сравнения, выполненного, например, в виде магнитного усилителя, а второй вход этого узла соединен с наземным регистратором 1I фактического угла положения отклонителя. Выход узла 1О через усилитель 12 мощности соединен с исполнительным механизмом

13 поворота бурильной колонны 14 и, следомтельно, отклоннтеля 15.

Принцип действия предлагаемого устройства заключается в автоматической установке отклонителя в необходимое положение, соответствующее направлению вектора, величина и знак которого определяются разностью фактических . заданных значений углов азимута н наклона скважины в каждой точке ее траектории.

Фактические значения углов азимута и наклона скважины в каждой точке ее траектории, а также угол фактического положения отклонителя 15 измеряются забойными датчиками телемет ической системы 5. езультаты этих измерений: фиксируются наэемнымп регистраторами 3,.4 н И, выходное напряжение которых пропорционально измеряемым углам.

Необходимая проектная траектория сква. жины задается углами ее азимута и наклона с помощью узлов задания 1 и 2 соответственно, выходное напряжение которых пронорциональ; но заданным углам.

Сравнение напряжений, пропорциональных заданному и фактическому углам азимута, произвсдит узел 6, а заданному я фактическому углам наклона — узел 7.

Величина и фаза синусоидальиого напряжения, получаемого от узла 6, выполненного, например, в виде магнитного усилителя с выходом на четной гармонике, характеризует результат сравнении вводимых величин. Узел 7 выполнен аналогично узлу 6 и работает в том же режиме.

Выходные напряжения узлов 6 и 7 используются как для нроекцин построения в прямоу-. гольной системе координат некоего вектора, характеризующего собой направление отклонителя, необходимое для проводки скважины по заданной траектории, причем в этой системе координат по оси абсцисс откладывается результат сравнения напряжений, соответствующих заданному и фактическому углам азимута, а по оси ординат — углам наклона. Для сравнения фактического угла положения отклонителя, характеризуемого выходным напряжением регистратора 11,.ñ положением полученного вектора, необходимо характеризовать последний не проекциями, а длиной и углом, т.e. nepe490337 нести этот вектор из прямоугольной в полярную систему координат. Этой цели служит преобразователь 8, выполненный, например, на базе поворотного трансформатора. Полярный угол, полученный на выходе преобразователя 8, преобразуется в напряжение преобразователем 9, выполненным, нанример, в виде поворотного потенциометра с приводом движка, управляемым от выхода преобразователя 8.

Таким образом, выходное напряжение пре; образователя 9, характеризующее необходимое положение отклонителя, и напряжение выхода регистратора 11, характеризующее фактическое положение отклоннтеля в скважине, сравниваются .узлом 10, выполнениь..м, например, в ви. де магнитного усилителя с.двумя обмотками

sS управления.

Выходное напряжение узла 10 с помощью усилителя 12 мощности, воздействует на привод исполнительного механизма 13, поворачивающего колонну 14 бурильных труб до тех пор; .пока отклонитель 15 не будет установлен в положении, при котором на входе узла 10 исчезнет рассогласование между напряжениями, характеризующими заданное н фактическое положения отклонителя.

Формула изобретения

Устройство для ориентирования отклонителя при проводке скважин по заданной траекто> рии, содержащее телеметрическую систему с забойными датчиками и наземнымн регистраторами углов положения отклоннтеля, азимута и наклона скважины, узел сравнения, подключенный своим выходом к исполнительному механизму, а одним из входов — к наземному рем гистратору угла положения отклонителя, преобразователь угла в напряжение, соединенный своим выходом с,вторым входом упомянутого . зла сравненяя, преобразователь прямоугольной системы координат в полярную н узлы сравнения, подключенные к узлам задания ази4О мута н угла наклона, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентирования, выходы узлов сравнении, подключенных к узлам задания азимута и угла наклона, подключены к входам преобразователя системы координат, выход которого соединен с входом преобразователя угла в напряжение.

Составитель l0. Гольдштейн

Редактор О.Шевелева Техред О. Луговая Корректор Н. Яцемнрская

Заказ 4760(1 Тираж 757 Подписное

lLHHHllH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

3 I3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная. 4