Устройство для определения угла наклона и направления искривления скважины

Союз СоветсиикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М, Кл. Е 21 В 47/02С 01 С 9/06 3 Ьщдэрсткенный квмнткт СССР ао деяаи нзобретеннй н открытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА И НАПРАВЛЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫсветовода 12 ,Изобретение относится к геологоразведочной технике и может быть использовано для определения пространственного положения скважин, пройденных в породах с любыми магнитными свойствами.5Известен инклинометр, содержащий корпус, датчик азимута, датчик зенитного угла, световоды, источник света и светочувствительный слой (фотобумага, фотопленка)11,Известное устройство имеет низкую чувствительность и стабильность работы, обусловленную большим расстоянием от источника света до светочувствительного слоя, и может быть исполь 15 зовано только в немагнитных породах.Известен фотометрический инклинометр, позволяющий измерять азимут скважины в породах с магнитными свойствами, Достигается это тем, что дат20 чик азимута выполнен в виде гироскопа с укрепленным на его оси светово" дом в форме фокона, узкий торец которого установлен против светочувствительного слоя, а широкий торец против источника света. Датчик зенитногоугла выполнен в виде цилиндрическогосветовода, частично заполненного жидкостью, при этом светочувствительныйслой расположен на наружной стороне . Существенйым недостатком этого прибора является измерение азимута на принципе гироскопа. Применение гироскопа в инклинометре снижает надежность и точность работы его работы в подземных условиях эксплуатации, требует высококвалифицированных специалистов для обслуживания, Такой прибор дорог, сложен в изготовлении, имеет низкую надежность и точность в работе, и требует тщательного ухода при эксплуатации.Цель изобретения - повышение надежности и точности определения кривизны.Э 10 1 20 Э 6 40 4 Указанная цель достигается тем,что устройство имеет установленныев корпусе на заданном расстоянии,по крайней мере, два фотометрическихинклинометра, а корпус выполнен в виде гибкой трубы.На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, на фиг, 2 - пример определенияазимутов и зенитных углов скважинпо результатам наблюдений в скважине.Устройство для определения угланаклона и направления состоит из фотометрических инклинометров 1.-3, каждыйиз которых включает светочувствительный слой 4, источник 5 света, цилиндрический световод б, камеру с жид-.костью . Фотометрические инклинометры 1-3 установлены в корпусе изгибкого материала на заданном расстоянии, светочувствительные слоиэтих инклинометров ориентированы относительно друг друга и закрепленыв камере неподвижно. На фиг. 1 приведен случай, когда продольные оси камеры инклинометров находятся в однойвертикальной плоскости (апсидальнойплоскости), В этом случае каждый инклинометр может зарегистрировать уголотклонения его оси от вертикали (зенитный угол).Предлагаемое устройство для опреде."ления угла наклона и направления скважины работает следующим образом,В соответствии с ожидаемой кривизной скважины инклинометры 1-3 уста, навливают в корпусе 8 на заданном расстоянии и закрепляют неподвижно. На поверхности замли, перед началом измерений, корпус располагается в одной вертикальной плоскости так, что каждый инклинометр 1-3 располагается под некоторым известным зенитным углом, По команде с наземного пульта или с встречного программного устройства кратковременно, включаются источники 5 света каждого инклинометра. Свет от источника 5 распространяется по цилиндрическому световоду б до поверхности жидкости, отражается от нее и засвечивает часть Фотобумаги светочувствительного слоя 4, находящейся выше уровня жидкости. Это является исходной опорной информацией о расположении фотобумаги относительно друг друга и трубы 8, а также об исправном состоянии инклинометра. Устройство на каротажном кабеле, тросе или с помощью бурильных труб опускают в скважину до тех пор, пока инклинометр не займет положение на участке скважины, азимут которого известен (в частном случае это устье. скважины), а инклинометры 2 и 3 не займут положения на участках скважины, положение в пространстве которых необходимо определить.