Скважинное ориентирующее устройство

ОК)3 СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) О 47/022 ОЛИСА ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ти чс.89-93 е направ тра. М.,(54)(5УСТРОЙлиниющий ко 1.язиф ТИРУЮЩЕЕ ный блок, к, имев- ктромагВАЖИННОЕ ОРИЕдержащее наэскважинный бретирующий э СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техникиразведки Всесоюзного промышленногообъединения "Союзгеотехника"(56) 1. СИ 1 Ы Ь Ме 1 с 1 ав 7.,ТоаавеЕ 1. Огдепгочапе УглаКгува 1 ппу. РгаЬа, 1962,2, Мельничук И.П. Буреленных скважин малого днам"Недра", 1978, с. 101-103 нит, измерительное сопротивление,чувствительный и преобразовательныйэлементы, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиориентирования, преобразовательныйэлемент выполнен в виде прикрепленной к корпусу спирали, а чувствительный элемент - в виде установленного на двух растяжках вдоль осикорпуса внутри спирали магнитногостержня, при этом одна из растяжексоединена с корпусом, а другая - сякорем арретирующего электромагнита,причем измерительное сопротивлениеразмещено на преобразовательномэлементе с воэможностью контактирования с чувствительным элементом.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительное сопротивление размещено на чувствительном элементе с возможностьюконтактирования с преобразовательнымэлементом, 1154446Изобретение относится к областигеологоразведочной техники и предназначено для ориентации бурового инструмента в скважине.Известен ориентатор Явегочу 1 по 51 Жайог 8118, в корпусе скважинногоприбора которого установлены чувствительный к силе тяжести элемент,выполненный в виде эксцентричногогруза, ось вращения которого распо Оложена вдоль .осн скважинного прибора,преобразователь угла поворота эксцентричного груза относительно корпуса, выполненнья в виде кольцевогореохорда, к неподвижным контактам 15которого подключены диоды, связанныес жилой кабеля, а подвижный контактукреплен на эксцентричном грузе ичерез него подключен к корпусу. Скважинный прибор через одножильный провод и бурильную колонну (землю) йод- фключен к наземному пульту управления,Измерительная схема пульта содержитисточник постоянного тока, переключатель полярности, регуляторы тока,измеритель тока и измеритель напря"жения. Для измерения угла установкиинструмента (отклонителя) подаютпитание в одно из плеч потеициометра и фиксируют значения тока и направления. Измеряют направление тока ЗОи регулятором напряжения устанавливают то же значение тока, что и впервом случае. По измеренным значениям тока и напряжения вычисляютугол установки 35Момент трения между подвижнымконтактом и реохордом увеличиваетугол застоя эксцентричного груза.Кольцевое (радиальное) расположениереохорда прн уменьшенном диаметре 46скважинного прибора не позволяетобеспечить высокоточное измерениеугла установки бурового инструмента в скважине. Выполнение операцийпо вычислению угла установки снижает производительность труда при установке бурового инструмента,Известно также ориантирующееустройство, содержащее наземньй блок,линию связи и скважинный блох, вклю- Ичающий корпус, арретирующий электромагнит, измерительное сопротивление,чувствительный и преобразовательныйэлементы.Чувствительнья элемент скважинно- Иго блока выполнен в виде. эксцентричного груза, преобразователь углав виде кольцевого реохорда, неподвнжные контакты которого через диоды подключены к жиле линии связи, а подвижный контакт закреплен к эксцентричному грузу, якорь арретирующего электромагнита кинематически связан с эксцентричным грузом. Скважинный блок через линию связи подключен к наземному блоку, которья содержит источник переменного тока, измеритель постоянного тока, измерительный реохорд, неподвижные контакты которого через диоды подключены к линии связи, а подвижный подключен к измерителю тока и кинематически связан с указателем шкалы отсчета, источник постоянного тока для питания электромагнита.При подаче постоянного напряжения срабатывает электромагнит. Эксцентричный груз перемещается вдоль прибора и высвобождает подвижный контакт от соприкосновения с реохордом, последний свободно (без трения контакта с реохордом) отвешивается, Затем снимается постоянное напряжение, электромагнит устанавливается в исходное состояние, подвижный контакт соприкасается с реохордом. Для снятия показаний преобразователя.(датчика) через линию связи подают переменное напряжение, каждый иэ полусериодов которого создает токи в соответствующих плечах реохорда преобразователя и плечах измерительного реокорда, вызывая рассогласования полупериодов тока, что устанавливается по показаниям измерителя тока. Подвижный контакт измерительного реохорда перемещают, добиваясь нулевых показаний измерителя тока. При этом угловая величина поворота корпуса скважинного прибора относительно эксцентричного груза соответствует показаниям шкалы отсчета 2 . Скважинный блок известного ориентатора имеет ряд недостатков. Экс" центричный груз вращается на опорах типа "керн-подпятник", имеющих момент трения, который способствует снижению надежности и увеличению угла застоя груза, особенно при небольших зенитных углах скважины (- о)Кольцевое исполнение реохорда снижает чувствительность и точность датчика (преобразователя) при уменьшении диаметра скважинного прибора.