Устройство для ориентирования отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ-Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)983263

Союз Советсккх

Соцкапкстнческих

Респубинк (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02.81 (21) 3272155/22 — 03 с присоединением заявки J4 (28) Приоритет (51) М. Кл.

Е 21 В 47/022

1Ьоударстеенный коиитет

СССР ао делаи изобретений к открытий

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень РЙ 47

Дата опубликования описания 23.1282 (>>) УДК 622.243 (088.8) P. М. Нургалеев, А. С. Демидов, А. Г. Калинин, А,, Д. Жостовский » и С. Г. Кравец г (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Трест "Белоруснефтегеофизика" (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯ

В ВЕРТИКАЛЬНОМ И СЛАБОНАКЛОННОМ СТВОЛЕ СКВАЖИН

Изобретение относится к бурению наклонно направленных скважин, а именно к устройствам для забойного ориентирования отклонителей с использованием ииклинометров с злектромагнитным датчиком.

Известно устройство для ориентирования отклонителя с помощью инклинометра, содержащее две коаксиально размещенные на стальном переводнике диамагнитные трубы. На верхнем скошенном конце внутренней трубы, снаб. женной центраторами, в направлении плоскости действия опслонителя закреплен наклонный желоб с упором на нижнем конце для инклинометра (1).

Известно также устройство для ориентирования отклонителя с помощью инклинометра, содержащее диамагнитную трубу, в средней части которой установлена воронка со сквозным боковым вырезом, фиксирующим верхний конец инклинометра в осевой плоскости. Ниже воронго ки, параллельно плоскости выреза симметрично по отношению к ней закреплены две направляющие планки, фиксирующие нижний конец инклинометра в той же осевой плоскости, с

2 помощью которых инклинометр устанавливается в наклонное положение, ориентированное относительно плоскости действия отклонителя (2).

Однако при ориентировании отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважин угол наклона инклинометра, огра- ниченный максимальным внутренним диаметром диамагнитных бурильных труб, близок к предельному (4,5 ), что снижает точность результатов измерений и вызывает необходимость проведения большого числа повторных замеров, снижающих производительность труда.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для ориентирования отклонителя, содержащее две коаксиально размещенные на стальном переводнике диамагнитные трубы, во внутренней из которых наклонно к ее оси установлен инклинометр.

Внутренняя труба, закрепленная на перевод. нзтке с помощью резьбового соединения на ее нижнем конце, содержит плоский клин, установленный в осевой плоскости симметрии устройства косым срезом вверх. Над верхним концом клина, симметрично ему, одно над друтим уста983263 новлены центрирующие направляющие, вьшолненt ные в виде двух разновысоких полукольцевых ребер треугольного сечения, обращенных вершинами внутрь трубы. На верхнем ее торце со скошенными внутрь гранями выполнен симметричный V-образный разрез, а на противоположной боковой стороне трубы — продольный симметричный вырез, нижняя грань которого сопрягается с клином.

Прн спуске инклинометра нижний конец его 10 попадает на скошенную верхнюю грань внутренней трубы, затем на центрирующие направляющие, посредством которых направляется на клин и перемещается по нему в продольный вырез до упора во внешнюю трубу, переводят is инклинометр в наклонное положение, а верхний конец инклинометра фиксируется V- îáразным разрезом в плоскости симметрии устройства.

Известное устройство с помощью пере- щ водника соединяют с забойным агрегатом, внутреннюю трубу разворачивают в переднике так, чтобы плоскость ее симметрии в направлении продольного бокового выреза совпадала с направлением плоскости действия отклонителя. Затем на переводник крепят легкосплавную бурильную трубу, с которой соединяют колонну остальных бурильнь|х труб и производят спуск агрегата на забой.

При ориентировании отклонителя инклино метр на картонажном кабеле опускают в колонну бурильных труб до постановки в устройство, и, проворачивая колонну, снимают отсчеты с датчиков азимутального и зенитного углов.

Если показания датчика зенитного угла не изменяется (ствол скважины вертикальный), то направление плоскости действия отклонителя определяют путем прямого отсчета показаний актуального датчика.

При наклонном стволе скважины предварительно определяют направление его искривления и, проворачивая колонну бурильных труб, устанавливают инклинометр по этому направлению, после чего берут отсчет азимута плоскости действия отклонителя и доворачивают верхний конец колонны на нужный угол (3).

Однако при ориентировании отклонителя в вертикальном стволе скважины угол наклона инклинометра, ограниченный внутренним диаметром легкосплавных бурильных труб, близок к продольному, что снижает точность результатов измерений и вызывает необходимость проведения большого числа повторных замеров, снижающих производительность труда. В усло . виях слабонаклонного ствола скважин датчик инклинометра также работает на пределе технических возможностей, а процесс ориентирования отклонителя осложняется дополнитель4 ной трудоемкой операцией по приведению инклинометра в положение, при котором его направление совпадает с направлением искривления ствола скважины, что связано с дополнительными затратами времени и снижением точности результатов измерений.

Кроме того, поскольку индикацию конечного положения о1клонителя производят по верхнему концу колонны бурильных труб, точность ориентирования существенно снижается из — за упругих деформаций колонны.

Целью изобретения является повышение точности измерений. !

