Прибор для ориентированияотклонителя b скважине

 

ОП ИСАН И Е„, щ9я9я

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмалистнческик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.05.79 (21) 2769094/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. К..

Е 21 В 47/02

Гааударстеапв|й камктет по делам еаабрете||ий и аткрмтнй (53) УДК 622.241 (088.8) Опубликовано 15.05.81. Бюллетень № 18

Дата опубликования опт|сания 17.05.81 (72) Авторы изобретения

Я. И. Вечхайзер, Ф. Х. Шафиков, В. Ф. Буслаев и 3. Х. Хафизов (54) ПРИБОР ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ОТКЛОНИТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к бурению направленных скважин, а именно к устройствам для измерения параметров искривления и ориентирования отклонителя.

Известны инклинометры типа с вращающейся рамкой, устанавливающейся в плоскости искривления скважины. Ось вращения рамки данного инклинометра совпадает с продольной осью прибора, которая при измерении параллельна оси скважины.

Центр тяжести рамки смещен с ее оси так, что плоскость рамки устанавливается перпендикулярно к плоскости искривления скважины. В рамке размещены датчики азимута и зенитного угла. Датчик азимута или буссоль состоит из магнитной стрелки и расположенной под ней колодки с круговым реохордом или азимутальным реохордом.

Буссоль подвешена на двух закрепленных в рамке полуосях так, что острие, несущее магнитную стрелку, устанавливается вертикально, а колодка с реохордом горизонтально. Разрыв кольцевого реохорда находится в плоскости искривления скважины.

Поэтому угол между северным концом магнитной стрелки и разрывом реохорда равен магнитному азимуту плоскости искривления скважины, а сопротивление включенной части реохорда пропорционально этому азимуту (1).

Основным недостатком данных типов инклинометров является то, что ими невозможно производить ориентирование отклонителя в стволах скважин с зенитным углом менее 3 — 5 .

Известен также забойный инклинометр типа ЗИ. В верхней части рамки данного инклинометра укреплен лимб с азимутальной шкалой, ориентированной так, что ее нуль желит в вертикальной плоскости с нулевым шкалы компаса. В нижней части инклинометра расположен удлинитель со свинцовой печатью для получения отпечатков ножей.

Несколько выше печати, снаружи корпуса, находится свободно вращающийся вокруг оси прибора вспомогательный лимб с азимутальной шкалой. Для арретирования стрелок компаса и маятника прибор снабжен

2О реле времени, срабатывающим при снятии его с ножей отклонителя. Время работы реле рассчитано так, чтобы механизм арретирования срабатывал, т. е. фиксировал положение магнитной стрелки буссоли (ком829896 паса) и углометра через 3 — 5 минут после установки на ножи (2) .

Известные инклинометры типа ЗИ не позволяют проводить многократные замеры без подъема инклинометров при корректировании направления действия отклонителя после поворота бурильной колонны. Кроме того, затрачивается время на расшифровку измерений, ожидание разарретирования и арретнрования магнитной стрелки компаса, что совершенно недопустимо при бурении скважин в осложненных условиях, при наличии зон обвалообразования, прихватов и т. д., где технологически невозможна длительная остановка бурильной колонны без движения.

Цель изобретения — ускорение процесса ориентирования отклонителя в вертикальных и наклонных стволах скважин.

Указанная цель достигается тем, что в приборе расположены два инклинометра, между которыми установлен диамагнитный удлинитель с контргайкой, причем рамки обоих инклинометров арретированы с обоймами при помощи фиксаторов, а разрывы азимутальных реохордов расположены по одной образующей.

Рамки инклинометров находятся друг от друга на расстоянии 2,5 — 3 м, исключающем влияние магнитного поля стальных труб

На фиг. 1 изображена схема компоновки нижней части бурильной колонны и предложенный прибор в момент ориентирования; на фиг. 2 — электрическая схема буссолей нижнего и верхнего инклинометров также в момент ориентирования.

Переводник 1, снабженный кольцевым упором 2 и точечным магнитом 3, подсоединен при помощи резьбового соединения к диамагнитной трубе 4. Инклинометр для ориентирования отклонителя установлен во внутренней части переводника 1 и диамагнитной трубы 4. опирается на кольцевой упор 2 и состоит из изголовника 5, нижнего инклинометра 6, диамагнитного трубчатого удлинителя 7, контргайки 8, верхнего инклинометра 9 и головки 10 с электрическим трехжильным кабелем 11. Во внутренней части инклинометров 6 и 9 в цилиндрических обоймах 12 и 13 вмонтированы рамки 4 и 15 с датчиками азимута и зенитного угла.

