Устройство для измерения угла искривления скважины

(51) ЕНИ ИЕ ИЗО ЕТЕЛЬСТВУ МЕРЕНИЯ УГЛА сится к бурен но для измере оложенияения. Цел личения време- и уменьшениеустр-во имеет гифеугжвкллл фугюглущцщуу ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1209837, кл. Е 21 В 47/022, 1984. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЬ(57) Изобретение отно скважин и предназначе ния пространственного скважины в процессе б изобретения - ускорен измерения за счет уве ни непрерывной работь габаритов. Для этого1382936установленный внутри рамки 1 с бал- газ поступает в цилиндр 16, Газ свялоном 8 со сжатым газом реактор, вы- зывается с,поглотителем, и давление полненный в виде цилиндра 16, запол- в рамке 1 падает, Вибрации, возникаюненного поглотителем 17. Полость ре- щие при бурении, способствуют хороактора сообщена с углублением 14 в шему перемешиванию поглотителя, Бластенке канала струйного элемента годаря этому увеличивается время между приемным соплом 11 и соплом непрерывной работы устр-ва без подъе" 10 питания. При изменении угла ис- ма бурильного инструмента и ускоряеткривления рамка 1 с баллоном 8 пово- ся процесс измерения пространственрачивается. Баллон 8 разряжается, и ного положения скважины. 1 ил.Изобретение относится к бурениюскважин, предназначено для измеренияпространственного положения скважины в процессе бурения и являетсяусовершенствованием устройства поавт,св. У 1209837,Целью изобретения является ускорение процесса измерения за счетувеличения времени непрерывной работы и уменьшение габаритов,На чертеже показано устройстводля измерения угла искривления скважины, общий вид,Устройство, которое размещают наддолотом в контейнере не показан),состоит из рамки 1, выполненной ввиде герметичной камеры, свободновращающейся в опорах 2 и 3, 1).образной трубки 4, жестко закрепленнойв панели 5 внутри рамки 1 и заполненной жидкостью 6, например ртутью,оставляя свободный объем 7 в каждомколене 0-образной трубки 4. На нижней.стенке рамки 1 эксцентрично и жесткозакреплен баллон 8 со сжатым газом,выполняющий Функции источникаэнергии и одновременно эксцентричногруза рамки 1, Для обеспечения постоянства расхода газа на баллоне 8установлен редуктор 9 постоянногосечения. На панели 5 закреплена система сопел: сопло 10 питания, приемное сопло 11 и выходное сопло 12,связанные между собой коммутационными каналами, размещенными внутрипанели. Н-образная трубка 4 переводником 13 соединена с панелью 5, соплом 10 питания и приемным соплом11. В панели 5 размещен также струйньп элемент, выполненный в виде по. 2верхности специального профиля, ауглубление 14. в стенке канала струйного элемента между приемным соплом 11и соплом 10 питания сообщается черезотверстие 15 в панели 5 с полостьюреактора, установленного внутри рамки 1 и выполненного в виде перфорированного цилиндра 16, заполненногопоглотителем 17, например оксидом 10 меди.Выходное сопло 12 связано черезгпдроусилитель с регистратором импульсов 1,.не,показаны).Работа устройства основана наэффекте Коанда - свойстве струи изменять направление при наличии поверхности специального профиля путем прилипания струи жидкости или газа красположенной вблизи твердой стенкеУстройство работает следующим образом.Поток газа сопла 10 питания обтекает поверхность специального профиля в углублении 14 и заполняет свободный объем 7 О-образной трубки 4через отверстие приемного сопла 11.В результате заполнения газом свободного объема 7 Н-образной трубки 4перед приемным соплом 11 у обтекаемой поверхности создается противодавление. Это вызывает отрыв потокагаза от нее и переход этого потокав выходное сопло 12 и далее на гидроусилитель (не показан),35 При этом давление в выходном сопле12 возрастает скачкообразно и удерживается на максимальном уровне дотех пор, пока противодавление в приемном сопле 11 не снизится до вели 40 чины, при которой поток вновь обте1382936 с использованием бурильных труб диаметром 121 мм диаметр контейнера сглубинной аппаратурой мажет составлять 70 мм. При этом обеспечиваетсяподача бурового раствора к забойному двигателю .(трубобуру). Диаметрконтейнера выбирают равным 0== 70 мм, а длину Ь= 1500 мм. ТогдаО обьем контейнера .Ч = 3 гф Е ЬЬ= 5769,75 см . Конструктивно источник (баллон со сжатым газом) можетзанимать более 2/3 объема. Тогда егообъем Чи = 3846 см или около 4 л.3Причем Ч= 3500 см = 3,5 л.