Способ определения направления движения бурового снаряда

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()973808 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ау(22) Заявлено 24. 09. 80 (21) 3231545/22-03 с прнсоелинением заявки ¹(23) Приоритет (5l)M. Кл.

Е 21 В 44/00

Е 21 В 47/022

Гоеударетеенный комитет по делам изобретений н открытий

Опубликовано 15. 11. 82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15. 1 1. 82 (53) УДК622.241.. 7(088. 8) В. Т. Загороднюк, В. П. Корнеев, В. А. Мартиросов, Ю. Н. Попков, О. С. Сапунов и С. A. 1Цепетков Г (72) Авторы изобретения

t

f с;1

Иахтинский филиал Новочеркасского ордена 1рудового

Красного Знамени политехнического институтд - "-. г- ч,1 им. Серго Орджоникидзе

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ

БУРОВОГО СНАРЯДА

Изобретение относится к подъему затонувших судов, преимущественно к устройствам для протаскивания служебных тросов под днищем затонувшего судна или прочих затонувших объектов, и может быть использовано в горном деле и геологоразведке при бурении направленных скважин, а также в строительном деле при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Известные способы контроля направления движения разного рода буровых снарядов основаны на задании опорной плоскости или опорной системы координат и измерении угла отклонения относительно опорной системы -отсчета. При этом влияние горногеологических, технических и технологических факторов не учитываются, и поэтому измеряемые величины становятся неоднозначными.

Известен способ определения искривления траектории скважины, заключающийся в начальной ориентации перемещающегося контейнера относительно опорной системы координат

5 и измерении проекции угловой скорости контейнера на касательную и бинормаль к траектории, а также скорости перемещения по скважине, по которым определяют кривизну скважины (1).

Этот способ обладает рядом недостатков: дискретное измерение искривления скважины, измерения ведутся с остановкой процесса бурения, что снижает производительность, сложность задания начальной ориентации измерительных инструментов, гироскопические инклинометры, применяемые для измерения, боятся вибрации, ограниченность применения(для измерения отклонений в определенных пределах).

3 97380

В известном способе контроля положения инструмента s скважине определяется угол наклона измерительного инструмента, по крайней мере одного векторного компонента местного магнитного поля, аэимутальный угол, истинные горизонтальные и вертикальный компоненты магнитного поля $2).

Однако поскольку способ основан 10 на использовании геомагнитного и местного магнитного полей, это усложняет конструкцию измерительных приборов и процесс определения направления движения бурового инстру- 15 мента.

Цель изобретения - повышение точности, надежности и упрощение контроля направления движения в пространстве бурового снаряда или тросопро- 20 таскивателя по заданной траектории при вращающемся буровом ставе..

Поставленная цель достигается тем, что измеряют угол отклонения 2s между ними по амплитудному значению сигнала и определяют фазовый сдвиг между плоскостью измеренного угла и сигналом положения базовой плоскости. 30

Контроль направления движения бурового снаряда или тросопротаскивателя, шарнирно соединенного с синхронно вращающимся с ним ставом, производится следующим образом.

В шарнир, соединяющий буровой снаряд со ставом, помещают датчик угла отклонения (угол между осями бурового снаряда и става 1, Измерение угла отклонения можно осущес1влять любым известным способом.

По максимальной величине сигнала датчика определяют величину угла отклонения. Для определения направления отклонения бурового снаряда задают фазовую нулевую (базовую) точку, от которой отсчитывают величину фазового сдвига максимального сигнала датчика угла отклонения, и по этой величине определяют направление отклонения бурового сна ряда от оси бурового става.

Пример. На фиг. 1 представлена лабораторная установка, обеспечивающая вращение става и снаряда1 отклонение снаряда относительно ста ва, задание нулевой фазой базовой) точки, измерение угла отклонения

8 4 снаряда относительно става и регист"1 рацию результатов измерений.

Двигатель 1 через редуктор 2 вращает став 3 в подшипниковых опорах

4. Снаряд 5, соединенный со ставом при помощи шарнира 6,,может отклоняться на заданный угол от оси става при помощи механизма 7.

Устройство для контроля направления движения снаряда состоит из эксцентрикового диска 8, жестко закрепленного на ставе 3, толкателя 9 с пружиной 10 и подвижным контактом 11 резистора 12, являющегося плечом измерительного моста 13, механизма 14, который в зависимости от угла отклонения снаряда 5, может перемещать подвижный контакт 15 резистора 16, являющегося плечом измерительного моста 17 и регистрирующего блока 18, фиксирующего сигнала измерительных мостов 13 и 17.

Устройство работает следующим образом.

При вращении става 3 эксцентриковый диск 8 через толкатель 9, прижимаемый пружиной 10, перемещает подвижный контакт 11 резистора 12, и измерительный мост 13 выдает на регистрирующий блок 18 сигнал а виде базовой синусоиды (фиг.26). В зависимости от угла отклонения снаряда 5 относительно става 3, происходит перемещение подвижного контакта 15 резистора 16 при помощи механизма 14 связывающего вращающийся став 3 со снарядом 5. При этом сигнал с измерительного моста 17 также подается на регистрирующий блок 18.

По максимальной величине сигнала измерительного моста 17 определяют величину угла отклонения снаряда 5 от оси става 3, а по фазовому сдвигу максимальных величин сигналов измерительных мостов 13 и 17 определяют направление отклонения снаояда 5 от заданной нулевой точки А (фиг.2а).

На фиг. 2 б приведены сигналы в виде синусоид при различных направлениях отклонения снаряда для определенного угла отклонения.

Предлагаемый способ дает возможность контролировать направления движения по траектории с любым углом заложения и различной кривизной как в плоскости, так и в пространстве и в магнитных средах. Применение этого способа повышает точность, надежность и упрощает определение угла и направСпособ определения направления движения бурового снаряда, соединенного с вращающимся буровым ставом, включающий определение угла отклоне5 973808 6 ление отклонения бурового снаряда в ния бурового снаряда от оси става процессе движения от заданной тра- и направление отклонения, о т л и ектории, так как определение этих ве- ч а ю шийся тем, что с целью личин происходит при каждом обороте, обеспечения непрерывного контроля става, что дает возможность оператив- s положения бурового снаряда в простно управлять направлением снаряда в ранстве в,процессе одновременного синпроцессе непрерывного движения. На хронного вращения бурового снаряда и точность измерений не оказывают вли- бурового става, измеряют угол отклояния ни скорости вращения и подачи нения между ними по амплитудному знаснаряда ни физико-механические свой- то чению сигнала и определяют фазовый

У ства окружающей среды. сдвиг между плоскостью измеренного .угла и сигналом положения базовой плоскости.

Формула изобретения Источники информации, И принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 60 1400, кл. E 21 В 47/022, 1976.

2. Патент США и 4163324, кл. Е 21 В 47/022, опублик. 1979.

Фиг.1

973808

Составитель B. Варламов

Редактор Н.Ивыдкая Техред А. Аи Корректор С. Ыекмар .4

Заказ 8644/39 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государстзенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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