Визуальный инклинометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 91 (11) 50 4 " 21 В 47/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВИ 11" 26но-весле,.оваровсй техники азведочная зель ств В 47/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный наутельский институт би Львовская геологоспедиция объединенигия(57) Изобретение относится к технике разведочно г бурения н предназначено для определения азимута н угла наклона скважины. Цель - повышение надежности работы, ускорениепроцесса снятия показаний и расширение возможности применения за счетобеспечения измерений при спуске вкомпоновке с бурильным инструментом и прн забросе в бурильный.инструмент после спуска. В кожухе 1, связанном с корпусом (К) 2, установле-.на камера с снльфонами 4,5. Камера,выполненная в виде прозрачной втулки 6, связанной с упором 7 и К 2,-1493775 неизюм в виде совместно или по отдельтости установленных на пттоке 3 дроссельного затвора 20 и срезаемого от удара штифта 21, Ит.клинометр оснаптен приспособлениег для с;нятия показаний в вттде гтроэрачттого прямоугольного пардллелештнедд, в котором выполттеттд цттлиндрическдя выточка под то наружный диаметр втулки 6. ца взаим 11 зобретение относится к технике разведсчного бурения и предназначено 30 для определения азимута и угла наклонд сквджшты.Цель изобретения - повьппение надежности работы, ускорение ттроцессд сттятия показаний и рдстпирение воз. можности применения зд счет обеспечетдия измерен:тй при спуске тз компоновке с бурильным ттнструментом и при забросе в суртстыпт 1 тшструмент после спуска, 4 П11 д фттт1 схегдттптето ттЗосэтэджстт виэудльный инклинометр, нро,осальп рдзрез; нд с 1 эттг, 2 - сферический поплавок; нд фиг, 3 - приспособление для снятия показаний, на фиг, 4 размещение двух визуальных тшклинометров в составе бурттттьттого инструмента,Бизуальньп инклинометр содержит кожух 1, связанный с корпусом 2, в котором сооспо размещен шток 3, В кожухе 1 установлена камера с сильфонами 4 и 5, Снльфон 4 связывает корпус 2 со штоком 3, образуя ттттз жидкостной камеры. Камера выполнена в виде прозрачной втулки 6, связанной одним концом с упором 7, а другттгл с корпусом 2. Сильфон 5, установленньпт нд упоре 7, образует верхнюю заполнена расположеннь 1 ми од а наддругой двумя прозрачттьтытт несмешттвающимися жидкостями - водттт,."т раствором хлористого натрия и керосином.11 а разделе жидкостей размещен сферический поплавок (П) 8, удельныйвес которого больше удельного весаверхней жидкости и меньше удельноговеса нижней жидкости, 1 экваториальной плоскости 11 8 установлен магнит 9 и нанесена основная разметкав виде эктздтор сальной пишти. Дополлительная разметка выполнеид в штделинии, соединяющей сетзерную точкуэкватора с верхштм полюсом 11 8, Вкамере рдсноложетты два подвижныхшарика 011) 15,16 и дпд подружинеттных дмортттзаторд 11,12 сэлдстичнымнпрокладками 13,14 Шток 3 с одногоконца подпружине отностттельно К 2,Другои конец штока 3 рдэмещен снаружи К 2 тт снабжен стоиорогт, тзыполно ттернендикулярные боковые грани параллелепипеда нанесены шкалы азимута и угла ндклонд, При воздействиипромывочной жидкости на затвор Онли сре.эании т 1 ттидэта 21 нри ударе о прегрдду прслтсходит заптемление дгтортиэдторамт 11,12 П 8 т Ш 15,16, сэр- етттировднтпх в дпснддльной плоскосттт, Снятие покдздттий ос.ущесттзстя 0 т но взснтмному рдсположеттию лнгтттй на П Я и И 1 15,16 относительно шкал зимутд и у глд наклона,. 3 э,п. ф-лы, 4 ип часть жилкостттот камеры, Кдгтера заполнена расположетшыми одна ндддругои двумя прозрачны.п несмепшвдтстт 1 тэтттСЯ жДКОГтЯМИ, На РаЭДЕЛЕ КОТО. - рттх разгтещен сферичестсий потсстдвсэк 8, ыпсзнтенный в иде цельного плдс птдс- СОВОГО ф стзэд а у дегттъттытт тес вон;та к д больше уделытого веса ерхнс жи,ткости и; еньше удельного есд нижнейткттдкост. В качестве несгтетттстдюттттхся жидкостей используется водный раствор хлористого натрия тт керосин,бсэ;тее:;е кий отостельно этого ворд.В экваторидэп ной пло .