Устройство для определения положения инструмента в скважине

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нн 876979(22) Заявлено 040280 (21) 2881773/22 21 В 47/02 о с присоединением звя ственный комитетСССРам изобретенийоткрытий осуд(71) Заявител ДЛЯ ОПРУИЕНТА УСТРОЙС ИЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯВАЖИНЕ в ростатичесподвижным ся усеченцентром тяащения, внутва постотрично июсами вой к оси вра.-. О Изобретение относится к промыслоой геофизике и может быть использоно для ориентирования искусственныхотклонителей в буровых скважинах.Известен прибор для определенияположения инструмента в скважине изамера кривизны их ствола, состоящийиз корпуса с маятниковым подвесом,печати, арретирующего узла и часовогомеханизма( 1,Известно также устройство, содержащее арретирующий узел, подшипник,эксцентричный груз печать, реле времеии и толиатель 2,Недостатками известных устройствявляются низкая точность измеренийиз-эа наличия моментов сил сухого трения в опорах, которые оказываютсясоизмеримыми с устанавливающим моментом от эксцентричного груза, а так Оже сложность определения углов кривизны и низкая надежность арретирующего механизма вследствие большогочисла кинематически связанных механических узлов и передач,Цель изобретения - повышение точности определения положения инструмента и упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем,что арретирующий узел выполнен в ви. 3 де связанной с газовым баллоном мембранной коробки со стойкой, а подшипник выполнен в виде аэростатическогоконуса со смещенным центром тяжести,причем конус имеет два магнита, симметрично установленные на его основании, при этом мембранная коробкарасположена с возможностью взаимо,действия с толкателем и через стойкужестко связана с конусом и соединенас реле времени.На чертеже изображено предлагае,мое устройство для определения положения инструмента в скважине.Устройство содержит аэкий конический подшипник,элементом которого являетный конус 1 со смещеннымжести относительно оси врри которого расположены д,явных магната 2 и 3 симмевстречно одноименными полплоскости, перпендикулярнщения. Усеченный конус 1 с малымзазором помещен в коническую полостькорпуса подшипника, который состоитиз двух частей 4 и 5 с полостью б,являющейся объемом повышенного давления. В частях 4 и 5 корпуса выполнены питающие микроотверстия 7 и 8 дляподачи сжатого газа из объема 6 повышенного давления в рабочий зазор 9, а также выходные каналы 10 для его отвода. С корпусом 5 подшипника жестко связано через стойки 11 нижнее основание мембранной коробки 12, а верхнее основание через толкатель 13 с Фиксатором 14, представляющим собой резиновое кольцо. Резиновое кольцо прикреплено к нижнему торцу цилиндрической части толкателя 13, который установлен с возможностью перемещения вдоль своей оси в отверстии корпуса 5. Баллон 15 со сжатым газом подсоединен к мембранной коробке 12 и к питающим микроотверстиям 7 и 8 через вентиль 16, который связан 15 функционально с реле 17 времени. Все узлы смонтированы в немагнитном герметичном кожухе 18, на нижнем конце которого находится свинцовая печать 19. 20Принцип действия устройства для определения положения инструмента в скважине основан на применении аэро- статического конического подшипника с подвижным элементом, устанавливающимся с большой точностью под действием эксцентричного груза относительно оси его вращения в плоскость наклона. Бесконтактный съем информации с арретированного подвижного элемента в точке определения положения 30 инструмента производится на поверхности земли с помощью Феррозондов, реагирующих на положение постоянных магнитов, закрепленных в подвижном элементе. 35Устройство работает следующим образом.В первоначальном состоянии при спуске устройства в скважину на тросе подвижный элемент 1 толкателем 13 4 О прижат к корпусу 4 подшипника, при этом баллон 15, заполненный сжатым газом, закрыт вентилем 16. При посадке устройства на нож кривого пере" водника на печати 19 остается след 45 ножа. По сигналу от реле 17 времени открывается вентиль 16 баллона 15 и газ под давлением поступает на мембранную коробку 12 и в полость 6, сообщающуюся с микроотверстиями 7 5 О и 8 корпуса. Через микроотверстия 7 и 8 сжатый газ поступает в рабочий зазор 9. Под действием давления мемб,ранная коробка 12 поднимает Фикса тор 14, тем самым разарретирует под вижный элемент 1 подшипника, одновременно давление в зазоре 9 отрывает подвижный элемент от корпуса 4. При этом подвижный элемент 1, опирающийся только на слой газа в зазоре 9, смещенным центром тяжести 60 устанавливается в плоскость наклона. Через некоторое время после уменьшения количества газа в баллоне 15 давление его в полости 6 и в зазоре 9, а также в объеме герметичного кожуха 18 и в мембранной коробке 12 выравнивается. При этом ориентированный в плоскость наклона подвижный элемент 1 опускается и соприкасается с корпусом. 4, одновременно мембранная коробка 12 действует на фиксатор 14, который, перемещаясь, арретирует подвижный элемент 1. При ориентировании подвижного элемента 1 в плоскость наклона механический момент от взаимодействия магнитных полей Земли и постоянного магнита 2компенсируется механическим моментомвстречно направленного магнита 3, Положение инструмента в скважине определяется углом поворота подвижного элемента относительно следа на печати 19 от инструмента.После подъема устройства на поверхность образованный угол считывается с помощью Феррозондов, используемых в качестве нуль-индикатора, т.е. определяется угол между направлениемоси постоянных магнитов 2. и 3 и плоскостью, проходящей через след на пе" чати и ось подвижного элемента.Предлагаемая конструкция позволяет повысить точность за счет аэро- статического подшипника, так как в нем отсутствует сухое трение, одновременно увеличивается надежность арретирования и упрощается конструкция вследствие меньшего числа механических узлов и передач. При этом бесконтактный съем информации с чувствительного элемента на поверхности земли с помощью феррозондов позволяет уменьшить время определения положения инструмента, а также увеличитьточность считывания информации,таккак Феррозонды позволяют измерять уг"ловые отклонения с точностью 1 угловой минуты.формула изобретенияУстройство для определения положе"ния инструмента в скважине, содержащее арретирующий узел, подшипник, эксцентричный груз, печать, реле времени, толкатель, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности определения положения инструмента и упрощения конструкции, арретирующий узел выполнен в виде связанной с газовым баллоном мембранной коробки со стойкой, а подшипник выполнен в виде аэростатического конуса со смещенным центром тяжести относительно оси вращения эксцентричного груза, причем конус имеет два магнита, симметрично установленные наего основании, при этом мембраннаякоробка расположена с возможностьювзаимодействия с толкателем и через876979 1. Авторское свидетельство СССР в 69875, кл. Е 21 В 47/02, 1978. 2. Забойный инклинометр типа ЗИМ, М., ГОСИНТИ, 1969, Составитель И.КарбачинскРедактор Т.Мермелштайн Техред А,Ач Корректор М. Ко Заказ 9544/45В Тираж 630 ИПИ Государственного комитет по делам изобретений и откр 3035, Москва, Е, Раушскаяписное илнал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектн стойку жестко связана с конусом исоединена с реле времени.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе СССРтийнаб., д. 4/