Устройство для определения направления ствола скважины

(5ю Е 2 ТЕН довательская го объединеурению сквадля определеы,например,урении,ется повышенаправления ктурная схетрация про новленную на рамку-трансчных колебас блоком 4 одключен чеенные блок 5 у интегратора торого соедим Поперечныющие в про ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидетельство СССР М 1052653, кл, Е 21 В 47/02, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение стносится к бурению скважин. Цель - повышение точности определения направления ствола скважины, Устр-во одержит установленную на ведущей трубе Изобретение относится к бжин, а именно к устройствамния положения ствола скважинпри наклонно-направленном бЦелью изобретения являние точности определенияствола скважин,На фиг.1 представлена стрма устройства; на фиг,2 - иллюцесса определения направленУстройство содержит уставедущей бурильной трубе 1портир 2 с датчиком 3 поперений. Датчик 3 соединенфильтрации, выход которого ирез последовательно соединусиления и квадратор 6 к вход7, первый и второй выходы ко 1 рамку-транспортир 2 с датчиком 3 поперечных колебаний, блоки 4 и 5 фильтрации и усилия,квадратор 6, интегратор 1, индикатор 8 и регистратор 9, Датчик 3 последовательно перемещают по рамке-транспортиру 2, Фиксируют значение мощности колебаний через 1 - 2 на индикаторе 8 регистраторе 9. Максимальное значение мощносгй соответствует совпадению направления оси чувствительности датчика 3 с плоскостью поляризации волны. Направление ствола скважины характеризуется двумя максимумами и двумя минимумами знергии. Применение устр-ва позволяет избежать ошибок и повысить точность определения направления за счет четырехкратного измерения азимута. 2 ил. нень соответственно с индикатором 8 и регистратором 9.На фиг.2 показана ось 10 поляризации поперечных колебаний ведущей бурильной трубы 1 и положения 11 - 14 датчика 1 на рамке-транспортире 2 в процессе оп ределения направления ствола скважичы.Рамка-транспортир 2 закреплена на ведущей бурильной трубе 1 с помощью хомута (не показан), Датчик 3 установлен на рамке- транспортире 2 с помощью зубчатого подпружиненного фиксатора или постоянного магнита с возможностью перемещения датчика 3.Устройство работает следующим обрапругие колебания, возни се бурения и распространяющиеся по бурильной колонне от забоя кповерхности, поляризованы в плоскости оаботы (ориентирования) отклонителя за счетасимметричности усилий на забое наклонной скважины. 5Вследствие этого максимум энергетических затрат и максимум энергии упругихколебаний заключен в той составляющейпОляризованной волны, которая ОриентирОвана в плоскости работы отклонителя (в плоскости искривления ствола). И наоборот,минимум энергии упругих колебаний соответствует направлению, перпендикулярному оси поляризации, Направлениеискривления скважины будет определено, 15если будет определено направление оси поляризации, Для этого на ведущей бурильнойтрубе 1 с помощью хомута. устанавливают,отградуированную через 1-2( от О до 359)рамку-транспортир 2. В процессе установки 20нуль рамки-транспортира ориентируют понаправлению юг-север с помощью буссолине показана),На рамку-транспортир 2 устанавливаютдатчик 3 поперечных колебаний. Упругие 25колебания бурильной колонны возбуждаютдатчик 3 например, датчик алектродинамического типа СГ-10),Сигнал от датчика 3 в форме электрического напряжения поступает на вход блока 304 фильтрации, где фильтруется в заданнойпреобладающей полосе частот сигнала, например, 10 - 40 Гц. С выхода блока 4 сигналнаправляется в блок 5 усиления, Средневыпрямленное напряжение с выхода блока 355 поступает в квадратор б и далее в интегратор 7. С выхода интегратора 7 сигнал вформе мощности волнового процесса поступает на индикатор 8 и регистоатор 9.В процессе бурения датчик 3 последовательно перемещают по рамке-транспортиру 2 и при каждом положении датчика 3,например через 1 - 2. регистрируют значение мощности на индикаторе 8 и регистраторе 9. 45Максимальное значение энеогии волнового процесса будет достигнуто, когда направление оси максимальнойчувствительности датчика 3 максимума характеристики направленности датчика) будет совпадать с плоскостью поляризацииволны. При этом положении датчика 3 нвиндикаторе 8 будет отмечаться максимальное значение мощности волнового процесса, а на регистраторе 9 будет зафиксирован 55всплеск (пик), соответствующий тому положению в градусах) датчика 3 на рамкетранспортире 2, при котором достигнутоукаэанное выше совпадение осей чувствительности датчика 3 и поляризации волны. Это положение датчика 3 и будет соответствовать направлению ствола скважины в градусах, При дальнейшем перемещении датчика 3 по рамке-транспортиру 2 сигнал от датчика 3 на выходе интегратора 7) будет иметь минимальное значение. Это значение будет достигнуто при положении датчика 3 нэ рэмке"транспортира 2, перпендикулярном направлению ствола скважины.Дальнейшее смещение датчике 3 по рамке-транспортиру 2 вызовет появление второго энергетического максимума всплеска), так как датчик 3 вновь окажет я в плоскопи поляризации волны.й наконец второй минимум энергии будет омечен при смещении датчика 3 в по-, ложение когда его ось чувствительности будет вновь перпендикулярна направлению поляризации,Таким образом направление ствола скважины будет охарактеризовано двумя максимумами и двумя минимумами энергии, причем угол смещения датчика 3 от положения максимума к положению минимума будет близок к 90, Это позволяет избежать. ошибок и существенно повысить точность определения направления ствола скважины за счет четыоехкратного измерения азимута искривления,Пример определения направления ствола приведен на фиг,2.При положении оси поляризации 10, например, в Н квадрантах максимум энергии будет отмечен в положениях 11 и 13 датчика 3, а минимум этой величины при установке датчика 3 в положениях 12 и 14,При расположении оси поляризации вс ИНЧ, квадоантах максимум энергии будет отмечен г;ри установке датчика 3 в положения 12 и 14, а минимум энергии - в положения 11 и 13Наличие рамки-транспортира 2 позво- :яет с высокой степенью точносги установить момент совпадения оси максимальной чувствительности датчика 3 с направлением оси поляризации волнового пакета., следовательно, с направлением ствола скважины, Наличие в устройстве операций квадриравания и интегрирования позволяет определить устойчивый и информативный параметры - мощность волновых процессов, и определить минимум и максимум атой величины, Наличие в устройстве индикации позволяет зафиксировать направление оси поляризации (направления искривления) в момент совпадения оси чувствительности датчика 3 с осью поляризации. При атом азимут направления ствола скважин в градусах считывается непосредственно с лимба рамки-транспортира 2, когда датчик1700219 Составитель А. РыбаковРедактор М. Кузнецова Техред М,Моргентал Корр эказ 4451 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина занимает положение, соответствующее максимуму и минимуму мощности,Формула изобретенияУстройство для определения направления ствола скважины, содержащее датчик 5 поперечных колебаний, блок усиления и индикатор, О т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения направления, оно снабжено рамкой-транспортиром, блоком фильтрации, квадрато ром, интегратором и регистратором, причем датчик поперечных колебаний установлен на рамке-транспортире с возможностью перемещения и соединен с блоком фильтрации, выход которого подключен через последовательно соединенные блок усиления и квадратор к входу интегратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с индикатором и регистратором.