Устройство для ориентирования отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважины

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 17,02.81 (21) 3272155/22 - 03с присоединением заявки ЭЬ(51)м. Кл. Е 21 В 47/022 3 Ьоударстеениый коиитет СССР яо делаи изобретений к открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯВ ВЕРТИКАЛЬНОМ И СЛАБОНАКЛОННОМ СТВОЛЕ СКВАЖИН 1Изобретение относится к бурению наклонно направленных скважин, а именно к устройствам для забойного ориентирования отклонителей с использованием ииклинометров с злектромагнитным датчиком.Известно устройство для ориентирования отклонителя с помощью инклинометра, содержащее две коаксиально размещенные на стальном переводнике диамагнитные трубы, На верх. нем скошенном конце внутренней трубы, снаб женной центраторами, в направлении плоскости действия опслонителя закреплен наклонный желоб с упором на нижнем конце для инклинометра 1.Известно также устройство для ориентирования отклонителя с помощью инклинометра, содержащее диамагнитную трубу, в средней части которой установлена воронка со сквозным боковым вырезом, фиксирующим верхний конец инклинометра в осевой плоскости. Ниже воронго ки, параллельно плоскости выреза симметрично по отношению к ней закреплены две направляющие планки, фиксирующие нижний конец инклинометра в той же осевой плоскости, с 2помощью которых инклинометр устанавливается в наклонное положение, ориентированное относительно плоскости действия отклонителя 2).Однако при ориентировании отклонителя в вертикальном и слабонаклонном стволе скважин угол наклона инклинометра,огра-ниченный максимальным внутренним диаметром диамагнитных бурильных труб, близок к предельному (4,5 ), что снижает точность результатов измерений и вызывает необходи. мость проведения большого числа повторных замеров, снижающих производительность труда.Наиболее близким по технической сущности является устройство для ориентирования отклонителя, содержащее две коаксиально размещенные на стальном переводнике диамагнитные трубы, во внутренней из которых наклонно к ее оси установлен инклинометр.Внутренняя труба, закрепленная на перевод нзтке с помощью резьбового соединения на ее нижнем конце, содержит плоский клин, установленный в осевой плоскости симметрии устройства косым срезом вверх. Над верхним концом клина, симметрично ему, одно над друтим уста983263 новлены центрирующие направляющие, выполненные в виде двух разновысоких полукольцевыхребер треугольного сечения, обращенных вершинами внутрь трубы. На верхнем ее торце соскошенными внутрь гранями выполнен симметричный 7 образный разрез а на противоположной боковой стороне трубы - продольный симметричный вырез, нижняя грань которого сопрягается с клином.Прн спуске инклинометра нижний конец его 10попадает на скошенную верхнюю грань внутренней трубы, затем на центрирующие направляющие, посредством которых направляется наклин и перемещается по нему в продольныйвырез до упора во внешнюю трубу, переводят 15инклинометр в наклонное положение, а верхний конец инклинометра фиксируется Ч-образным разрезом в плоскости симметрии уст.рой ства.Известное устройство с помощью переводника соединяют с забойным агрегатом,внутреннюю трубу разворачивают в передникетак, чтобы плоскость ее симметрии в направлении продольного бокового выреза совпадалас направлением плоскости действия отклонителя. Затем на переводник крепят легкосплавную бурильную трубу, с которой соединяютколонну остальных бурильньх труб и производят спуск агрегата на забой.При ориентировании отклонителя инклинометр на картонажном кабеле опускают в колонну бурильных труб до постановки в устройство, и, проворачивая колонну, снимают отсчеты с датчиков азимутального и зенитногоуглов.35Если показания датчика зенитного углане изменяется (ствол скважины вертикальный),тонаправление плоскости действия отклонителя определяют путем прямого отсчета показаний актуального датчика,40При наклонном стволе скважины предварительно определяют направление его искрив-ления и, проворачивая колонну бурильныхтруб, устанавливают инклинометр по этомунаправлению, после чего берут отсчет азимутаплоскости действия отклонителя и доворачивают верхний конец колонны на нужный угол 31.Однако при ориентировании отклонителяв вертикальном стволе скважины угол наклонаинклинометра, ограниченный внутренним диаметром легкосплавных бурильных труб, близок 50к продольному, что снижает точность результатов измерений и вызывает необходимостьпроведения большого числа повторных замеров,снижающих производительность труда. В усло виях слабонаклонного ствола скважин датчикинклинометра также работает на пределе технических возможностей, а процесс ориентирования отклонителя осложняетсядополнитель 4ной трудоемкой операцией по приведениюинклинометра в положение, при котором егонаправление совпадает с направлением искривления ствола скважины, что связано с дополнительными затратами времени и снижениемточности результатов измерений,Кроме того, поскольку индикацию конеч.ного положения о 1 клонителя производят поверхнему концу колонны бурильных труб,точность ориентирования существенно снижается из - за упругих деформаций колонны.Целью изобретения является повышениеточности измерений.