Рамки 14 и 15 закреплены неподвижно к обоймам 12 и 13 при помощи фиксаторов 16 и 17. При сборке плоскость разрыва азимутального реохорда Rq= 18 (см. фиг. 2) перенесена на наружную поверхность инклинометра 6 и поставлена крестовая метка 19. На нижний инклинометр 6 навернут диамагнитный удлинитель 7, через который пропущены провода 20. Рамка 15 верхнего инклинометра 9 при помощи фиксатора 17 неподвижно закреплена к обойме 13. На наружную поверхность инклинометра вынесена плоскость разрыва азимутального реохорда R 21 (см. фиг. 2) и набивается метка 22. Провода 23, являющиеся продолже1О

25 зо

3S

4О

45 нием проводов 20 от нижнего инклинометра 6, пропущены через верхний инклинометр 9 и подсоединены к головке 10. Длина проводов 20 (23) позволяет производить поворот верхнего инклинометра 9 на диамагнитный удлинитель 7 без их механического разрушения. В местах перехода проводов из нижнего инклинометра 5 в удлинитель 7 и из удлинителя 7 в верхний инклинометр 9 установлены сальниковые устройства, обеспечивающие герметичность. После наворота на нижний инклинометр 6 диамагнитного удлинителя 7 на последний навинчен инклинометр 9 таким образом, чтобы метки 19 и 22, расположились на одной образующей.

Это положение фиксируется контргайкой 8.

В этом положении разрыв реохорда К -!8 (см, фиг. 2) нижнего инклинометра расположен в одной плоскости с разрывом реохорда R 21 верхнего инклинометра.

На электрической схеме (см. фиг 2)

R „и R — азимутальные реохорды нижнего и верхнего инклинометров, КК > и КК q —— контактные кольца, МР— магнитный репер или точечный магнит 3, ММ вЂ” направление магнитного меридиана, 1 и 3 — фазовые провода, а 2 — общий нулевой провод.

Устройство работает следующим образом, Над турбинным отклонителем наворачивают переводник 1. Точечный магнит 3 установлен в плоскости действия турбинного отклонителя. Кольцевой упор 2 и точечный магнит 3 расположен на расстоянии, равном расстоянию от нижнего торца наголовника 5 до буссоли нижнего инклинометра 6. На переводник 1 навинчивается диамагнитная труба 4 и осуществляется спуск бурильной колонны в скважину. После окончания спуска подготовленный к работе инклинометр спускают в бурильную колонну. Между нижним 6 и верхним 9 инклинометром установлен диамагнитный удлинитель 7 длиной не менее 1,5 м. Разрыв реохорда 18 нижнего инклинометра 6 должен находиться на одной образующей с разрываом реохорда 2! верхнего инклинометра 9, причем рамки 14 и 15 инклинометров 6 и 9 неподвижно закреплены к обоймам 12 и 3 п=и помощи фиксаторов 16 и 17. После окончания спуска прибор устанавлив тся на кольцевой упор 2, буссоль с магнитной стрелкой нижнего инклинометра 6 расположена напротив магнитa ", а буссоль верхнего инклинометра 9 находится в диамагнитной трубе 4 на расстоянии от стальных труб, исключающем влияние их магнитных сил.

С помощью электромагнита осуществляют разарретирование магнитной стрелки верхнего инклинометра 9, которая устанавливается северным концом по направлению магнитного меридиана М (см. фиг. 2). Производят арретирование стрелки и измерение угла y>,êîòoðoå равно магнитному азимуту разрыва реохорда щ= Арр. Затем измеряют угол щ с помощью нижнего инклинометра 6.

829896

Составитель И. Карбачинский

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Редактор Н. Ромжа

Заказ 2726/17

Угол «р, — это угол, отсчитанный от положения магнитного репера МР по ходу часовой стрелки до разрыва реохорда 18. Азимут установки отклонителя А равен азимуту установки магнитного репера А = MP u определяется по формуле

Ауо = Аир= 360 — q, + Чь.

После этого производится поворот отклонителя по требуемому азимуту и осуществляют контрольное измерение.

Применение предлагаемого прибора позволяет ориентировать отклонитель в вертикальных и наклонных стволах скважин, используя переводник с магнитным репером.

При зенитных углах более 3 — 5 можно пользоваться серийным инклинометром с одной рамкой.

Прибор для ориентирования отклонителя позволит сократить время на сборку и разборку компоновки, на ориентирование отклонителя, увеличить проходку на долоте при бурении с отклонителем, уменьшить расход долот.

Зкономия затрат от использования прибора для ориентирования отклонителя в вертикальных и наклонных стволах скважины составит 1529 р. на одну скважину.

Формула изобретения

Прибор для ориентирования отклонителя в скважине, содержащий диамагнитную трубу, инклинометр с цилиндрической обоймой и с установленной в ней рамкой, азимутальный реохорд с магнитной стрелкой, удлинитель с контргайкой, отличающийся тем, что, с целью сокращения спуско-подземных операций и повышения надежности ориентирования отклонителя в вертикальных и наклонных стволах скважин, он снабжен дополнительным инклинометром с цилиндрической обоймой, с установленной в ней дополнительной рамкой, а удлинитель с контгайкой размещен между основным и дополнительным инклинометрами, причем рамки обоих инклинометров арретированы с обоймами с помощью фиксаторов, при этом азимутальные реохорды установлены по одной образующей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Померанц Л. И. и др. Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования скважин. М., «Недра», 1978, с. 246 — 250.

2. Справочник инженера по бурению. Т. II

25 М., «Недра», 1973, с. 27.