Способ определения азимута искривления траектории скважины

-03 Бюл, В 11 научно-иссл в ательнсконструктор Р84.вых ТААНИНЫ промысениев Фер- измеыбраньнойти маг- (С) .ованные 4 ь СВ ом на изме- ления для промыс ть исия азимут важины в У ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ титут геофизических исследован геологоразведочных скважин(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУ(57) Изобретение относится кловой геофизике. Цель - повыщточности определения азимутаромагнитных средах. Для этогоряют и фиксируют угол между вным направлением и горизонталпроекцией вектора напряженноснитного поля в устье скважиныОпускают в С взаимно ориентири расположенные друг над друграсстоянии, равном интервалурения, два датчика (Д) направ Изобретение относитсяловой геофизике и можетпользовано для определенискривления траектории сФерромагнитных средах. Целью изобретения является повышение точности определения азимута в Ферромагнитных.: средах. горизонтальнои составляющеи вектора напряженности магнитного поля, На каждом интервале измерения верхний. Д размещают в месте расположения ниж него. Измеряют и фиксируют угол о, между осью чувствительности верхнего Д.и направлением горизонтальной составляющей вектора в точке траектории С, где расположен верхний Д. Измеряют и фиксируют угол Ммежду осью чувствительности нижнего и направлением составляющей вектора в точке траектории С, где расположен нижний Д. На участках, равных интервалу измерения, определяют и фиксируют угол ЬЫ; = Ы,;, -с;д поворота вектора аномального поля в горизонтальной плоскости. На искривленных участках С нижним Д измеряют и фиксируют магнитный азимут Ы,искривления траектории скважины относительно вектора аномального магнитного поля. Азимут с искривления траектории С относительно выбранного направления определяют из уравнениями, = ь, + о + Е до., где4+( а - число интервалов измерения. 4 ил.г На Фиг.1 показано устройство осуществления способа; на фиг.2 векторная диаграмма, поясняющая ность предлагаемого способа; на Фиг.3 - векторная диаграмма, поя ющая работу устройства; на фиг.4 схема проведения измерений по пр лаг аемому способу.(шагу) измерения, устанавливают другнад другом два идентичных датчика.2 и 3 (фиг.1) направления горизонтальной составляющей магнитного поля, находились соответственно в горизон; тельных плоскостях , и , былипараллельны друг другу и при отклоне"; нии скважины от вертикального положения находились в плоскости наклона 15скважины, опускают взаимно ориенти рованные датчики 2 и 3 в скважинутак, чтобы верхний датчик 2 находился в устье скважины, где предварительно измеряют и Фиксируют угол Ы, 20между горизонтальной составляющеймагнитного поля и произвольно выбранным направлением, относительнокоторого последовательными измерени ями в скважине определяют азимут искривления траектории скважины (например, с помощью тех же датчиков 2 и 3направления горизонтальной составляющей магнитного поля, направляя осичувствительности Х, и Х датчиков 2 30и 3 на выбранное направление, ипроизводят первое измерение.При последующих измерениях в про цессе спуска на каждом интервалеверхний датчик 2 размещают в местерасположения нижнего датчика 3.Датчики 2 и 3 направления горизонтальной составляющей магнитного поля выдаютсигналы, пропорциональные углам Ы имежду осями Хи Х чувствительности датчиков 2 и 3 и направлениями горизонтальных составляющих Н, и Н; магнитного поля в точках О;, и О, траектории скважины,где находятся соответственно датчики 2 и 3, На каждом интервале измерения измеряют и фиксируют углы К;и;д еЕсли направление горизонтальныхсоставляющих. магнитного поля Н;, иН, одинаково, разность сигналов сдатчиков 2 и 3 равна нулю, если женаправление горизонтальной составляющей магнитного поля на промежуткетраектории скважины между верхним инижним датчиками 2 и 3 изменилосьна некоторый угол М;, разность сигналов с датчиков 2 и 3 будет пропорциональная этой величине,62 4На участках равных интервалу измерения,. определяют и фиксируют угол Ы; =, - Ы;, - о( поворота вектора аномального магнитного поля в горизонтальной