Целью изобретения является повышение точности ориентирования,Указанная цель достигается тем,что в скважинном ориентирующем устройстве, содержащем наземный блок,линию связи и скважинный блок, имеющий корпус, арретирующий электромагнит, измерительное сопротивление,чувствительный и преобразовательныйэлементы, последний выполнен в виде 1 Оприкрепленной к корпусу спирали, ачувствительный элемент - в виде установленного на двух .растяжках вдольоси корпуса вкутри спирали магнитногостержня, при этом одна из растяжексоединена с корпусом, а другая - сякорем арретирующего электромагнита,причем измерительное сопротивлениеразмещено на преобразовательном иличувствительном элементах с возможностью контактирования между ними.На фиг. 1 представлено скважинкоеориентирующее устройство, на фиг, 2 -разрез А-А на фиг. 1,Устройство содержит корпус скважиикого блока 1, в котором размещены преобразовательный элемент 2, выполненный в виде распределенной вдоль оси скважинного прибора спирали с размещенным (намотанным) на ней измерительным сопротивлением 3. Измерительное сопротивление 3 подключено через диоды 4 к жиле линии 5 связи.Чувствительный элемент 6 выполнен в виде цилиндрического магнитного стержня, подвешенного на растяжках 7 и 8, одна иэ которых прикреплена к 1 изолировакной стойке в корпусе скважинного прибора, а другая через изолятор - к якорю арретирующего элект ромагнита 9. С корпусом скважинного прибора жестко скреплен ловитель 10, посредством которого скважинный прибор ориентированно сочленяется с буровым инструментом (ке показан), 45 Кроме того, устройство содержит наземный блок 11, в котором установлены индикатор 12 куля (измеритель тока со средней точкой)., трансформатор 13, акала 14 отсчета, измеритель ный узел, включающий в себя реохорд 15, к неподвижным контактам которого последовательно подключены диоды 16, а подвижный контакт 17 кинематически связан с указателем 18 55 шкалы отсчета, дроссель 19, подключенный одним выводом к подвижномуконтакту реохорда 15, а другим выводом - к трансформатору 13, наземный блок через линию 5 связи соединен со скважикным блоком,Устройство работает следующим образом.В исходкомсостоянии чувствительный элемент 6 вывешен на растяжках 7 и 8 под действием пружины электромагнита 9, При этом обеспечивается постоянный натяг растяжек и чувствительный элемент провисает под действием составляющей силы тяжести Р. Преобладающее действие сил тяжести усиливается за счет магнитных свойств чувствительного элемента и ферромагнитных свойств корпуса. При подключении переменного тока к трансформатору 13 в его вторичной обмотке появится переменное капряжение и запитает арретирующий электромагнит 9, якорь которого втянется и ослабит действие растяжек 7 и 8. Чувствительный элемент под действием сил тяжести и магнитных свойств упадет в направленни наименьшего зазора (апсидальной плоскости) ка преобразовательный элемент 2 с измерительным солротивлением 3, как показано на фиг,2пунктиром, "сцепится" со стальным корпусом и тем самым обеспечит контакт между чувствительным элементоми частью измерителького сопротивления, Произойдет преобразование угла поворота корпуса скважинного прибора относительно апсидалького направления (апсидальное направление совпадает с нормалью к оси скважины, направленной в сторону противоположную действию составляющей силы тяжести),Индикатор 12 нуля укажет наличие тока рассогласования. Поворотом контакта 17 реохорда 15 добиваются нулевых показаний индикатора куля. При этом указатель 18 шкалы 14 отсчета устанавливается против значений угла установки плоскости действия бурового инструмента. Дроссель 19 компенсирует ассиметричное действие арретирующего электромагнита в скважинном блоке. Очевидно, что принцип действия и конструкция скважинного блока не изменится, если измерительное сопротивление нанести ("камотать") иа чувствительный элемент. Контакт при . этом обеспечит преобразовательный элемент.1154446 аказ 2653/30бддисное аа 5 Ую Предлагаемое устройство обладает рядом преимуществ по сравнению с известными ориентаторами.Во-первых, изменена традиционная конструкция чувствительного элемента, отсутствуют вращающиеся пары, исчезает трение, элемент располагается вдоль оси прибора, что дает явные положительные качества для повышения точности и надежности работы устройства.Во-вторых, выполнение преобразовательного элемента в виде спирали позволяет повысить чувствительность датчика ориентатора при небольших диаметрах корпуса скважинного блока (10-12 мм). В-третьих, воэможность размещенияизмерительного, сопротивления на чувствительном или на преобразовательном элементах упрощает технологию5 изготовления датчика в целом, таккак позволяет заводу-изготовителювыбирать наиболее освоенный длянего способ нанесения сопротивления,что также приводит к повышению надежности работы устройства,Повышение точности ориентирования при проведении направленных геологоразведочных скважин позволитснизить буровой брак и повысить ка 15 чество скважинной геологоразведки,что и обуславливает экономическийэффект от применения устройства. НПП. "Ватект",Фее У, Проектиая, 4