Устройство для контроля комплекса параметров искривления скважин

СОЮЗ СОЭЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 4 Е 21 В 47/ ИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф, ъвиационикидЛенинарго Ордо-иссле ате ии ин- зведоч трукторс геологор Миловзо дриано СССР 1979. ССР 1982 идетельств1 В 47/02,етельство21 В 47/02 анс и корпуса, осинусного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Уфимский орденаонный институт им. Сэе и Всесоюзный научский и проектно-консститут исследованийных скважин(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ.КОМПЛЕКСА ПАРАМЕТРОВ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН, содержащее генератор возбуждения, датчик азимута, выполненный ввиде трех ферроэондов, жестко закрепленных в корпусе, один из которыхориентирован по продольной оси корпуса, а два других расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях,датчик зенитного и визирного углов,выполненный в виде двух синусо-коси.;нусных вращающихся трансформаторов,установленных в рамках-маятниках,пять коммутаторов, блок управления,аналого-цифровой преобразователь,блок памяти с устройством управлениязаписью, таймер, блок фиксации останова и три избирательных усилителя,причем вы 1 од первого феррозонда через первый избирательный усилительподключен к первым входам первогои второго коммутаторов, выход второго феррозонда через второй избирательный усилитель подключен к вторь входам первого и второго коммутаторов, выходы которых соединены со ста торными обмотками первого синусокосинусного вращающегося трансформатора, выход третьего ферроэонда через третий избирательный усилитель подключен к первому входу третьего коммутатора, выход синусной обмотки ротора первого синусо-косинусного вращающегося трансформатора подключен на первые входы четвертого и пятого коммутаторов, выходы третьего и четвертого коммутаторов подключены к статорным обмоткам второго синусо-косинусного вращающегося трансформатора, косинусная роторная оЬмотка которого подключена на второй вход пятого коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преоЬразователь подключен на вход блока памяти, выход генератора возбуждения подключен к обмоткам возбуждения ферроэондов, третьим входам первого и второго. коммутаторов, вторым входам третьего и четвертого коммутаторов и связан с блоком управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов, аналого. цифрового преобразователя и блока мяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем,о, с целью уменьшения поперечныхбаритов, в него дополнительно введены два коммутатора и третий синусо-косинусный,вращающийся тр форматор, при этом два других из жестко закрепленных феррозондов, расположенных во взаимно перпенд кулярных плоскостях, установлены под углом к продольной ос а ротор третьего синусо-к1208208 2тельных усилителя 6-8, семь коммутаторов 9-15, блок 16 управления НБУ), таймер 17, блок 18 Фиксации останова НБФО), аналого-цифровой преобразователь НАЦП) 19, блок 20 памяти (БП), три синусо-косинусных вращающихся трансформатора (СКВТ) 21-23. скважины и положения отклонителябурового инструмента,5Цель изобретения - уменьшение поперечных габаритов.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для контроля комплекса параметров искривления скважинссдержит генератор 1 возбуждения,датчик 2 азимута с жестко закрепленными феррозондами 3-5 три избира. -а,6 о с+а,со -дсоэ1 ь=Нд;и с -О, соэр 1 соб В - осов Бгде а - сигналы с феррозондов, про-:порциональные проекциям пол бного вектора напряженностимагнитного поля Земли на Феррозонды 3 и 4, лежащие во взаимно перпендикулярных, плоскостях, установлены под углом Г к продольной оси корпуса, Ротор СКВТ 23 повернут относительно нулевой элекгричес- кой оси статора на угол Е и зафиквращающегося трансформатора зафиксирован неподвижно под углом, равньп 1углу установки феррозондов относительно продольной оси корпуса., причем выход третьего избирательногоусилителя подключен к четвертымвходам первого и второго коммутаторов, а также к третьему входу четвертого коммутатора, синусная обмоткаротора первого синусо-косинусноговращающегося трансформатора под 3Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для контроля пространственной ориентации траектории оси их чувствительности;6 - зенитный угол;с - визирный угол или угол установки отклонителя.Устройство работает следующим образом.При включении таймера 17 начинает ся отсчет времени и устройство транспортируется в забой скважины, Затем оно извлекается на поверхность Земли вместе с износившимся долотом Нна тросе, скребковой проволоке и т.д.) и при движении по стволу скважины в моменты свинчивания труб происходит измерение комплекса параметров искривления скважины и их записи в блок памяти. Измерения осуществляютключена к второму входу седьмогокоммутатора, косинусная обмотка ротора второго синусо-косинусного вращающегося трансформатора через шестой и седьмой коммутаторы связанасо статорными обмотками третьегосинусо-косинусного вращающегссятрансформатора выходная синуснаяобмотка ротора которого подключенана третий вход пятого коммутатора сирован неподвижно.