плоскости. При появлении искривления скважины сигналы с датчиков 2 и 3 пропорциональны магнитному азимуту искривления траектории скважины относительно направления горизонтальных составляющих вектора магнитного поля Н;, и Н; в точках траектории скважины О;, и О;, где находятся соответствующие датчики 2 и 3, а разность сигналов с датчиков 2 и 3 пропорциональна углу ЬМ, между горизонтальными проекциями Н ;. и Н; . На искривленных участках скважины нижним датчиком 3 направления горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля измеряют магнитный азимут М искривления траектории скважины относительно вектора аномального магнитного поля, после чего азимут искривления траекто - рии скважины относительно выбранного направления определяют в точках, гденаходится нижний датчик 3, из уравненияо=где п - число интервалов измерения (замеров).Устройство для осуществления способа состоит из корпуса 1 и датчиков 2 и 3 направления горизонтальной составляющей магнитного поля, содержащих рамки 4 и 5, штангу 6, внутренние рамки 7 и 8, эксцентричные грузы 9 - 11, феррозонды 12 - 15. Рамки 4 и 5 установлены в противоположных концах корпуса 1, причем оси вращения рамок 4 и 5 совпадают с продольной осью корпуса 1, штанга 6 связывает рамки 4 и 5 так, чтобы они лежали в одной плоскости. Внутренние рамки 7 и 8 закреплены соответственно в рамках .4 и 5, причем оси вращения рамок 7 и 8 перпендикулярны осям вращения рамок 4 и 5, Эксцентричный груз 9 закреплен на рамке 5, а эксцентричные грузы 1 0 и 11 - соответственно на внутренних рамках 7 и 8. Феррозонды 12 и 13 расположе" ны в плоскости рамки 7, причем оси чувствительности феррозондов 12 и 131467162 ортогональны, феррозонды 14 и 15 расположены в плоскости рамки 8 и их оси чувствительности также ортогональны, при этом оси чувствитель 5 ности феррозондов 13 и 15 совпадают соответственно с осями вращения внутренних рамок 7 и 8, а осй чувствительности ферроэондов 12 и 14 яв" ляются осями чувствительности соот- О ветственно датчиков 2 и 3,Способ осуществляется с помощью устройства следующим образом.На вертикальном участке траектории скважины рамки 4 и 5, жестко связанные итангой 6, находятся в одной и той же вертикальной плоскости, эксцентричные грузы 10 и 11 ориентируют соответственно внутрен" ние рамки 7 и 8 с установленными на них ферроэондами 12 - 15 в горизонтальных плоскостяхи(фиг3) Сигналы 11 - Ц, соответственно с феррозондов 12-15 пропорциональны проекциям Н; Н; и Н Н горих хзонтальных составляющих магнитного поля Н;, и Н, на их оси чувствительности Х, Уи Х , У. Сигналы с феррозондов 12-15 передаются по кабелю 16 связи (фиг.4) в наземный пульт 17. По этим сигналам осуществляют вычисление угла К между осью чувствительности верхнего датчика .2 (фиг,1) и направлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Н;, и угла ;мехду осью чувствительности нижнего датчика 3 и направлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Н; 15 ии оо оп Е- о Для реализации предлагаемогоспособа с помощью устройства у устьяскважины устанавливают лебедку 18(фиг.4) со счетчиком 19 метража кабеля 16, на торце корпуса 1 (фиг.2)устройства делают риску так, чтобыее направление совпадало с направле О нием осей чувствительности феррозон.дов 12 и 14, опускают устройство вскважину так, чтобы та часть корпуса 1, в которой расположен датчик 2направления горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля, находилась в устье скважины, поворачивают корпус 1 устройства . так, чтобы направление риски совпадало с направлением, выбранным дляотсчета азимута искривления скважины, после йего производят первоеизмерение. Сигналы 0 -, 11 с феррозондов 12 - 5 по кабелю 16(фиг.4) поступают в наземный пульт17. По этим сигналам определяют уголоС между выбранным направлением инаправлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля в устье скважины о щ 1. Бд. АгсСя д - Агсйд11 а с учетом выражения (2) опвеличину Ьо,; Ьс; = Агсед - - - АгсецУ, 11 Б 0 На искривленном участке траекто" рии скважины эксцентричный груз 9 (фиг.2) ориентирует рамки 4 и 5 в плоскости, перпендикулярной плоскости наклона, при этом оси чувствительности датчиков 2 и 3 направления горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля устанавливаются в плоскости наклона сква-,жины, поэтому на искривленных участках угол о, равен магнитному азимуту относительно вектора аномального магнитного поля.