Устройство для определения пространственного положения скважины

 

О П И С А Н И Е (и)аетваа

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Своа Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 01.03.76(21} 2329861/22-03 (5l) М. Кл.2

Е 21В 47/022 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Государственный неинтет

Совете Мнннстров СССР ео делам нзобретеннй

If етхРытнй (43) Опубликовано 15.03.785юллетень № 10 (53} УДК 622.243.7 (088.8) (45) Дата опубликования описания 22.03.78 (72) Авторы изобретения

В. П. Васильев и А. А. Попов

Всесоюзный научноисследовательский институт методики и техники разведки (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЩНОГО

ПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к геологоразведочной технике, в частноЬти к инкменомет» рам, и может быть использовано для оп ределеиия положения ствола скважины в породах любой магнитной восприимяивоети.

Известен прибор для определения аро с:ранственного положения скважин, содер жащий два цилиндра, соединенных внутри трубчатого корпуса, чувствительные эле» менты зенитного и апсидальиого углов и иглу, жестко связанную с ииааиим нилина» ром.

Определение положения рамки апсидаль» мого чувствительного элемента и чувствя» тельиого элемента зенитного угла произ» водится фотоэлектрическим путем при помощи трехугольиык призм н преобразователей световой энергии в электрическую.

Недостатком указанного прибора явля» ется невысокая. точность измерений и низ кая надежность вспедствие трения и лтсфтов в опорах и скользящих контактах.

Известно устройство для определения пространственного положения скважины, содержащее соединенные между собой верх2 ний и нижний цилиндры, в каждом из ко торых размещены чувствительные элементы. зенитного и аасидальиого угл в, и схему измерения.

Целью изобретения является повышение надежности работы и точности измерений устройства.

Указанная пель достигается тем, что чувствительные элементы зенитного н апщ сидального углов выполнены в виде одной системы двух трубчатых двуплечих уровней, которые заполнены тсйсонроводяшей жид« костью и соответственяо жеотко закреплены относительно корпусов цилиндров в вф плоскостях, перпендикулярных друг другу и параллельных оси иилиидров, причем каждое плечо уровня имеет катушку икдуктивности, связанную со схемой измерения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое рй устройство, обшей вид; иа фиг. 2 - верхняя часть устройства s разрезе.

Предлагаемое устройство состоит из верхнего 1 и нижнего 2 иилиядрических корпусов, соединениык щтангами 3, исключающими взаимный разворот корпусов относительно продольной оси. Внутри штанг расположен провод, идущий от нижнего цилиндра 2 к кабельной головке 4, расположенной на верхнем цмлиндре. Измерительные части, размещенные в верхнем и нижнем корпусах совершенно идентичны, Внут ри каждого корпуса (см. фнг, 2) во взаимно-перпендикулярных плоскостях закреплены два трубчатых уровня 5, например

U -образной формы, на прямолинейные участки трубки надеты катушки индуктив-. ности 6. В трубку залита токопроводяшая жидкость, например ртуть, верхняя часть заполнена легкой демпфирующей жидкостью.

В верхней части имеется винт 7, который служит для изменения степени демпфираваv ния. Ниже уровней расположены генераторы 8 и блок 9 питания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом, В искривленной скважине между осями верхнего 1 и нижнего 2 корпусов образует» ся угол соответствующий ее кривизне.

Каждый иэ корпусов оказывается наклоненным в своей апсидальной плоскости на свой зенитный угол. Вследствие этого ртуть в каждом из четырех уровней 5 занимает положение, соответствующее углу наклона в данной плоскости.

Изменение положении ртути относительно катушек 6 изменяет индуктивность последних, что npHBollNT к изменению частоты генераторов 8, в контуры которых включены катушки индуктивности.

Так как определенному положению уров ня ртути соответствует определенное зна» чение индуктивности, а положение уровня ртути определяется углом наклона корпуса прибора в данной плоскости, то угол наклона однозначно определяется как функция частот генераторов одного уровня жидкости.

Зная углы наклона корпусов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях можно .определить зенитный и апсидальный углы, а также азимут любой точки скважины.

Обработка данных измерений производится на наземном пульте и не представляет большой сложности для электронновычислительной техники, Использование уровней с катушками индуктивности в устройстве полностью устраняет наличие механических узлов, контактов, упрощает конструкцию и вследствие этого повышает надежность, производительность и стабильность метрологических характеристик, позволяет производить непрерывную регистрацию результатов изме» реиий, что исключает случайные ошибки прн наличия каверн и разработок стенок скважины, а также измерение зенитного угла скважин, близких g вертикали. ИоI0 пользование частотного метода передачи информации на поверхность исключает

° вгыяние параметров кабеяя на результаты измерений и упрощает обработку данных измерений. Пor решность измерения углов наклона корпусов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях определяется стабиль костью генераторов 4 С и в выполненных аналогичных конструкциях генераторов составляет 10-4.

Произведенная оценка погрешности измерений зенитного и апсидального углов при стабильности генераторов 10 „r yr лах наклона скважины от 0 до 60 покао зывает, что погрешность определения зе- нитного угла во всем диапазоне не пре-. вышает 1. Предельная ошибка определения азимута скважины глубиной 1000 м при базовом расстоянии между корпусами 20м и зенитном угле 5о составляет не более

30 +2o

Формула изобретения

Устройство для определения пространственного положения скважины, содержащее соединенные между собой верхний и нижний о цилиндры, в каждом из которых размещены чувствительные элементы зенитного и апсидального углов, и схему измерения, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы.и точности измерений, чувствительные элементы зенитного и апсидального углов выполнены в mac одной системы двух трубчатых двухплечевых уровней, которые заполнены токопроводяшей жидкостью и соответственно жестко закреплены относительно корпусов цилиндров в плоскостях, перпендикулярных сО друг другу и параллельных оси цилиндров, причем каждое плечо уровня имеет катушку индуктнвности, связанную со схемой измерения, 507822

Составитель Н, Спасская

Редактор Г, Моэжечкова Техред В, Андре«ук Корректор А. Лакида

Закаэ 2306/26 Тираж 734 Подлисное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4