Преобразователь зенитного угла при измерении искривления скважины

Союз СоветскихСоцмапистическмхРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 933967(53)М. Кл. Е 21 В 47/02 ЬеудеретеенныВ камнтет СССР ао девэм нзобретеннй н втерытнй(72) Авторы изобретения Уфимский авиационный институт им. Орнжонякийзе,(71) Заявитель(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ Изобретение относится к области йромысловой геофизики и может быть использовано для определения зенитного угла скважины в процессе бурения.Известен прибор для измерения кри визны буровых скважин, содержащий ук 5 репленный в рамке с эксцентричным грузом жидкостный чувствительный элемент, заполненный ртутью, резистивный датчикзенитного угла 1.Известно также устройство для измето рения зенитного угла скважины, содержащее тсорпус, выполненный в виде тороидальной полости, в которой размещены электроды, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями 2.т 5Недостатками известных устройств являются низкая точность ориентированиярамки в плоскость наклона при малых углах и погрешность от моментов сухо го трения в осях подвеса зенитного маятника.Указанные устройства не могут быть . использованы для юмерения зенитного угла непосредственно в процессе бурения.Целью изобретения является повышьние виброустойчивости.Указанная цель достигается тем, что устройство . снабжено перегородкой и цилиндрической спиральной трубкой, при этом перегородка перекрывает полость тороида в части, обращенной к забою и размещена между электродами, а выходы трубки введены по разные сто роны от перегородки.На чертеже представлен преобразователь зенитного угла при измерении искривления скважины, общий вид.Преобразователь содержит корпус 1, в котором расположена рамка 2 с экоцентричным грузом 3, выполненная в форме цилиндрического поплавка, ценрируемая в корпусе 1 опорами 4 и 5. В рамке 2 размещен чувствительный элемент, состоящий из сообшаюпоасся между . собой кольцевого уровня 6 с перегородкой 7 и цилиндрической спиральной трубПреобразователь зенитного угла приизмерении искривления скважины, содержащий корпус, выполненный в виде торо идальной полости, в которой размешены электроды, заполненной двумя несмоци вающимися жидкостями, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения внброустойчивости, он снабжен перегородкой и цилиндрической спиральной трубкой, при этом перегородка перекры 55 вает тороидальную полость в части, обращенной к забою и размещена между электродами, а выходы трубки выведены по разные стороны от перегородки. 3 ОЗМ ки 8, заполненный двумя несмещивающимися жидкостями с различной диэлектрической проницаемостью и различными удельными весами. Перегородка 7 предназначена для того, чтобы перемещение жидкости происходило не только в кольцевом уровне 6, а по всему объему чув ствительного элемента. Трубка 8 и .нижняя половина кольцевого уровня 6 запал иены тяжелой кремнеорганической жид- - 1 О костью, а верхняя . половина кольцевого уровня 6с глицерином. В кольцевом уровне 6 расположены электроды 9 и 10 емкостного датчика зенитного угла, ко торые через коллектор 11 и узел щеток 15 12 связаны с герметичным штепсель нымразъемом 13.Преобразователь работает следующим образом.При отклонении скважины от вертика о ли рамка 2 под действием эксцентричного груза 3 поворачивается, и чувствительный элемент устанавливается в плоскости наклона скважины, при этом происходит перемешение уровня жидкостей в 25 чувствительном элементе. В зависимосм ти от уровня жидкости, принятого за нулевой, происходит изменение емкости датчика зенитного угла. Поскольку ве личина перемещения границ раздела жидкостей определяется величиной зенитногс угла, то снимаемый с датчика зенитного угла электрический сигнал зависит от значения зенитного угла.Предлагаемый преобразователь зенитного угла может использоваться для измерения зенитного угла непосредственно в процессе бурения, Спектральный анализ полученных данных вибрации показывает, что максимальные перегрузки приходятся на интервал частот 20 30 Гц. Для работа способности преобразователя в процессе бурения сопровсждающегося вибрациями, Частота собствеииых колебаНИй (ЮОчувс 1 ъвительного элемента должна быть значительно меньше частоты вынужденных колебаний. Если частота собственных кол баний ОО не выше 0,5 Гц, преобраэовате виброустойчив и показывает зенитный угол беэ высокочастотных искажений (т. е. не реагирует на вынужденные кол бания частоты 20-30 Гц).В преобразователях, где чувствител ным элементом является зенитный маят ник, частота собственных колебаний (Щ определяется 67 фгде Р - вес груза,6 - расстояние от центра тяжестигруза до оси врашения,; - момент инерции,В таких преобразователях получитьчастоту собственных колебаний чувствьтельного элемента ниже 2 3 Гц практически невозможно, так как габаритыпреобразователя ограничены диаметромскважины.аУменьшение частоты собственных колебаний достигается применением преобразователя с жидкостным чувствительнымиэлементом. Значение частоты собственных колебаний И/о для жидкостного чувствительного элемента определяется о= совгде ц - ускорение свободного падения,я - длина чувствительного элемента, 8 - зенитный угол.Из соотношения (2) видно, что для уменьшения 0 необходимо увеличить длину чувствительного элемента. Например, при длине чувствительного элемента 6 =4 м, Фо:%,24 Гц и при вибрациях 20-30 Гц и перегрузках до 5 постоянная составляющая погрешности преобразователя зенитного угла составляет ме- нее 1%, тогда как для преобразователей с зенитным маятником - 30%.Выполнение чувствительного элемента в форме сообщающихся между собой коль цевого уровня с перегородкой и цилиндрической спиральной трубки позволяет увеличить длину чувствительного элемента без увеличения диаметра преобразователя, а следовательно, уменьшить частоту собственных колебаний, что ведет к повышению виброустойчивости преобразователя. формула из обре те ния7 6вого ннструмейта. Сер. Автоматиэацияи телемеханизация нефтяной промьпцленностИ РНТС, 1976, % 6, с. 26-29.2. Авторское свидетельство СССРМ 628296, кл, .Е 21 В 47/02,1978. 93396 Карбачинс Составитель И. кая едактор Л. Лукач Техред М, Тепер Корректор Н,Швыркая3880/20 Тираж 623 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, РаушЗа б, д. 4/8 ПП фПа Ужгород, ул. Проект илиа 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизеФ1. Чупров В. П и др. Применение автономных приборов с магнитной регистрацией для измерения параметров вибрации буроПодпнтета СССРытнйкая на