Таким образом, посредством измерения сигналов Б,- Б с феррозондов 12 - 15 согласно предложенному спосо" бу последовательно определяют углы 4 Ы; поворота вектора аномального магнитного поля в горизонтальной плоскости между точками траектории скважины, где находятся датчики 2 и 3. На расстоянии, равном интервалу измерения, на искривленном участке с помощью нижнего датчика 3 измеряют азимутсс относительно вектора аномального магнитного поля, Суммируя углы Ь;и учитывая угол о между выбранным направлением и направлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля в устье скважины, определяют азимут искривления траектории скважины относительно выбранного направления в соответствии с выражением,.И угол ЬК поворота горизонтальнойсоставляющей вектора напряженности магнитного поля первого интервалаИЗМЕРЕНИЯ Ы, Ы - с, = АгсСр - - Агсц - 101 ю Буй 1ею 11 э С помощью лебедки 18 и счетчика19 метража кабеля 16 опускают уст"ройство на расстояние 1 Фиг.1),равное расстоянию между датчиками 23 направления горизонтальной состав-,ляющей вектора напряженности магнитого поля, и проводят второе измеение, определяя угол поворота горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля второгонтервала измерения,Таким образом проводят все посЛедующие измерения на вертикальном1 частке скважины. При появлении искивления скважины с помощью датчика 3 направления горизонтальной составляющей вектора напряженностиМагнитного поля определяют магнитый азимут о искривления траектории скважины относительно вектораНапряженности аномального магнитноГо поля 11+ сдд = Агсгя - , -535 Где п - количество предшествующих Интервапов-замеров.Азимут К искривления траектории скважины относительно выбранного Иаправления определяют, как:Нв- фо+ од. +Таким образом, устройство полностью реализует предлагаемый способ.Формула изобретения 40 45 Способ определения азимута искривления траектории скважины В ферро" 5062 8магнитных средах, при котором выбирают на поверхности направление, относительно которого последовательными измерениями в скважине определяют азимут, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повьшения точности определения азимута в Ферромагнитнк средах, измеряют и Фиксируют угол , между выбранным направлением и горизонтальной проекцией вектора напряженности магнитного поля в устье скважины, опускают в скважину взаимно ориентированные и расположенные друг над другом на расстоянии, равном интервалу измерения, два датчика направления горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля, при этом на каждом интервале измерения верхний датчик размещают в месте расположения нижнего датчика, измеряют и Фиксируют угол с между осью чувствительности верхнего датчика и направлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля в точке траектории скважины, где расположен верхний датчик, измеряют и Фиксируют угол Ы., между осью чувствительности нижнего датчика и направлением горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля н точке траектории скважины, где расположен нижний датчик, на участках, равных интервалу измерения, определяют и Фиксируют угол йМ, = К;д - Ы поворота вектора аномального магйитного поля в горизонтальной плоскости, на искривленных участках скважины нижним . датчиком измеряют и Фиксируют маг" нитный азимут Ы. искривления траектории скважины относительно вектора аномального магнитного поля, а азимут ес искривления траектории скважины относительно выбранного направления определяют из уравненияифо = фо+оьд+,С 11467162 Составитель А.ЦветкоТехред А, Кравчук орректор ИЛуск Редактор А.Пан 176/25 Тираж 51 ч ПодписноГосударственного комитета по изобретениям и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Заказ при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10