По команде с наземного пульта или с автономного встроенного в прибор программного устройства включают источники 5 света каждого инклинометра на необходимое время выдержки, после чего инклинометры извлекают из скважины.каждого инклинометра 1-3 снимают фотобумагу 4 и обрабатывают ее, после чего проводят вычислительные операции в соответствии с фиг, 2. На фиг. 2 показан общий вид на фотобумагу, развернутую и наклееннуюна плоский лист. На фотобумаге видны следы уровней жидкости каждого инклинометра, Кривые уровней жидкости слабого фона - результат освещения фотобумаги перед началом измерений (исходная информация), Кривые сильного фона - результат освещения фотобумаги в скважине в момент измерений. Фотобумагу каждого чувствительного устройства в соответствии с кривой слабого фона разворачивают и наклеиваютна плоский лист бумаги ориентированодруг под другом. На фиг. 2 обозначено: 1, 2 и 3 соответственно, фотобумага первого, второго и третьего инклинометров,5 и б кривые следов уровня жидкости, соответственно, первому, второму и третьему инклинометрам перед измерениями (исходная информация); 7, 8 и 9 - кривые следов уровней жидкости на Фотобумаге, соответственно, первого, второго и третьего инклияометров в процессе измерения в скважине (информация о зенитных углах и азимутах скважины в заданных ее точках); 10 расстояние, пропорциональное известному аэимутуЫ,1, точки скважины первогоустройства ; 11 - расстояние, зависящее от зенитного угла Цветочки скважины, азимут которой известен; 12 и 13 расстояния, определяющие искомые азимутыи с( соответственно, второгои третьего чувствитепьных устройств,14 и 15 - расстоя,ия, определяющие5 8941искомые зенитные углы 02 и Цз, соответственно, второго и третьего чувствительных устройств.Кривые следов уровней жидкости,зарегистрированные на гибком светочувствительном слое 4 фотобумаге),являются удобным документальным подтверждением измеренных значений угловкривизны скважины в заданных точках,а также свидетельством исправного сос фтояния инклинометра перед началом измерений,Предлагаемое устройство просто поконструкции, удобно в эксплуатации,дешево в изготовлении и не требует %высокой квалификации при его обслуживании. В связи с тем, что в устройстве отсутствуют сложные механическиевращающиеся и трущиеся части, а также сложные электронные узлы, оно обладает высокой точностью и надежностью работы в полевых условиях, Измерения легко могут быть выполнены силами буровой бригады.Применение статистических методов Иобработки измерений одновременно втрех и более точках позволяет существенно повысить надежность и точ-,ность определения положения скважины в пространстве в любых магнитных Зфсредах. Особенно эффективно применение предлагаемого устройства при оперативном контроле кривизны скважины 33 силами буровой бригады в процессе ее бурения,а также после искусственного отклонения скважины на данную траекторию.Повышенные надежность и точность работы устройства позволяет более оперативно и точно определить пространственное положение скважины и своевременно применить меры для предотвращения отклонения скважины от заданного направления. Это, в свою очередь, является резервом пбвышения эффективности геологоразведочных работ.Формула изобретенияУстройство для определения угла наклона и направления искривления скважины, содержащее установленный в"корпусе фотометрический инклинометр, включающий цилиндрический световод, частично заполненныйжидкостью, светочувствительный слой и источник света, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с. целью повышения надежности и точности определения кривизны, оно о имеет установленные в корпусе на заданном расстоянии, по крайней мере, два Фотометрических инклинометра, а корпус выполнен в виде гибкой трубы.Источники ийформаций,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРР 561784, кл. Е 21 В 47/02, 1977,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 11 2529498,кл. Е 21 В 47/02, 197789182 Составитель И,КарбачинскаяТехред 3. Фанта Корректор Г. Огар актор И,Ткач Заказ 114 е аилиал ППППатент", г.ужгород. ул,Проектная,52 Тираж 630 ВНИИПИ Государственно по делам изобрете 113025, Иосква, Ж,вПодписноео комитета СССРий и открытийРаушская наб., д