Лзимут в таком устройстве определяется по следующему выражению;с, Нзп ц + со э ч)соз 8 (сов( -э 1 пс - а Э 1 йб 51 о 8ся только в моменты останова движения, которые регистрируются БФО 18,и после выдержки времени цепь; таймер ",7 - БФО 18 отрабатывает на входБУ 16 импульс, который соответствуетначалу цикла. измерений в данной точке траектории скважины,С приходом управляющего импульсана вход БУ 16 начинается отработкапрограммы цикла измерения, аналогопифрового преобразования записи впамять. Весь цикл измерений в однойгочке траектории скважины вклкчаетв себя девять тактов, В исходномсостоянии феррозонды 3-5 эапитаныот генератора 1 возбуждения переменным синусоидальным напряжением, сигналы с выходов которых, пропорциона ые проекциям полного векторанапряженности геомагнитного поля наоси их чувствительности, преобразуют3 12ся в избирательных усилителях 6-8в переменное напряжение второй гармоники и поступают на входы коммутаторов 9-12,В первом такте по управляющимкомандам БУ 16 коммутаторы 9 и 10подключают выходы избирательныхусилителей 6 и 7 соответственнок статорным обмоткам СКВТ 21, а коммутатор 15 - роторную обмотку СКВТ21 на вход. АЦП 19, При этом в счетчике АЦП 19 формируется цифровой код,пропорциональный выражению о,яп +О гсоя 9Во втором такте коммутатора 9 и10 подключают выход избирательногоусилителя 8 к статорным обмоткамСКВТ 21, коммутатор 14 подключаетроторную обмотку СКВТ 21 к статорнойобмотке СКВТ 23, а коммутатор 15роторную обмотку СКВТ 23 на вход АЦП19, реверсивный счетчик которого одновременно переключается на реверс. "При этом в АЦП 19 формируется следующее выражение, являющееся кодомчислителя выше приведенной формулыопределения азимута:п, Ч д зю ц,соя(-яжея Ю)В третьем такте сформированныйкод числителя в АЦП записываетсяв БП 20,В четвертом такте коммутатор 9подключает выход избирательного усилителя 7 к статорной обмотке СКВТ21, коммутатор 12 - роторную обмотку СКВТ 21 к статорной обмоткеСКВТ 22, коммутатор 15 - роторнуюобмотку СКВТ 22 на вход АЦП 19, всчетчике которого формируется код,соответствующий выражениюаяпнсояв,В пятом такте счетчик в АЦП 19 пере-ключается на реверс и сохраняет этосостояние на протяжении последующих тактов. Коммутатор 10 подключаетвыход избирательного уислителя 6 кстаторной обмотке СКВТ 21, коммутатор 12 - роторную обмотку СКВТ 21к статорной обмотке СКВТ 22, коммута тор 15 остается в прежнем положении.При этом в АЦП формируется код, соответствующий следующему, выражению(агзпу - осоя фсоя 6,В шестом такте коммутатор 10 подключает выход избирательного усилителя 8 к статорной ббмотке СКВТ 21, коммутатор 14 - роторную обмотку08208 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 СКВТ 21 к статорной обмотке СКВТ 23,коммутатор 15 - роторную обмоткуСКВТ 23 на вход АЦП 19, из содержимого счетчика которого вычитается код,соответствующий азсоясояЕсояО.В седьмом такте коммутатор 11подключает выход избирательного усилителя 8 к статорной обмотке СКВТ22, коммутатор 13 - роторную обмоткуСКВТ 22 к статорной обмотке СКВТ 23,коммутатор 15 остается в прежнем положении. При этом из содержимогосчетчика АЦП 19 вычитается код,соответствующий а япЯяп 6В восьмом такте счетчик АЦП 19переключается на суммирование, Коммутатор 9 подключает выход избирательного усилителя 8 к статорной обмотке СКВТ 21, коммутатор 12 - роторную обмотку СКВТ 21 к статорной обмотке СКВТ 22, коммутатор 14 - роторную обмотку СКВТ 22 к статорнойобмотке СКВТ 23, коммутатор 15 остается в прежнем положении, Приэтом к содержимому счетчика АЦП 19прибавляется код, соответствующийа яхпцсояЕсояВ,В девятом такте код, накопленныив реверсивном счетчике АЦП 19 поуправляющим командам БУ 16, записывается в БП 20.Таким образом, результатом девяти основных тактов работы устройстства является запись в БП 20 кодовчислителя и знаменателя формулы определения азимута. В четырех дополни.тельных тактах посредством соответствующих коммутаций выхода генератора 1 к статорным обмоткам СКВТ 21и БП 20 записываются коды, соответствующие синусам и косинусам зенитного и визирного углов.Таким образом, результатом одногоцикла измерений являются геометрические параметры одной точки траектории .скважины, представленные в видекодов, синусов и косинусов искомыхугловых параметров азимута, зенитного и визирного углов, записанныхв блоке 20 памяти, И с приходом следующего управляющего импульса навход БУ 16 весь цикл измерений изаписи повторяется. После извлеченияустройства на поверхность Земли,осуществляется считывание информациииз БП 20, ее расшифровка и обработка.Предлагаемое устройство па сравнению с базовым объектом, за которыйпринят прототип, при незначительномРедактор Ю.Середа Заказ 212/41 тираж 548 Подписное БПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г,ужгород, улПроектная, 4 усложнении коммутаций и дополнительсном введении третьего СКВТ позволяет выполнить датчик азимута с неортогонально установленными жестко закрепленными феррозондами, не усложняя при этом вычислительные операции при обработке записанной информации, Это позволяет существенно уменьшить габаритные размеры диаметра корпуса и выдолнять его меньшим линейного размера самого феррозонда. Так при линейном размере феррозонда в 42 мм, Г = 30, возможно выполнение датчика азимута с диаметром в 25 мм ,с учетом толщины стенок корпуса). Уменьшение габаритных размеров корпуса устройства позволяет его использовать в геофизических комплексах для исследования скважин с эффективным термостатированием в исследованиях 1 О глубоких и сверхглубоких скважин.