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ориентирования отклонителя ввертикальном и слабонаклонном стволе скважин, содержащем стальной переводник и двекоаксиально установленные на нем диамагнитные трубы, внутренняя иэ которых имеет направляющий паз, соосно размещен инклинометр сэлектромагнитным датчиком, включающим рамку,отвес и буссоль, электромагнитный датчик снабженфиксатором рамки, а на боковой поверхностиинклинометра выполнен шлицевый выступ,расположенный в направляющем пазу,Причем последний выполнен в виде симметричного косого среза верхнего конца трубы,На фиг.показано устройство, разрез; нафиг. 2 - то же, без инклинометра; на фиг, 3 вид А нафиг, 2, без инклинометра; нафиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг, 5 -узел 1 на фиг. 1.Устройство состоит из двух коаксиальноразмещенных на стальном переводнике 1 диамагнитных труб - внешней 2, внутренней3 и инклинометра 4 с удлинителем 5,Внешняя труба закреплена на переводникес помощью замка 6, а внутренняя - посредством резьбового соединения 7 на ее нижнем конце и контргайки 8. В верхней части внутренней трубы выполнен направляющий паз 9,имеющий конфигурацию фигурного косого среза, переходящего внизу в шлицевой паэ 10, и сопряженно с ней установлен центрирующий патрубок 11 со скошенной внутрь верхней торцовой гранью 12, расположенной выше направляющего паза.Для уменьшения гидродинамического сопротивлення при движении инклинометра на боко вой поверхности внутренней трубы выполнены отверстия 13,Инклинометр 4 с удлинителем, соосно размещенный во внутренней трубе 3, содержит фиксатор датчика, выполненный, например, в виде двух винтов 14, диаметрально расположенных на шасси прибора 15 в плоскости нижнего основания вращающейся рамки датчика 16.Кроме этого, на боковой поверхности пробки инклинометра 17 корпуса выполнен полусфери5 9832 ческий шлицевой выступ 18, высота которого меньше толщины стенки внутренней трубы 3. Ориентирование отклонителя с помошью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. %При спуске забойного агрегата на него крепят переводник 1 с внутренней трубой 3, разворачивают ее в реэьбовом соединении 7 шлице-,гвым пазом 10 в направлении плоскости действия отклонителя и фиксируют контргайкой 8, Затем 0Гна переводник крепят легкосплавную бурильную трубу и производят спуск забойного агрегата,Перед проведением измерений инклиномет. ром, его шасси извлекают из корпуса, с помощью двух винтов 14 фиксируют рамку 13 датчика, вставляют шасси на место и подключают инклинометр к наземной панели.Вращая инклинометр вокруг оси, ориентируют его датчик, например, на север, устанавливают в этом направлении шлицевой выступ 2 п 18, наворачивают удлинитель 5 и производят спуск прибора в колонну бурильных труб.При спуске инклинометр с помощью цент. рирующего патрубка 11 попадает во внутреннюю трубу 3, устанавливается в ней соосно; входит 2 з в контакт шлицевым выступом 18 с направля. ющим вырезом 9, в результате нх взаимодействия приобретает вращательное движение и устанавливается шлицевым выступом 18 в шлицевой паз 10. В этом положении датчик инклинометра ориентирован в направлении плоскости действия отклонителя, что позволяет взять прямой отсчет ее азимута.Если плоскость искривления скважины совпадает с плоскостью действия отклонителя,3 то предлагаемое устройство не ограничивает . диапазон изменения зенитных углов.Если же плоскость действия отклонителя перпендикулярна плоскости искривления скважины, то устройство работоспособно при зенит 40 ных углах, не превышающих 10Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает: возможность проведения измерений азимутальных углов при малых углах наклона инклинометра, вплоть до вертикальногоего положения, благодаря чему существенно45 повышается точность ориентирования отклонителя в верйкальном и слабонаклонном стволе 63скважин, а также значительно снижаются затраты времени за счет сокращения числа конт.рольных" замеров; самоустановку датчика инклинометра в направлении плоскости действия отклонителя независимо от направления искрив. ления ствола скважины, что также позволяет существенно повысить точность ориентирования отклонителя и значительно снижает затраты времени за счет исключения целого ряда трудоем. ких операций, связанных с установкой никли. нометра по направлению искривления ствола скважины.Согласно прилагаемому расчету ориентировоч. ный зкономический эффект от внедрения изоб .ретения в объединении "Белоруснефть" составляет 400 тыс. руб, в год, а в .целом по стране - 15 млн. руб, в год.Ориентировочная потребность в устройствах в целом по стране - 2000 компл. Формула изобретения11, Устройство для ориентирования отклони.теля в вертикальном и слабонаклонном стволескважин, содержащее стальной переводник идве коаксиально установленные на нем диамагнитные трубы,внутренняя из которых. имеетнаправляющий паз, соосно размещен ийклино.метр с электромагнитным датчиком, включающим рамку, отвес и .буссоль, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повьпцения точности, электромагнитный датчик снабжен фиксатором рамки, а на боковой поверхности инклинометра выполнен шлицевой выступ, расположенный в направляющем пазу.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что направляющий паз выполнен ввиде симметричного косого среза верхнего конца трубы.Источники информации,принятые во Внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР Иф 471426,кл. Е 21 В 47/022, 1975,2. Авторское свидетельство СССР Иф 578449кл. Е 21 В 471022, 1977.3, Авторское свидетельство СССР Мф 621864кл. Е 21 В 47/022, 1978./36 Тираж б 23 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д Подписно 4/ Ужг ул. Проектна вал ППП "Патент", г Составитель И. Карбачинск Техред Е.Харитончнк Корректор А. Дзятк