Устройство для измерения положения скважины в пространстве

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 926259(28)Приоритет Опубликовано 07.05,82. Бюллетень17 по делам изобретений н втхрцткй(088.8) Дата опубликования описания 07,05.82(72) Авторы изобретения Н, А, Бачманов, М, М, Козлов, А. А. Бушигин союзный научно-исследовательск 1) Заявитель сти ехники разведк ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛОЖЕНИ В ПРОСТРАНСТВЕ(5 ЖИН слоем и установленряет углы отклоне 10 Изобретение относится к геологоразведочнойтехнике и может быть использовано для измерения углов положения оси скважины в пространстве, породы которого обладают любымимагнитными свойствами,Известно устройство, содержащее цилиндрический корпус, на донной части и боковойповерхности которого размещен чувствительныйслой, а в верхней части установлен дозаторс жидкостью 11,Этот прибор имеет существенные недостатки. При падении капли на дно цилиндра снижается чувствительность устройства, так какчувствительный слой выполнен плоским в форме диска. С помощью этого устройства можноизмерять только зенитные углы скважины.т 5Отсутствие информации об азимуте скважинысильно снижает эффективность его примененияв геологоразведочной практике.Известно устройство для измерения положе 10ния скважины в пространстве, содержащеерасположенный в трубе датчик, состоящий изцилиидрического корпуса с размещенным наего донной части и внутренней боковой поверхности чувствительнымным над ним дозатором 2Данное устройство измения с погрешностью.Цель изобретения - повышение точности измерения, а также измерения азимутов сква. жины с вертикальными участками.Указанная цель достигается тем, что донная часть цилиндрического корпуса выполнена в виде конуса, вершина которого обращена к за. бою скважины.Корпус датчика закреплен на оси гироско- . па, дозатор прикреплен к стенкам трубы,На фиг. 1 представлен датчик, разрез; на фиг. 2 - вариант устройства, позволяющий: определять пространственное положение наклонной скважины; на фиг, 3 - пример расчета углов положения наклонной скважины в пространстве; на фиг. 4 - вариант устройства, позволяющий определять положение оси скважины с вертикальными участками.Устройство содержит трубу 1, в которой расположен датчик, состоящий из цилиндричес. кого корпуса 2 с размещенным на его донной926259 3части н внутренней боковой поверхности чувствительным слоем, донная часть цилццдрнчес.кого корпуса выполнена в виде конуса 3, вершина которого обращена к забою, а над корпусом установлен дозатор 4.5Устройство работает следующим образом.Дозатор 4 наполняется жидкостью, напримерчернилами, На внутренней поверхности цилиндра2 н конуса 3 закрепляется чувствительныйслой, например бумага, Дозатор 4 устацавливается относительно цилиндра 2 и конуса 3 нафиксированном расстоянии. Прибор опускаетсяв скважину, По команде с пульта управленияили с встроенного в прибор реле времени (на.фиг. 1 не показаны) производят воздействиена дозатор. Дозатор формирует каплю жидкости, которая отрывается с его наконечника ипЖцаст в направлении линии действия отвеса(вертикальной линии) на поверхность конуса3, На поверхности конуса отмечается место20падения капли. Прибор поднимается на поверхность, Иэ него извлекается бумага конуса 3и разворачивается для отсчета величины зенитного угла скважины. При этом чувствительность,а следовательно, и точность измерений зенитного25угла зависит от угла конуса, чем оц меньше,тем выше чувствительность устройства. Особенно эффективно применение предлагаемого устройства для измерения небольших утлов от.клонеция скважины от вертикали, При этомчувствительность устройства составляет утловые30секунды, при высокой точности измерений.Полученные высокие метрологическиепараметры устройства позволяют испольэоватьего для измерения азимутов наклонных сква.жин, пройденных в породах с любыми маг- З 5нитными свойствами. Для этого (фнг. 2) вгибкой трубе располагаются на заданномрасстоянии несколько, например три, рассмот.ренньтх датчика,40Устройство для измерения азимутов сква.жины (фиг. 2) работает следующим образом.Перед началом измерений дозаторы жидкости заполняются чернилами, а чувствительныйслой закрепляется на внутренней поверхностич 45корпуса каждого датчика, Устроиства крспятсяв трубе на фиксированном расстоянии относи.тельно друт друга в соответствии с ожц;асмойкривизной скважины на исследуемом участке,Производится прогиб трубы в апсидальнойплоскости или ожлонение трубы от вертикали 50на заданный угол в одной апсидальной нлоскос.ти, Воздействуют автономно или с наземногопульта на доэаторы каждого датчика, в результате с каждого доэатора капля падает на поверхность конуса нли цилиндра, что является 55отметкой ориентации чувствительных слоевконуса и цилиндра относительно друг другац трбы. 4На фиг, 2 приведен пример прогиба в апсцлальной плоскости, Когда зенитные углы6, 1 Ы Ф 83,После этого труба опускаетсяв скважину так, что датчик, размещенныйв верхней части трубы, совмещается с точкойоси скважины, азимут которой известен, а двадругих датчика располагаются на участке осискважины, положение которой в пространственеизвестно,По команде с наземного пульта нли с встроенного в трубу программного устройства (нафиг. 