Устройство для измерения углаотклонения скважины ot вертикали

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликоо делам иаооретеиий и открытий(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ СКВАЖИНЫ ОТ ВЕРТИКАЛИ Изобретение относится к области промысловой геофизики и, в частности, касается инклинометрических измерений в скважине, а также может найти применение для измерения угла отклонения скважины от вертикали и предназначено для использования в скважинном приборе аппаратуры каротажа в процессе бурения.Устройство может быть также применено при проведении измерений приборами, опускаемыми на каротажном кабеле или тросике.Известны многие устройства для измерения параметров искривления скважины, однако в силу ряда недостатков они не могут быть эффективно использованы для измерений в процессе бурения. В широко применяемых в практике геофизических работ инклинометрах типа ИШ(ИШ), Ив качестве устройства для измерения угла отклонения скважины от вертикали использована рамка с эксцентрично расположенным грузом, которая может поворачиваться в опорах. Внутри рамки на кернах подвешен грузик (отвес), связанный с движком потенциометра. В таком устройстве измерение кривизны проводится по падению нап ряжения между началом потенциометра и движком 1.Недостатком этого устройства является ненадежность опор и контакта между движком и обмоткой потенциометра при длительных и больших вибрациях, вызванных работой бурильного инструмента.В другом устройстве, обеспечивающембесконтактное измерение и используемом в аппаратуре для исследования скважин в процессе бурения, применен неподвижно за крепленный ротор с измерительной обмоткой и статор с грузчиком поворачивающийся в шарикоподшипниках вокруг ротора.Питание обмотки статора производится через скользящий токоподвод 2.Недостатком этого устройства являются 15его сложность, а также ненадежность опог и скользящего токоподвода.Наиболее близким к изобретению является устройство, в котором применен индуктивный датчик на Ш-образном магнитопроводе с тремя обмотками. Чувствительный элемент устройства выполнен в виде дугообразного магнитспровода, поворачивающегося в опорах.Измерительная схема устройства содержит усилитель разбаланса сигнала двух изме 802536Формула изобретения рительных обмоток индуктивного датчика, двигатель, связанный передачей с осью чувствительного элемента, и узел считывания информации. Так как поворот чувствительного элемента возможен только в одной плоскости, все устройство смонтировано в цилиндрическом корпусе с эксцентрично расположенным грузом, Корпус может поворачиваться вокруг своей оси в опорах. При измерении кривизны корпус поворачивается так, что чувствительный элемент располагается в плоскости искривления, и он отклоняется пропорционально углу отклонения скважины от вертикали. Напряжение разбаланса усиливается усилителем и включает двигатель. Двигатель поворачивает чувствительный элемент до тех пор, пока напрчжение разбаланса не уменьшится до нуля. Информация, снимается с узла считывания и зависящая от отработки двигателя, передается для регистрации 3.Недостатком этого устройства является ненадежность элементов, предназначенных для обеспечения поворота чувствительного элемента и корпуса, Кроме того, схема измерения этого устройства сложна,Целью изобретения является повышение надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что корпус установлен неподвижно; а размещенный вдоль его оси чувствительный элемент выполнен в виде последовательно соединенных между собой гибких нитей, отвеса, ферромагнитного сердечника. и оттяжки, одна из гибких нитей расположена между фланцами индуктивного датчика.На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в скважине при угле отклонения от вертикали, равном нулю; на фиг. 2 - то же, при угле отклонения (В скважине 1 устанавливают колонну бурильных труб 2, в которой смонтирован скважинный прибор 3. Цилиндрический корпус 4 устройства закреплен в скважинном приборе. Устройство содержит также индуктивный датчик 5 с двумя обмотками б и 7, имеющими общие импедансы соответственно Х 1 и Хд, фланец 8 с отверстиями, укрепленный на индуктивном датчике. Чувствительный элемет устройства состоит из последовательно соединенных гибкой нити 9, отвеса 10, второй гибкой нити 11, ферромагнитного сердечника 12, оттяжки 13Чувствительный элемент закреплен в корпусе в точке 14 через регулировочный винт 15. Измерение кривизны показано на примере применения мостовой схемы, содержащей сопротивления 16 и 17 с импедансами Х и 24, прибор 18 и источник переменного тока 19. 5 10 15 20 23 30 Индуктивный датчик 5 неподвижно закреплен в корпусе 4. Необходимый натяг чувствительного элемента осуществляется с помощью винта 15.При отклонении скважины от вертикали, равном нулю, все части унИверсального элемента расположены по оси цилиндрического корпуса, и ферромагнитный сердечник 12 занимает симметричное положение между обмотками 6 и 7. При условии Х = =Хд и 21 =Х прибор 18 фиксирует нулевое значение измеряемого параметра. При отклонении скважины от вертикали на угол =ц независимо от направления искривления отвес 10 отклонится от оси корпуса на угол , и сердечник 12 сместится вверх относительно своего первоначального положения. При этом увеличится 71 и уменьшится Хд. Разбаланс моста приведет к появлению тона в диагонали, и прибор 18 зафиксирует сигнал, зависящий от величины отклонения скважины от вертикали.Для повышения чувствительности возможно включение обмоток 6 итак, чтобы они образовали противоположные плечи моста. Возможны и другие схемы измерения.Преимуществами устройства, наряду с его простотой являются отсутствие опор скольжения или вращения, жесткое крепление всех узлов, приводящее, в конечном счете, к повышению надежности устройства в работе в условиях бурения скважины. Применение предлагаемого устройства позволит получить экономию на стадии производства за счет его простоты и на стадии эксплуатации за счет удлинения межремонтного промежутка времени и получения достоверных данных. Устройство может быть использовано в системах каротажа скважин в процессе бурения с каналом связи или автономной записью, а также в инклинометрах, спускаемых на каротажном кабеле или тросике. Устройство для измерения угла отклонения скважины от вертикали, содержащее корпус, чувствительный элемент, индуктивный датчик и регистрирующий узел, отличаюиееся тем, что, с целью повышения надежности его в раб".те, корпус установлен неподвижно, а размещенный вдоль его оси чувствительный элемент выполнен в виде последовательно соединенных между собой гибких нитей, отвеса, ферромагнитного сердечника и оттяжки, одна из гибких нитей расположена между фланцами индуктивного датчика.802536 Ч В Составитель И. Карбачинская Редактор Ж. Рожкова Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван Заказ 10068/40 Тираж 638 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4Источники информации,прИнятые во внимание при экспертизе1. Зельцман П. А. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований. М.,Недра, 1968, с. 75 - 82,2. Грачев Б. В. и Варламов В. П. Автвматический контроль в скражчнах при бу.ренин и эксплуатации. М., Недра, 1968, с. 98 - 99.3. Авторское свидетельство СССР ю325357, кл. Е 21 В 47/22, 972.