кости поплавка 8 установлен магнит 9, а в нижней части - отвес 10,В камере расположены два ттодттружттненных амортизатора 11 и 12 с эластичными проклддкамтт 13 и 14 их торцах и два подвижных иарика5 и 16, которые дублируют положениеапсидапьной плоскости скважины, Ла -рик 15 расположен между упором 7и амортизатором 11, который подпру -жинен относительно упора 7 пружиной17, Шарик 16 расположен между штоком3 и амортизатором 12, который подпр; -жинен относительно штока 3 пружной 18. Шток 3 с одного конца нодпружинен относительно корпуса 2 пру1 се детали инклинометра выполнены з диамагнитных материалов,. В экваториальной лоскости сферического и;г "азЯ (Аи, 2) нанесена основ 35 и; я ряз.-.тк н нище лиии 24, по :;торой определяют угол наклона. опо 1 н:-.е :.няя разметка нанесеа в вид лиш 25 (" Север" ), соединяющей с:вер 1 ую точку 1 экватораверхний40 плюс поплав.Я, По лин;и 25 опрепе: яч азимут,.квяжины,п,шометр оснащен приспособленпел; 26 для снятия показаний (фиг, ,), которое вытолнено иэ прозЭ45 ряч.ого ль 1 терияля в виде прямоугольпого параллелепипеда. Rа одной из боковых граней параллелепипеда нанесена шкала 27 азимута, я на перпендкулярпой ей грани нанесена щка 50 ла 28 угла наклона и размещена стрелка 29 В параллелепипеде перпендикулярно грани, содержащей шкалу 27 азимута, выполнена цилиндическая выточка под наружный диаметр прозрач 55 ной втулки 6 (фиг, 1). При использовании двух спаренных инклинометров, они соединяются диамагнитной трубой 30 (фиг. 4). жиной 19. Пру ой конец штока 3 ряз -мешен снаружи корпуса 2 и снабженстопором, установленным с воэможностью ограничеия перемещения штока3 в осевом направлении и удержанияего в оттянутом положеш, Стопорвыполнен в виде совместно или иоотделыости установленных на штоке3 дроссельного затвора 20 и срезасмого от ударя штифта 21,1 ри использовании инклин;метракак бросового яппарягя, стопор выполнен только в вде среэяелого отударя штифта 21, эакреплешого наштоке 3,ри компоновке инклинометра вбури:ыо . инструментс с полощью переходника 22 стопор ныполел в видедроссельного затвора 20, жестко связанного с"током 3 или установленото с возможностью огряшчинногоперемещения по штоку 3 с Фиксациейсрезаемым штифтом 3,При одно. ременном использованиидвух сп.,р нных инклинометров, стопорахылоен н виде совместно устянов.енных:.; штоке 3 дроссельного затвора 20срезаемого от удара штифта 21,10152530 Виэуальый инклинометр работаетследующим образом,При использовании его как бросового аппарата, инклинометр забрасывают внутрь бурильных труб при оттянутом штоке 3, который зафиксированстопором только в виде срезаемогоот удара штифта 21 (Фиг. 1). В этомположении пружина 19 сжата, а пружины 17 и 18 разжаты, Поплавок 8 ишарики 15 н 16 находятся в разарретированном положении, арики 15 и 16занимают положение нижней точки вяпсидальной плоскости скважины, апоплавок 8 ня разделе двух жидкостейзанимает определенное положение относительно лягнитного меридиана иугла наклоня скважины,При даре штока 3 о преграду произойдет срез щтфтя 21, Усилием освобожденной пружины 19 шток 3 будетподниматься совместно с амортизатором 12 и шариком 16, Иа эластичнойпрокладке 14 поплавок 8 будет поднят до зящемлепия в эластичную прокладку 13 верхнего амортизатора 11.Лальне 1 зее поднятие штока 3 пружпои 19 приведет к осевому перемещенио амортизаторов 11 и 12, сжатию пружин 17 и 18 и фиксации шариков 15 и 16. После поднятия инклинометря на ;оверхность отворачивают кожух 1 и берут визуальные отсчеты положения апсидальной плоскости, азимута и угля скважины. Для этого приспособление 26 накладывают на прозрачную втулку 6 таким образом, чтобы положение шариков 15 и 16 на шкале 27 соответствовало отметке 180 , В таком положении направление скважип будет соответствовать отметке 0 , Угол между положеннем линии 25 (" Север" ) и отметкой Оо будет соответствовать азимуту с( скважины (или 360 - о). Стрелку 29 устанавливают по наклону линии 24 экватора и по шкале 28 берут отсчет угланаклона скважины,Применение инклинометра возможно также при включении его в бурильную колонну через переходник 22,.