Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине

(54) УСТРОЙСТВОЕНТАЦИИ ПЛОСКОСТИСКВАЖИНЕ ПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИГИДРОРАЗРЫВАВ доваор ждени ьнымологии СССР 1984 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исслтельский и проектно-конструкинститут по осушению месторполезных ископаемых, специалгорным работам, рудничной ги маркшейдерскому делу(57) Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано в горной и газовой промышленности. Цель - повышение точности фиксации места гидроразрыва. Устр-во содержит корпус (К) 1, элемент 5 для фиксации гидроразрыва, регистрирующий узел 6, включающий измерительные датчики, Элемент 5 выполнен в виде набора колец 7 с радиальными выступами 8 и угР1439221лублениями 10 и размещен меР щ .жду паке- При гидроразрыве поток жидкости поворами 4. Коль а 7 кц укреплены соосно с рачивает каждое кольцо 7 до совпаде- К 1 и вращаются. На выступах колету колец 7 ния выступов 8 с соответствующим учаустановлены лопасти 9 в а аюР щ щиеся стком трещины в скважине, а лопасти вокруг оси, .перпендикулярной оси 9 ориентируются вдоль трещин, ДатчиК 1, В качестве измерительных датчи- ки 11 и 12 регистрируют углы повороков используют размещенные в углубле- та каждого кольца 7 и лопастей 9 и ниях 10 колец 7 датчики 11 и 1 2 уг- определяют пространственную ориенталов поворота лопастей 9 относительно цию трещин и гидроразрыва. 5 ил.колец 7 и последних относительно К 1, 1 табл.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в горной промьппленности,гидротехническом строительстве, нефтяной и газовой промышленности. 5Целью изобретения является повыше ние точности фиксации места гидрораэрыва.На фиг.1 показано устройство, размещенное в скважине, на фиг, 2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг. 3 - внутренняя развертка поверхности кольцаэлемента определения ориентации плоскости гидроразрыва; на фиг, 4 - частьразвертки поверхности скважины до15гидроразрыва с проекцией на нее радиальных выступов колец и лопастей;на фиг. 5 - то же, после образованиятрещины,Устройство состоит из трубчатого20корпуса 1 с радиальным каналом 2,соединенным с помощью одного (илидвух, в зависимости от совместногоили раздельного нагнетания жидкостив пакеры и загерметизированный интервал. скважины) трубопровода 3(второй вариант, отвечающий раздельному нагнетанию, фиг.1, пунктир) систочником высокого давления .(насо.сом), пакеров 4, размещенных на корпусе по разные стороны от радиального канала (фиг,1 и 2, положение пакеров в рабочем состоянии, пунктир),блока 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва и регистрирующего 35узла б, размещенного вне скважины(фиг, 1 и 2). Блок 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва выполнен в виде соосных с корпусом 1 колец 7 с радиальными выступами 8, на40 которых размещены лопасти 9, в кольцах выполнены углубления 10 (фиг.1 и 2), где размещены датчики 11 и 12, регистрирующие углы поворота лопастей относительно колец и колец относительно корпуса соответственно, например, на основе упругих элементов, прогиб которых пропорционален повороту колец и лопастей. В случае использования таких датчиков на валу лопастей и в кольцах на внутренней поверхности выполняются спиральные прорези 13, по которым движется свободный конец упругих элементов датчиков (Фиг,3). Датчики соединены с регистрирующей аппаратурой б посредством кабелей 14.Устройство работает следующим образом.Намеченный участок скважины герметизируется с помощью пакеров 4 и в загерметизированный интервал скважины нагнетают жидкость до давления, приводящего к гидроразрыву скважины и образованию трещины 15 (фиг. 2 и 5). Признаком гидроразрыва является резкое падение давления жидкости в загерметизированном интервале при постоянном темпе нагнетания, В момент образования трещины и ее распространения вглубь массива жидкость из загерметизированного интервала поступает в трещину 15, Поток жидкости поворачивает каждое подвижное кольцо 7 до совпадения радиальных выступов 8 с соответствующим участком трещины, а лопасти 9 при этом ориентируются вдоль трещины 15 (фиг. 2 и 5). Регистрируя углы поворота каждого кольца и лопастИ с помощью датчиков 12 иИзме- рение Давление Ориентировка трещиныразрыва, гидроразрываМПа Расстояние загерметизированногоинтервалаот устья скважины,м Вертикально, под углом 45 к оси скважины, параллельно стенке выработки 0,6-1,6 6,0 2 0,8-1,8 3 2,2-3,2 4 2,6-3,6 11,5 То же 21,5 18,5 з 143922 11 и регистрирующей аппаратуры 6, определяют пространственную ориентацию трещины и гидрораэрыва, по которой судят, например, о направлении большей компоненты поля напряжений.Устройство характеризуется следующими параметрами: диаметр пакеров 102 мм, диаметр трубчатого корпуса 80 мм, длина устройства 2940 мм, толщина колец 10 мм, ширина колец 10 мм, высота радиальных выступов 5 мм, высота лопастей б мм, масса устройства 157 кг, максимальное давление 50 МПа.В качестве датчиков углов поворота применены датчики на основе упругих чувствительных элементов, прогиб Формула из обр ет ения 40Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине, включающее корпус, элемент для фиксации места гидрораэрыва, регистрирующий узел, включающий измерительные датчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фиксации места гидроразрыва, оно снабжено размещенными на корпусе пакерами и лопастями, причем корпус выполнен в виде полой трубы с радиальным отверстием, элемент для фиксации 1 которых прппорционален углу поворота, при этом прогиб регистрируется с помощью тенэорезисторов, В качестве регистрирующей аппаратуры 6 применен цифровой тензометрический мост с печатающим устройством,Измерения проводят в горизонтальной скважине, пробуренной из горизонтальной подземной горной выработки на глубине 200 м от дневной поверхоности, под углом 45 к оси выработки, Выработку проходят в биотитовых сланцах. Измерения проводят в четырех точках, длина герметиэируемого интервала 1 м.Результаты измерений приведены в таблице. места гидроразрыва выполнен в виденабора колец с радиальными выступамии углублениями и размещен между пакерами, при этом кольца укреплены соосно с корпусом с возможностью вращения, на выступах колец установленылопасти с возможностью вращения вок"руг оси, перпендикулярной оси корпуса, а в качестве измерительных датчиков использованы размещенные в углублениях колец датчики углов повороталопастей относительно колец и колецотносительно корпуса..Че ед каз 6048/3 одписн ческое предприятие, г. Ужгород, ул. тная изводственно-поли Тирам 531 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раувомитета СССР открытийая наК., д, 4/