Способ определения направления движения бурового снаряда

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Е 21 В 44/00 Е 21 В 47/022 Гоеударетеенный комитет по делам изобретений н открытийОпубликовано 15. 11. 82. Бюллетень42 Дата опубликования описания 15.11.82(72) Авторы изобретения с,1 СВахтинский филиал Новочеркасского ордена 1 рудовогоКрасного Знамени политехнического института - - Еч,1им. Серго Орджоникидзе(,54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ БУРОВОГО СНАРЯДА Изобретение относится к подъему за. тонувших судов, преимущественно к устройствам для протаскивания служебных тросов под днищем затонувшего судна или прочих затонувших объектов, и может быть использовано в горном деле и геологоразведке при бурении направленных скважин, а также в строительном деле при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций,Известные способы контроля направления движения разного рода буровых снарядов основаны на задании опорной плоскости или опорной системы координат и измерении угла отклонения относительно опорной системы отсчета. При этом влияние горно- геологических, технических и технологических факторов не учитываются, и поэтому измеряемые величины становятся неоднозначными,Известен способ определения искривления траектории скважины, заключающийся в начальной ориентацииперемещающегося контейнера относительно опорной системы координат5и измерении проекции угловой скорости контейнера на касательную ибинормаль к траектории, а также скорости перемещения по скважине, покоторым определяют кривизну скважины 1,Этот способ обладает рядом недостатков: дискретное измерение искривления скважины, измерения ведут 5 ся с остановкой процесса бурения,что снижает производительность,сложность задания начальной ориентации измерительных инструментов,гироскопические инклинометры, применяемые для измерения, боятся вибрации, ограниченность применения(дляизмерения отклонений в определенныхпределах).3 97380В известном способе контроля положения инструмента в скважине определяется угол наклона измерительного инструмента, по крайней мере одного векторного компонента местного магнитного поля, аэимутальный угол, истинные горизонтальные и вертикальный компоненты магнитного поля 1,2).Однако поскольку способ основан 1 О на использовании геомагнитного и местного магнитного полей, это ус. ложняет конструкцию измерительных приборов и процесс определения направления движения бурового инстру мента.Цель изобретения - повышение точности, надежности и упрощение контроля направления движения в пространстве бурового снаряда или тросопро таскивателя по заданной траектории при вращающемся буровом ставе.Поставленная цель достигается тем, что измеряют угол отклонения 25 между ними по амплитудному значению сигнала и определяют фазовый сдвиг между плоскостью измеренного угла и сигналом положения базовой плоскости. ЭОКонтроль направления движения бурового снаряда или тросопротаскивателя, шарнирно соединенного с синхронно вращающимся с ним ставом, производится следующим образом.В шарнир, соединяющий буровой снаряд со ставом, помещают датчик угла отклонения ( угол между осями бурового снаряда и става ), Измерение угла отклонения можно осущес 1- влять любым известным способом.По максимальной величине сигнала датчика определяют величину угла отклонения, Для определения направления отклонения бурового снаряда задают фазовую нулевую (базовую) точку, от которой отсчитывают величину фазового сдвига максимального сигнала датчика угла отклонения, и по этой величине определяют направление отклонения бурового сна ряда от оси бурового става.П р и м е р, На фиг. 1 представлена лабораторная установка, обеспечивающая вращение става и снаряда 1 отклонение снаряда относительно ста ва, задание нулевой фазойбазовой) точки, измерение угла отклонения 8снаряда относительно става и регисФЧрацию результатов измерений,Двигатель 1 через редуктор 2 вращает став 3 в подшипниковых опорах4. Снаряд 5, соединенный со ставомпри помощи шарнира бможет отклоняться на заданный угол от оси ставапри помощи механизма 7,Устройство для контроля направления движения снаряда состоит изэксцентрикового диска 8, жестко зак "репленного на ставе 3, толкателя 9с пружиной 10 и подвижным контактом 11 резистора 12, являющегося плечом измерительного моста 13, механизма 14, который в зависимости от угла отклонения снаряда 5, может перемещать подвижный контакт 15 резистора 16, являющегося плечом измерительного моста 17 и регистрирующего блока 18, фиксирующего сигнала измерительных мостов 13 и 17,Устройство работает следующим образом.При вращении става 3 эксцентриковый диск 8 через толкатель 9, прижимаемый пружиной 10, перемещает подвижный контакт 11 резистора 12, и измерительный мост 13 выдает на регистрирующий блок 18 сигнал а виде базовой синусоиды ( фиг.26). В зависимости от угла отклонения снаряда 5 относительно става 3, происходит перемещение подвижного контакта 15 резистора 16 при помощи механизма 14,связывающего вращающийся став 3 соснарядом 5. При этом сигнал с измерительного моста 17 также подается нарегистрирующий блок 18.По максимальной величине сигналаизмерительного моста 17 определяютвеличину угла отклонения снаряда 5от оси става 3, а по фазовому сдвигумаксимальных величин сигналов измерительных мостов 13 и 17 определяютнаправление отклонения снаояда 5 отзаданной нулевой точки А ( фиг,2 а),На фиг, 2 б приведены сигналы ввиде синусоид при различных направлениях отклонения снаряда для определенного угла отклонения.Предлагаемый способ дает возможность контролировать направления движения по траектории с любым углом заложения и различной кривизной как вплоскости, так и в пространстве и вмагнитных средах. Применение этогоспособа повышает точность, надежностьи упрощает определение угла и направСпособ определения направления движения бурового снаряда, соединенного с вращающимся буровым ставом, включающий определение угла отклоне 5 973808 6ление отклонения бурового снаряда в ния бурового снаряда от оси ставапроцессе движения от заданной тра- и направление отклонения, о т л иектории, так как определение этих ве- ч а ю щ и й с я тем, что с цельюличин происходит при каждом обороте , обеспечения непрерывного контролястава, что дает возможность оператив положения бурового снаряда в простно управлять направлением снаряда в ранстве в процессе одновременного синпроцессе непрерывного движения. На хронного вращения бурового снаряда иточность измерений не оказывают вли- бурового става, измеряют угол отклояния ни скорости вращения и подачи нения между ними по амплитудному знаснаряда ни Физико-механические свой- то чению сигнала и определяют фазовыйства окружающей среды, сдвиг между плоскостью измеренногоугла и сигналом положения базовойплоскости.формула изобретения Источники информации,И принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 60 1400, кл, Е 21 В 47/022, 1976.2. Патент США йф 4163324,кл, Е 21 В 47/022, опублик. 1979.973808 Составитель В, Варламовдактор Н.Ивыдкая Техред А. Ац Корректор С. Ыекмар Зак т", г. Ужгород, ул. Проектная,ПП "П филиа 644/39 Тираж 623НИИПИ Государственного копо делам изобретений и13035, Москва, Н, Рауш Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д. 4/5