2 не показаны) срабатывают дозаторы икапельки жидкости падают на бумагу цилинд.ров или конусов всех трех датчиков и оставляют следы падения.Труба поднимается на поверхность земли.Бумага каждого датчика разворачивается и наклен.астся друг под другом в соответствиис отметками ориентации чувствительных слоевотносительно друг друга, Следы первых капель,полученных на поверхности при отклонении тру.бы на заданный угол и являющихся отметкойориентации чувствительных слоев относительнодруг друга и трубы, совмешатотся по однойвертикальной линии, По месту падения капельв скважине берется отсчет зенитных углови азимутов скважины в заданных точках.На фиг. 3 приведен пример обработки чувствительных слоев с отметками места падениякапель ориентации и капель измерения угловв скважине,На фиг. 3 сверху расположена бумага первого датчика, располагаемого в точке скважины,азимут которой С . А под ней бумага второгои третьего датчиков. При наклейке бумаги датчиков ца лист совмещены места падения капельориентации с вертикальной линией листа. Местападения капель ориентации в данном случаесовпадают также с линией симметрии чувствительных слоев, располагаемых на цилиндре иконусе,Иэ фиг, 3 следует, что зенитные утлы точек,в которых расположены датчики, определяютсярасстояниями В, О и 8, а азимутыэтих точек соответственно определяются расстояниями Сг с и О , причемазимут й.известен,Если скважина имеет вертикальные участки,то для определения азимута скважины при выходе иэ вертикального участка можно использовать крепление чувствительных слоев цилиндра и конуса, например, на внешней оси гироскопа или другого устройства, обеспечивающе.го ориентированное относительное азимутальноенаправление.Пример конструктивного выполнения такогоустройства показан на фиг. 4. Он содержит,как и устройство на фиг. 1, дозатор жидкости4, нилццлр 2 с лоццой частью в виде конуса 3.Па внутренней поверхности цилиндра 2 и конуса 3 размещен чувствительный слой. Ло затор жидкости при этом прикреплен к стенкам трубы 1, а конус 3 закреплен на оси ориентированного объекта, например,гироскопа 5.Устройство работает следующим образом.На поверхности земли скважинный прибор (фиг. 4) наклоняется на фиксированный угол в направлении, азимут которого точно известен (относительный азимут), Ориентирующее устройство, например гироскоп, приводится в действие, что обеспечивает неизменное положение чувствительного слоя относительно выбранного азимута. Срабатывает дозатор 4, выпускает пер. вую каплю жидкости, которая падает на чувствительный слой цилиндра 2 или конуса 3 и оставляет след относительного азимута, После этого прибор опускают в скважину. По команде с наземного пульта или с автономного программного ус 1 ройства, встроенного в прибор (на фиг, 4 не показан) срабатывает дозатор и вьшускает вторую каплю жидкости, которая падает на бумагу цилиндра 2 или конуса 3 и оставляет след для отсчета зенитного угла н азимута скважины. Прибор поднимают на поверхность, Извлекают бумагу и по расстоянию места падения второй капли от дозатора. определяют зенитный угол, а по расстоянию между первой и второй каплями рассчитывают истинный азимут скважины.Использование предлагаемого устройства для измерения азимутов скважин, пройденных в любых магнитных средах, особенно эффективно при малых зенитных углах, так как при этом достигается очень высокая чувствительность и точность измерения пложения скважины в про. странстве, Простота конструкции, отсутствие трущихся механических частей обеспечиваютустройству высокую надежность работы в сложных подземных условиях эксплуатации.При подсчете экономического эффекта за 5 базу сравнения был выбран лучший отечественный,одноточечный инклинометр ОК - 40 У, стоимость которого 1010 руб, Предлагаемое устройство, в отличии от ОК - 40 У, может изготовляться из магнитных материалов. Оно проще ноустройству и технологичнее в изготовлении. Поэтому стоимость его не выше стоимости ОК -40 У.15Формула изобретения1. Устройство для измерения положенияскважины в пространстве, соцсржащее распо.ложенньй в трубе датчик, состоящий из ци 20 линдрического корпуса с размещенным на его. донной части и внутренней боковой поверхности чувствительным слоем и установленнымнад ним дозатором, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности измере 15 ния, донная часть цилиндрического корпусавыполнена в виде конуса, вершина которогообращена к забою скважины,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью измерения азимутовзо скважин с вертикальными участками, корпусдатчика закреплен на оси гироскопа, а доза.тор прикреплен к стенкам трубы,Источники информаппи,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 620590кл, Е 21 В 17/02, 1978,2. Авторское свидетельство СССР по заявкеНф 2894020, кл, Е 21 В 47/02, 06,02.80, 926259"У 2 Г.25 ц Составитель И, КарбачинскаРедактор А, Козориз Техред М. Гергель Сорректо выдкая 1 одписнос 2/22ВИИИПИ Госу по делам изо113035, Москва,Тираж 624 дарственного комитета ретений и открытий Ж, .Раушская наб., каз лиан ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4