Устройство для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин

 

- зла н л%тентно-т

4QQН II б б1ио

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ

721527 (61) Дополнительное к ант (22) Заявлено 05.01.77()М. Кл. с присоединением заявки

Е 21 В 47/022

Ркударственьй квинтет

СССР

° а юмам кзвбретенкк и еткрнтвя (23) Приоритет

Опубликовано 15.03

Дата опубликовани

) УДК 662.241 (088.8) (72) Автор изобретения

A. И. Воронцов: (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИВИЗНЫ

И АЗИМУТА ИСКРИВЛЕНИЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к буровой технике, точнее, к устройствам, осуществля юшим контроль за направлением оси буряшихся скважин, и может быть использовано при разработке инклинометров непрерывного действия с дистанционной пе

S редачей информации на поверхность.

Известны устройства для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин, выполненные в виде базовой тру бы, в которой размещены датчики зенит10 ных и апсидальных углов (11.

Этими инклинометрами измеряют зенитные углы и приращения двугранного угла, образованного нулевой (ориентированной)

15 и апсидальной плоскостями. При этом соответствие величины приращения дву гранного угла азимуту искривления обеспечивается только при условии совмещения нулевой образующей и образующей базовой тру» бы. В процессе бурения базовая труба является звеном бурового инструмента и под-вергается различным механическим воздействиям, вызывающим скручивание ее, изгибы и т.п. Поэтому применение подобных устройств для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин в процессе бурения не повышает точности измерения.

Известно также устройство для измерения кривизны и азимута . искривления буровых скважин, содержащее магниточувствительный элемент, например, феррозонд и датчик зенитного угла, которые установлены в корпусе бурового снаряда

Е21.

При эабуриваниия скважины буровой снаряд ориентируют относительно плоскости, в которой расположены опорные маг нитны и и гра BIITBIIHD нный ве КТор 61 ° Затем у в процессе бурения в последующей точке, измеряют углы наклона оси бурового снаряда к опорным векторам и с учетом угла между ними вычисляют угол азиму.та. Производят сравнение значений азиму тов в этой и первой точке и по полученным результатам судят о положении оси

7211527

3 оурового снаряда относительно опорной плоскости.

Это устройство не обеспечивает повышения точности измерения в процессе бурения, так как применение его о,: уславли ает постоянство скалярной величины (модуля) геомагнитного опорного вектор по всей длине буряшейся скважины. Кроме этого, . установка магниточувствительного элемента в буровом инструменте возможна толь 1О ко при выполнении последнего иэ металло-диамагнетиков.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения в процессе бурения. 15

Указанная цель достигается тем, что известное устройство для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин снабжено блоком отсчетным, который установлен на дневной поверхности 20 и электрически связан с погружной частью инклинометра, а магниточувствительный элемент установлен в буровом снаряде так, чтобы в нем, при вращении последнего, индуцировался переменнь и электрический ток, обусловлечный геомагйитным вектором и подключен через датчик апсидальной плоскости, который вырабатывает и накладывает на переменный ток импульсотметку в моменты совмещения плоскости 50 магниточувствительного элемента с апсидальной плоскостью, электрически связан с отсчетным устройством, которое подключено к датчику зенитного угла.

Сущность изобретения поясняется чер- Ç5 тежом на котором иэображеньц геомагнитный опорный вектор 1; гравитационный опорный вектор 2; плоскость 3 образованная осью прибора и геомагнитным вектором плоскость 4, образованная осью при бора и гравитационным вектором; магниточувствительный элемент 5, например, многовитковая рамка, жестко связанная с корпусом бурового снаряда, при этом ось вращения рамки совпадает с осью 45 снаряда; датчик апсидальной плоскости, выполненный в виде ртутного замыкателя, состоящего из трубчатого кольца 6, которое установлено соосно с MarHHTQ чувствительной рамкой 5 капли ртути 7, контактов 8; датчик зенитного угла 9; отсчетное устройство 10.

В процессе бурения снаряд вращается, в рамке 5 индуцируется переменный элект-„ рический ток, положение максимумов ко.торого на оси времени в развертке вращения бурового снаряда соответствует моментам совмещения плоскости рамки - .-о магнитным вектором 1. — осл: дц:хфсренцирования переменного устроя TQQ 1O импут ьсы, положение которъ х HQ оси вре ь, епн соответствует его экстремальным . цаченпям и служат началом отсчета вугранного угла ЛЖ

Вращение кольца 6 ртутного эамыкаи ..я:. миксте с электрическими контактами ь въп ывает кратковременное замыкание их каплей ртути 7, которая неподвижна и расположена в плоскости 2.

Электрические контакты, периодически замыкая выходные зажимные рамки 5 вырабатывают на генерируемом токе им пульсы-отметки 1, положение которых на эси времени в пределах одного оборо» та (периода) определяют конец отсчета двугранного угла Ь1. )

Одновременно с измерением двугранного угла в отсчетном устройстве снимают показания датчика зенитного угла, При забуривании скважин снаряд ориен тируют относительно плоскости, образованной опорными векторами. Затем в процес се бурения в последующей точке измеряют двугранный и зенитный угол и по полученным значениям, с учетом известного угла между опорными векторами, вычисляют аэимутальный угол, сравнивают с азимутом в первой точке и по результатам сравнения судят о положении оси бурового снаряда относительно опорной плоскости.

Применение данного устройства для измерения кривизны и азимута искривления бурящихся скважин максимально исключает влияния магнитных свойств материала бу» рового инструмента на результат измерения; не предъявляет жестких требований к опорным векторам - скалярная величина их может изменяться в любых пределах по всей; упрощает технологию измерения и тарировку инклинометра за счет исключения необходимости в измерении аналоговых сигналов.

Формула изобретения

Устройство для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин, содержащее магниточувствительный элемент, датчик зенитного угла, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что с целью повышения точности измерения в процессе бурения, оно снабжено отсчетным устройством, при этом магниточувстви721527

Составитель А. Воронцов

Редактор T. Авдейчик Техред М. Петко торре р кто Г; Назарова

3зказ 93/25 Тираж 626 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д„4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельный датчик через датчик апсидальной плоскости и отсчетный узел подключен к датчику зенитного угла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР.

411202, Е 21 В 47/022, 1972.

2. Лвторское свидетельство СССР

Л 448280, кл. Е 21 В 47/02, 1974,