Устройство для измерения направления скважины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтсиик

Социапистичесиик

Республик (ii>870687 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.1279 (21) 2855046/22-03 с присоединением заявки М (81)М. Кл.

Е 21 В 47/022

9кудврствснный квинтет

{23) Приоритет

В.П. Митянин, О.П. Приходько, В.Г. Рожков, Т.Н. Филимоненко, В.Ф. Щенников и И.И. Сторчак (72) Авторы . изобретения

Тематическая экспедиция производственного-обьедйнения

"Укруглегеология" Министерства угольной промышленности

Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

СКВАЖИНЫ. зобретение относится к горному. делу и предназначается для измерения направления скважин во взрывоопасных средах.

Известен инклинометр, содержащий маятник, фиксирующее устройство, 5 буссоль с реохордом и исполнительный механизм. Причем, в нем буссоль снабжена дополнительным исполнительным механизмом, выполненным в виде

30 взаимодействующих между собой клина со скобой, иглы, свббодно установлен-. ной в канале, смещенном относительно оси вращения. буссоли перпендикулярно оси магнитной стрелки, и прямоугольного рычага, свободный конец которого входит в отверстие на оси магнитной стрелки Д.

Рассматриваемый известный инклинометр позволяет измерять направление скважин во взрывоопасных средах, однако заложенное методическое повыше-, ние точности измерений практически не подтверждается:из-за низкой на-. дежности работы инструктивно сложных электромеханических механизмов фиксации маятника и магнитной стрелки буссоли, обусловленной высокой аварийностью их механических узлов и значительными электрическими потерями управляющих сигналов в проводниках.

Известно также устройство для измерения направления скважины, включающее поворотную рамку с грузом, внутри которой на осях подвешен измерительный узел, содержащий магнитную стрелку и маятник с соответствующими шкалами, и механизм фиксации магнитной стрелки и маятника измерительного узла, состоящий из толкателя и захвата, взаимодействующих с управляемым приводом (2 ).

Это устройство также позволяет из-мерять направление скважин во взрывоопасных средах. При этом методическая точность измерения направления скважины ниже по сравнению с применением вышеописанного инклинометра87

0687 аналога, однако суммарная точность измерения практически та.же, из-за повышения инструментальной точности измерений,,обусловленной повышением надежности работы механизма фиксации маятника и магнитной стрелки (црижатие ее концов вместо прижатия центральной части). Несмотря на вышеперечисленные достоинства устройства прототипа при измерении направления скважин, он как и инклинометр-аналог обладает также низкой надежностью работы механизма фиксации маятника и магнитной стрелки измерительного узла, обусловленной конструктивной сложностью механических узлов и наличием гидроударов в гидроприводе механизма фиксации, так как в качестве энергоносителя используется высоконапорный агент скважины.

Целью изобретения является повышение надежности работы узла фиксации положения магнитной стрелки и маятника и упрощения его конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее поворотную рамку с грузом и измерительным узлом, магнитную стрелку со шкалой, маятник со шкалой, толкатель и захват, снабжено пневмоаккумулятором с распределителем, а измерительный узел Выполнен в виде шиннопневматической фрикционной муфты, в которой внутренняя полумуфта выполнена в виде маятника, а наружная полумуфта снабжена пневмокамерой, наружный торец которой имеет шкалу, при этом внутренняя полость пневмоквмеры соединена через распределитель с пневмоаккумулятором, а магнитная стрелка, снабженная шкалой и толкателем, установлена внутри внутренней полумуфты кинематически связанной с наружной полумуфтой.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного устройства для измерения наг давления скважины, íà фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для измерения направления скважины имеет цилиндрический.корпус 1, поворотную рамку 2 с грузом 3, установленную в корпусе посредством подшипников 4, и снабженную измерительными узлами 5, выполненными в виде шиннопневматических фрикционных муфт, состоящих из внутренних полумуфт 6, выполненных в виде м.".ятников с установленными внутри них магнитными стрелками 7 со шкалаии 8 с элас5

Щ

4 тичными кольцами и толкателями 9, кинематически взаимодействующими с наружными полумуфтами 10, снабженными пневмокамерами 11, по наружному торцу которых установлены шкалы угла наклона (на чертеже не показаны), а внутренние полости пневмокамер соединены трубопроводами 12 через управляемый посредством часового механизма 13 и винтовой пары 14 распределитель 15 с поршнем 16 с аккумулятором 17 вневмоэнергоносителя, снабженным ниппелем 18 и мембранным манометром 19.

