Устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины

Во время подъема бурильной колонны при установке ведущей штанги и60 последующих свечей на подкладные вилки возможен упор снаряда в скапливающейся в призабойном участке шлам и выступы скважины, что приводит к разарретиронанию устройства и . 65 Изобретение относится к разведочному бурению и предназначено для измерения кривизны геологоразведочныхскважин,Известны инклинометры однократного действия, включающие отвес с эксцентричным грузом, магнитную стрел-,ку и арретирущее устройство 1;Такие инклинометры сложны, таккак для привода арретирующего устройства используют либо часовой меха Ониэм, либо реле времени с автономнымисточником питания, и не могут бытьвключены н состав бурового снарядав процессе бурения, так как времяарретиронания должно соответствовать 15времени окончания рейса, что предугадать практически невозможно,Известно устройство для определения аэимутального и зенитного угловскважин, содержащее цилиндрическийпереходник с каналами дляпроходапромывочной жидкости, упругую оболоч,ку с жидкостью, выполненную из прозрачного материала, внутри которойразмещен содержащий поплавок с датчи-р 5ками азимутального и зенитного угла,Корпус н этом инклинометре установлен внутри рамки под упором, причемрамка жестко снязана с бурильной колонной и подпружиненаотносительноупора, жестко связанного с кожухоминклинометра, Фиксация положения датчиков осуществляется нри подъеме снаряда на поверхность. При этом упругаяоболочка сжимается между рамкой иупором, 4 иксируя положение сферического поплавка 2 .Однако этот инклинометр имеет ряд.существенных недостатков,Наличие тяжелой жидкости, имеющейпонышенную вязкость, снижает чувствительность и повышает стоимость инклинометра.Надписи и иэображения шкал, нанесенные на наружную поверхность корпуса, не защищены от воздействия промывочной жидкости, обладающей абразивными свойствами что неизбежноприводит через некоторое время к ихуничтожению, и, как следствие, к невоэможности снятия показаний, 50Наличие рамки, ограничивающей обзор шкалы, принодит к затруднению вснятии показаний по зенитному углу,а невозможность извлечения корпусабез нарушения арретирования приводит ук снижению точности в снятии показаний. че гарантирует достоверность произведенных измерений.Понерхность арретирования поплавка мала, что может привести к его пронорачинанию.Целью изобретения является повышение надежности и точности работы.Указанная цель достигается тем, что устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины, содержащее цилиндрический корпус переходник с каналами для прохода промывочной жидкости, упругую оболочку с жидкостью, выполненную иэ прозрачного материала, в которой размещен сферический поплавок с датчиком азимухального и зенитного углов, снабжено установленной в корпусе сферической камерой, выполненной из прозрачного материала, и подпружиненным поршнем, причем поршень размещен с воэможностью нзаимодействия с жидкостью в оболочке и промывочной жидкостью, а упругая оболочка выполнена в виде трубки, диаметр которой меньше диаметра поплавка, при этом концы трубки закреплены неподвижно внутри сферической камеры.При этом в качестве жидкости, до,полняющей оболочку, использована вода.На фиг, 1 представлено устройство, устанавливаемое между колонной бурильных труб и буровым снарядом, на фиг. 2 - положение упругой оболочки устройства при подаче промывочной жидкости.Устройстно состоит из переходников 1 и 2,кожуха 3 и датчика, установленного внутри переходника 2 и подпертого переходником 1, Устройство содержит также каналы 4 - 8 для прохода промывочной жидкости, Датчик имеет цилиндрическую форму и состоит иэ корпуса, в которой входят нтулка 9 и полусферы 10 и 11 с проэраными стенками, поршня 12, пружины 13, упругой прозрачной оболочки 14 и сферического поплавка 15, в котором встроены чувствительные элементы азимутального и зенитного углов, например отвес, и магнитная стрелка. Ход поршня 12 ограничен стопорным кольцом 16. Втулка 9 и полусферы 10 и 11 имеют жесткое соединение между собой, Упругая оболочка 14 выполнена в ниде цилиндрической трубки, концы которой жестко укреплены н полусферах 10 и 11, а внутренняя полость трубки заполнена жидкостью 17 низкой вязкости, например водой, плотность которой равна плотности поплавка 15, взаимодействующей с поршнем 12. Внутренний диаметр трубки меньше диаметра сферического поплавка. Сферический поплавок 15 установлен внутри трубки 14, выпуклая часть которой имеет зазор со стенками сферической,полости 18, образуемой полусферами10 и 11. На поверхности сферического поплавка 15 и на наружной цилиндрической поверхности полусферы 10имеются кольцевыериски с делениями,по взаимному расположению которыхсчитываются зенитный угол и азимутскважины,Устройство работает следующим образом.Во время работы бурового снарядачерез устройство по каналам 4 - 8пропускается под давлением промывочная жидкость, которая взаимодействует с верхней площадкой поршня 12, врезультате чего поршень 12, преодоле вая сопротивление пружины 13, перемещается вниз и выталкивает жидкость17 вовнутрь упругой оболочки 14, которая раздувается и прилегает плотно к стенкам сферической полости 18. 2 Ообразуя при этом зазор с наружнойповерхностью сферического пцплавка15, который в результате этого получает воэможность вращения относительно корпуса датчика, т,е. происходит 25разарретирование поплавка. Послеокончания бурения прекращают работубурового снаряда, в результате чегопоплавок 15 занимает строго определенное положение относительно странсвета и оси скважины, и прекращаютподачу промывочной жидкости, в результате чего пружина 13, преодолеваясопротивление столбы промывочной жидкости, перемещает поршень 12 вверхдо упора в стопорное кольцо 16, приа этом жидкость 17 под действием упругой оболочки 14 вытесняется иэ внутренней полости оболочки в освободившееся подпоршневое пространство, В результате этого упругая оболочка 14 сжимается и плотно облегает сферический поплавок 15, Фиксируя его положение относительно корпуса датчика. После извлечения устройства на поверхность оно отсоединяется от бурильной колонны, отворачивается переходник 1, извлекается датчик и по положению сферического поплавка относительно оси датчика считывается зенитный угол и азимут скважины. При необходимости датчик может быть установлен в более точное угломерное устройство. Для повторного использования устройства достаточно собрать его в обратном порядке,Использование изобретения в практике геологоразведочных работ позволит по сравнению с серийно выпускаемыми электрическими инклинометрами в 2-3 раза сократить затраты времени на производство инклинометрических измерений геофизической службой,Кроме того, порейсовые измерения кривизны скважины позволят постоянно контролировать ее направление и тем самым повысить качество работ. Простота конструкции устройства позволяет сделать его достаточно дешевым, что составит при серийном изготовле-. нии 100-200 руб., а простота обращения позволит найти для него широкое применение.