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ориентирования отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважин, содержащем стальной переводник и две коаксиально установленные на нем диамагнитные трубы, внутренняя иэ которых имеет направляющий паз, соосно размещен инклинометр с электромагнитным датчиком, включающим рамку, отвес и буссоль, электромагнитный датчик снабжен фиксатором рамки, а на боковой поверхности инклинометра выполнен шлицевый выступ, расположенный в направляющем пазу.

Причем последний выполнен в виде симметричного косого среза верхнего конца трубы.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 — то же, без инклинометра; на фиг. 3-вид А на фиг. 2, без инклинометра; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5— узел 1 на фиг. 1.

Устройство состоит из двух коаксиально размещенных на стальном переводнике 1 диамагнитных труб — внешней 2, внутренней

3 и инклинометра 4 с удлинителем 5.

Внешняя труба закреплена на переводнике с помощью замка 6, а внутренняя — посредством резьбового соединения 7 на ее нижнем конце и контргайки 8. В верхней части внутренней трубы выполнен направляющий паз 9, имеющий конфигурацию фигурного косого среза, переходящего внизу в шлицевой паэ

1D, и сопряженно с ней установлен центрирующий патрубок 11 со скошенной внутрь верхней торцовой гранью 12, расположенной выше направляющего паза.

Для уменьшения гидродинамического сопротивлення при движении инклинометра на боко вой поверхности внутренней трубы выполнены отверстия 13.

Инклинометр 4 с удлинителем, соосно размещенный во внутренней трубе 3, содержит фиксатор датчика, выполненный, например, в виде двух винтов 14, диаметрально расположенных на шасси прибора 15 в плоскости нижнего основания вращающейся рамки датчика 16.

Кроме этого, на боковой поверхности пробки инклинометра 17 корпуса выполнен полусфери5 9832 ческий шлицевой выступ 18, высота которого меньше толщины стенки внутренней трубы 3.

Ориентирование отклонителя с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. 5

При спуске забойного агрегата на него крепят переводник 1 с внутренней трубой 3, разворачивают ее в реэьбовом соединении 7 шлице-, г вым пазом 10 в направлении плоскости действия отклонителя и фиксируют контргайкой 8. Затем!0

r на переводник крепят легкосплавную бурильную трубу и производят спуск забойного агрегата.

Перед проведением измерений инклинометром, его шасси извлекают из корпуса, с помощью двух винтов 14 фиксируют рамку 15 датчика, вставляют шасси на место и подключают инклинометр к наземной панели.

Вращая инклинометр вокруг оси, ориентируют его датчик, например, на север, устанавливают в этом направлении шлицевой выступ jp

18, наворачивают удлинитель 5 и производят спуск прибора в колонну бурильных труб.

При спуске инклинометр с помощью центрирующего патрубка 11 попадает во внутреннюю трубу 3, устанавливается в ней соосно; входит в контакт шлицевым выступом 18 с направляющим вырезом 9, в результате нх взаимодействия приобретает вращательное движение и устанавливается шлицевым выступом 18 в шлицевой паз 10. В этом положении датчик инклинометра ориентирован в направлении плоскости действия отклонителя, что позволяет взять прямой отсчет ее азимута.

Если плоскость искривления скважины совпадает с плоскостью действия отклонителя, 35 то предлагаемое устройство не ограничивает . диапазон изменения зенитных углов.

Если же плоскость действия отклонителя перпендикулярна плоскости искривления скважины, то устройство работоспособно при зенит40 ных углах, не превышающих 10 „

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает: возможность проведения. измерений азимутальных углов при малых углах наклона инклинометра, вплоть до вертикального его положения, благодаря чему существенно

45 повышается точность ориентирования отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе

63 скважин, а также значительно снижаются затраты времени за счет сокращения числа контрольных" замеров; самоустановку датчика инклинометра в направлении плоскости действия отклонителя независимо от направления искривления ствола скважины, что также позволяет существенно повысить точность ориентирования отклонителя и значительно снижает затраты времени за счет исключения целого ряда трудоемких операций, связанных с установкой инклинометра по направлению искривления ствола скважины.

Согласно прилагаемому расчету ориентировочный зкономический эффект от внедрения изоб.. ретения в объединении "Белоруснефть" составляет 400 тыс. руб. в год, а в .целом по стране—

15 млн. руб. в год.

Ориентировочная потребность в устройствах в целом по стране — 2000 компл.

Формула изобретения .

1. Устройство для ориентирования отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважин, содержащее стальной переводник и две коаксиально установленные на нем диамагнитные трубы, внутренняя из которых. имеет направляющий паз, соосно размещен ийклинометр с электромагнитным датчиком, включающим рамку, отвес и .буссоль, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьпцения точности, электромагнитный датчик снабжен фиксатором рамки, а на боковой поверхности инклинометра выполнен шлицевой выступ, расположенный в направляющем пазу.

2.Устройство по п. 1,о тл ича ющеее я тем, что направляющий паз выполнен в виде симметричного косого среза верхнего конца трубы.

Источники информации, принятые во Внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР Y 471426, кл. Е 21 В 47/022, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР Р 578449, кл. Е 21 В 47/022, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР N4 621864, кл. E 21 В 47/022, 1978.

983263

Редактор О. Половка

Составитель И. Карбачинская

Техред Е.Харитончнк

Заказ 9862/36 Тираж 623

ВНИИПИ 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

Корректор A. Дзятко

Подписное