Устройство для измерения углаотклонения скважины ot вертикали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()802536 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.01.79 (21) 2717492/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 15.02.81 (51) М. К .

Е 21 В 47/22

Государстееииый комитет (53) УДК 622.241.. 7 (088.8) оо делам иаооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

И. К. Саркисов, В. В. Михайлов и В. П. Пуг,) л

Всесоюзный научно-исследовательский инотйтут, .:. ... ....Л ( геофизических методов разведки

E (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ОТКЛОНЕНИЯ СКВАЖИНЫ ОТ ВЕРТИКАЛИ

20

Изобретение относится к области промысловой геофизики и, в частности, касается инклинометрических измерений в скважине, а также может найти применение для измерения угла отклонения скважины от вертикали и предназначено для использования в скважинном приборе аппаратуры ка1тотажа в процессе бурения.

Устройство может быть также применено при проведении измерений приборами, опускаемыми на каротажном кабеле или тросике.

Известны многие устройства для измерения параметров искривления скважины, однако в силу ряда недостатков они не могут быть эффективно использованы для измерений в процессе бурения. В широко применяемых в практике геофизических работ инклинометрах типа ИШ-2 (ИШ-4), И-7 в качестве устройства для измерения угла отклонения скважины от вертикали использована рамка с эксцентрично расположенным грузом, которая может поворачиваться в опорах. Внутри рамки на кернах подвешен грузик (отвес), связанный с движком потенциометра. В таком устройстве измерение кривизны проводится по падению напряжения между началом потенциометра и движком (1).

Недостатком этого устройства является ненадежность опор и контакта между движком и обмоткой потенциометра при длительных и больших вибрациях, вызванных работой бурильного инструмента.

В другом устройстве, обеспечивающем бесконтактное измерение и используемом в аппаратуре для исследования скважин в процессе бурения, применен неподвижно закрепленный ротор с измерительной обмоткой и статор с грузчиком поворачивающийся в шарикоподшипниках вокруг ротора.

Питание обмотки статора производится через скользящий токоподвод (2) .

Недостатком этого устройства являются

его сложность, а также ненадежность опог и скользящего токоподвода.

Наиболее близким к изобретению является устройство, в котором применен индуктивный датчик на Ш-образном магнитопроводе с тремя обмотками. Чувствительный элемент устройства выполнен в виде дугообразного магнитспровода, поворачивающегося в опорах.

Измерительная схема устройства содержит усилитель разбаланса сигнала двух изме802536

Формула изобретения рительных обмоток индуктивного датчика, двигатель, связанный передачей с осью чувствительного элемента, и узел считывания информации. Так как поворот чувствительного элемента возможен только в одной плоскости, все устройство смонтировано в цилиндрическом корпусе с эксцентрично расположенным грузом. Корпус может поворачиваться вокруг своей оси в опорах.

При измерении кривизны корпус поворачивается так, что чувствительный элемент располагается в плоскости искривления, и он отклоняется пропорционально углу отклонения скважины от вертикали. Напряжение разбаланса усиливается усилителем и включает двигатель. Двигатель поворачивает чувствительный элемент до тех пор, пока напряжение разбаланса не уменьшится до нуля. Информация, снимается с узла считывания и зависящая от отработки двигателя, передается для регистрации (3).

Недостатком этого устройства является ненадежность элементов, предназначенных для обеспечения поворота чувствительного элемента и корпуса. Кроме того, схема измерения этого устройства сложна.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что корпус установлен неподвижно; а размещенный вдоль его оси чувствительный элемент выполнен в виде последовательно соединенных между собой гибких нитей, отвеса, ферромагнитного сердечника. и оттяжки, одна из гибких нитей расположена между фланцами индуктивного датчика.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в скважине при угле отклонения от вертикали, равном нулю; на фиг. 2 — то же, при угле отклонения ф(В скважине 1 устанавливают колонну бурильных труб 2, в которой смонтирован скважинный прибор 3. Цилиндрический корпус 4 устройства закреплен в скважинном приборе.

Устройство содержит также индуктивный датчик 5 с двумя обмотками б и 7, имеющими общие импедансы соответственно Z и Хд, фланец 8 с отверстиями, укрепленный на индуктивном датчике.

Чувствительный элеме::т устройства состоит из последовательно соединенных гибкой нити 9, отвеса 10, второй гибкой нити 11, ферромагнитного сердечника 12, оттяжки 13

Чувствительный элемент закреплен в корпусе в точке 14 через регулировочный винт 15.

Измерение кривизны показано на примере применения мостовой схемы, содержащей сопротивления 16 и 17 с импедансами Z и 24, прибор 18 и источник переменного тока 19.

2%

Индуктивный датчик 5 неподвижно закреплен в корпусе 4.

Необходимый натяг чувствительного элемента осуществляется с помощью винта 15.

При отклонении скважины от вертикали, равном нулю, все части унИверсального элемента расположены по оси цилиндрического корпуса, и ферромагнитный сердечник 12 занимает симметричное положение между обмотками 6 и 7. При условии Z =

= Zg u Zp = Zg прибор 18 фиксирует нулевое значение измеряемого параметра. При отклонении скважины от вертикали на угол /=ц независимо от направления искривления отвес 10 отклонится от оси корпуса на угол g, и сердечник 12 сместится вверх относительно своего первоначального положения. При этом увеличится Z и уменьшится Zp. Разбаланс моста приведет к появлению тона в диагонали, и прибор 18 зафиксирует сигнал, зависящий от величины отклонения скважины от вертикали.

Для повышения чувствительности возможно включение обмоток 6 и 7 так, чтобы они образовали противоположные плечи моста. Возможны и другие схемы измерения.

Преимуществами устройства, наряду с его простотой являются отсутствие опор скольжения или вращения, жесткое крепление всех узлов, приводящее, в конечном счете, к повышению надежности устройства в работе в условиях бурения скважины.

Применение предлагаемого устройства позволит получить экономию на стадии производства за счет его простоты и на стадии эксплуатации за счет удлинения межремонтного промежутка времени и получения достоверных данных.

Устройство может быть использовано в системах каротажа скважин в процессе бурения с кан=aом связи или автономной записью, а также в инклинометрах, спускаемых на каротажном кабеле или тросике.

Устройство для измерения угла отклонения скважины от вертикали, содержащее корпус, чувствительный элемент, индуктивный датчик и регистрирующий узел, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности его в раб"-.е, корпус установлен неподвижно, а размещенный вдоль его оси чувствительный элемент выполнен в виде последовательно соединенных между собой гибких нитей, отвеса, ферромагнитного сердечника и оттяжки, одна из гибких нитей расположена между фланцами индуктивного датчика.

802536

Составитель И. Карбачинская

Редактор Ж. Рожкова Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 10068/40 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

1 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зельцман П. А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований.

М.,«Недра», 1968, с. 75 — 82.

2. Грачев Б. В. и Варламов В. П. Автвматический контроль в скражчнах при бурении и эксплуатации. М., Недра, 1968, с. 98 — 99.

3. Авторское свидетельство СССР

s № 325357, кл. Е 21 В 47/22, 1972.