Устройство для измерения угла искривления скважины должно иметь приемную емкость, в которую поступает0отработанаий гаэ, причем размерыприемной емкости ограничены. Допустим, что ее объем 70-80 л, что соответствует приблизительно контейнеру длиной 15 м. При таких размерахконструкции, согласно основного закона термодинамики,РЧ= РогЧщ,где Р ,Ч- давление и объем вприемной емкости;Р, Чд - давление и обьем источника питания,Р ь ЧР =5 кгс/см,.ЮЕДля работы устройства перепаддавления между приемной емкостью иисточником должен составлять0,01 кгс/см , а расход 10-20 л/ч.Если за некоторый отрезок времени ( г - С ) расход остается постоянным, то его можно определить какЧМ аеащвеф С1где Ч - объем вещества (в данном слу"чае Чв), прошедшего черезтрубопровод эа отрезок времени С- ЕПодставив в приведенную формузначения расхода и объема приемнойемкости, получают время непрерывнойработы устройства: где Е - частота колебаний, Гц;С- постоянный коэффициент, за 1висящий от конструктивныхособенностей генератора;Ч - свободный объем 7 0-образнойтрубки 4, см .ЪС изменением угла искривления рам ка 1 с эксцентрично закрепленным баллоном 8 поворачивается под действиемсилы тяжестии П- образная трубка 4располагается в полости искривленияскважины. При этом часть жидкостиперетекает в свободный объем 7 Ообразной трубки 4, уменьшая его, чтоприводит к уменьшению времени заполнения этого объема и в связи с этимувеличению частоты колебаний струйного генератора. Таким образом,частота колебаний струйного генератора оказывается пропорциональнойуглу искривления скважины. Далеесерия пневматических импульсов, полученных на струйном генераторе посредством гидроусилителя, преобразуется в серию мощных импульсов промывочной жидкости, которые регистрируютсй прибором на устье скважины.В процессе работы устройства баллон 8 со сжатым газом разряжается,гаэ,(например, водород) расширяется,заполняет через отверстие 15 свобод"ный объем рамки 1 и попадает в полость перфорированного цилиндра 16(реактора), заполненного поглотителем (например, оксидом меди или адсорбентом). В результате газ связывается либо адсорбируется. Объем поглотителя оказывается во много раз меньше объема, занимаемого свободньи газом,(т.е. объема, который занял бынесвязанный газ при заданном давлении). При этом давление газа в рамке падает. Это продолжается до пол Оного использования поглотителя. Вибрации, воэникакщие при бурении, способствуют хорошему перемешиванию пог.лотителя.Рассчитаем время работы устройст-, Ива, в котором отсутствует реактор.Расход в струйных элементах со- .ставляет Я = 10-20 л/ч. При бурении кает поверхность специального профиля и, следовательно, заполняет свободный объем О-образной трубки 4.Частота колебаний определяетсяСЧ С-.Е - -8 ч.Ч1Расчитаем теперь время работы на забое устройства, снабженного реактором.В случае применения в реакторе поглотителя - оксида меди и газа -1382936 Составитель А,ЦветковТехред А.КравчукКорректор В,Бутяга Редактор И,Николайчук Заказ 12 б 9/27 Тираж 531 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная, 4 водорода, между ними произойдет известная реакция, 1 моль СпО 79,5 г, 1 моль водорода 72 г и занимает при нормальных условиях объем 22,4 л,5Предположим, что в реактор загружено 8 кг СиО (что вполне реально).Количество водорода, которое прореагирует с оксидом меди, Ч я Ф 2240 л.При расходе газа 10-20 л/ч пред лагаемое устройство для измерения угла искривления скважины непрерывно проработает 100 - 200 ч, что значи" тельно больше, по сравнению с устройством,. в котором отсутствует реактор. 1. Размеры устройства, снабженного реактором, уменьшаются при этом в 10- 15 раз. Увеличение времени непрерывной работы устройства без подъема бурильного инструмента ускоряет процесс иэмерения пространственного положения скважины.Виброустойчивость устройства соответствует виброустойчпвости иэвестнык струйных элементов. Формула изобретенияУстройство для измерения угла искривления скважины по авт,св.Ф 1209837, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса измерения за счет увеличения времени непрерывной работы и уменьшения габаритов, оно снабжено установленным внутри рамки реактором, выполненным в виде перфорированного цилиндра, заполненного поглотителем, а полость реактора сообщена с углублением в стенке канала струйного элемента между приемным соплом и соплом питания.