Устройство для измерения направления скважины работает следующим образом.

Перед началом измерений в предлагаемом устройстве для измерения направления скважины снимается крышка корпуса 1 и посредством ниппеля 18 заполняется аккумулятор 17 пневмоэнергоносителя (азотом или сжатым воздухом в зависимости от степени взрывоопасности среды измеряемой скважины) до заданного давления, определяемого посредством манометра 19, а затем заводится часовой механизм 13 и закреп- ляется крышка корпуса 1, затем устройство с разарретированными измерительными узлами 5 посредством бурового става с 5-ти метровым переходником из немагнитного материала доставляется на забой скважины или посредством лебедки через заанкеренный на забое блок. Ход винтовой пары 14 подобран из условия несрабатывания распределителя 15 до момента окончательной доставки устройства на забой скважины.

За счет груза 3 рамка 2 посредством подшипников 4 устанавливается на забое скважины в положении перпендикулярном апсидальной плоскости, а за счет маятникового исполнения внутренних полумуфт 6 оси магнитных стрелок 7 с толкателями 9 устанавливаются вертикально. По истечении выдержки времени срабатывания распределителя

15 его поршень 16, перемещаясь посредством винта, винтовой пары 14 и часового механизма, поочередно соединяет посредством трубопроводов 12 аккумулятор 17 с внутренними полостями. пневмокамер 11 наружных полумуфт

10 измерительных узлов 5. Наполняясь, пневмокамеры 11 поочередно прижимают наружными полумуфтами 10 внутренние полумуфты 6, а посредством толкателей 9 — и магнитные срелки 7 к элластичным кольцам своих измерительных

870687

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

). Авторское свидетельство СССР

В 4442289, кл. Е 21 В 47/02, 1972.

2. Авторское свидетельство

Ф 4176)3, кл. E 21 В 47/022, 1970 (прототип). узлов 5, так как длина корпуса распределителя 15 и расстояния между его соединительными каналами выбирается из условия необходимой выдержки времени фиксации измерительных узлов.

Затем устройство с зафиксированными измерительными узлами 5 извлекается из скважины, снимается крышка корпуса 1 и производится считывание углов наклона и азимута скважины в следую- )0 щем порядке (азимут по делению шкал 8 против северных концов стрелок 7, а угол наклона против указателей шкал, установленных на торцах пневмокамер

)1 наружных полумуфт. 10 измерительных !з узлов 5). После считывания. информации об измеренных углах заводится часовой механизм 13 и одновременно с этим винт винтовой пары 14 и поршень 16 распредлителя 15 возвращаются в ис- zo ходное положение, разарретируя тем самым измерительные узлы 5. Производится проверка давления пневмоэнергоносителя в аккумуляторе 17 посредством манометра 19, закрепляется крышка корпуса 1, и операции по измерению углов, определяющих направление скважины, повторяются в порядке вышеприведенной последовательности.

Выполнение измерительного узла в виде шиннопневматической фрикционной муфты позволяет повысить надежность работы механизма фиксации путем зна-. чительного упрощения его конструкции и, тем самым, уменьшить инструментальную погрешность измерения.

Кроме того, такое исполнение механизма фиксации позволяет его ucгользовать для нескольких измерительных узлов и достичь требуемой точности измерений в каждой точке инклинометрии трассы скважины или обеспечить измерение направления скважины на з»данных глубинах за одну посыпку устройства в скважину.

Устройство для измерения направления скважины, содержащее поворотную рамку с грузом, измерительный узел, включающий магнитную стрелку и маятник со шкалами и механизм их фиксации, состоящий из голкателя и захвата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности, оно снабжено йневмоаккумулятором с распределителем, а измерительный узел выполнен в виде шиннопневматической фрнкционной муфты, имеющей внутреннюю полумуфту,выполненную в виде маятника, и наружную полумуфту с пневмокамерой, при этом магнитная стрелка со шкалой и механизмом фиксации установлена внутри внутренней полумуфты, а толкатель кинематически связан с наружной полумуфтой.

870687

Заказ 8516/34

Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И. Карбачинская

Редактор С. Титова Техред А. Ач Корректор Г. Решетник