Для этого шток 3 устанавливается торцом к поверхности, а упор 7 - к забою. При достюкении необходимой глубины скважины в бурильные трубы эабрасьгвается груз, который при уда. ре по штоку 3 срезает штифт 21 иВо втором случае шток 3 оборудуется дроссельным затвором 20, который установлен с возможностью осевого перемещения по штоку 3 вниз, Дроссельный затвор 20 фиксируется в проточном канале переходника 22 с помощью штифта 23, Ицклинометр, как ц в первом случае, спускается в скважину в арретцронацном положении, После включения промывки дроссельный затвор 20 оттянет шток 3 ннцз, раэарретируя поплавок 8 и шарики 15 и 16, Прц устацовке штока 3 на упор корпуса 2 и дальнейшего воздействия потока промывочной жидкости на дроссельный затвор 20 произойдет срез штифта 23. Шток 3, освободившись от дроссельного затвора 20, поднимается вверх, арретцруя поплавок 8 и шарики 15 ц 16, После окончания рейса 40 45 фиксирует тем самьм положение поплавка 8 и шариков 15 и 16При спуске в скважину в компоновке с бурильцым инструментом ца пере 5ходнике 22, ццклицометр включаетсян работу в зависимости от требуемыхусловий бурения, а цмеццо - арретировацием поплавка 8 ц шариков 15 и16 при включении промывки или в момент включения циркуляции промывочной жидкости,В первом случае шток 3 оборудуется стопором в виде дроссельного затвора 20, жестко связанного со штоком 3 и установленного в проточномканале переходника 22, В исходномположении прц спуске в скважину поплавок 8 и шарики 15 и 16 эафиксрованы, Во время подачи промывочной 20жидкости дроссельцый затвор 20 продвигается вниз до открытия промывочных каналов, увлекает за собой шток3 и сжимает пружину 19, При этомосвобождаются от защемлецця попланок 8 и шарики 15 и 16, которые фиксируют инклцнометрические данныескважины.Защемляются поплавок 8 и шарики15 и 16 прц выключении промьвки, когда дроссельцый затвор 20 совместносо штоком 3 поднимается н исходноеположение, В этом случае подъем инклццометра производят с перекрытиемпромывочного канала ца переходни 35ке 22, На поверхности, сняв защитныйкожух 1, с помощью приспособления26 берут ицклицометрические отсчетыконечной глубины буреция,бурения, инклинометр поднимают наповерхность и сняв защитный кожух 1берут ицклинометрические отсчеты начальной глубины бурения с помощьюприспособления 26.При использовании двух спаренныхвизуальных инклинометров, расположенных в параллельном или противоположном направлении, возможно различное сочетание расположений срезаемыхштифтов 21 и 23 и дроссельных затворов 20,Например, ца фиг. 4 показаны низуальные инклинометры, расположенные в противоположные стороны Приэтом нижний инклинометр, осцащенцытолько дроссельным затвором 20, находится в зафиксированном положении,а верхний инклинометр, шток 3 которо"го оснащен дроссельным затвором 20и срезаемым штифтом 21, находитсяв расфиксиронаниом положении,При подаче промывочной жидкостина верхний дроссельный затвор 20 новремя начала бурения произойдет срезштифта 21, чем будет зафиксированверхний инклинометр. В то же времяпроизойдет расфиксация нижнего инклийометра, который зафиксируется только в конце бурения при выключениипромывки. Если выше установить ещеинклинометр сбрасываемого исполнения, то за один рейс можно получитьинклинометрические данные начала бурения, промежуточного интервала призабросе груза и конечного интервалабурения.Если шток 3 нижнего инклинометраоборудовать только срезаемым штифтом 21, то спаренные визуальные инклинометры можно использовать длязамера реактивного момента турбобуров при забросе их внутрь бурильныхтруб, При ударе штока 3 нижнего инклинометра н шпиндель турбобура(или другую преграду) произойдет фиксация его шариков 15 и 16 (не показано), а при включении промывки иработе турбобура зафиксируются шарики верхнего инклинометра, Сопоставленная разность положения шариков15 верхнего и нижнего инклинометрондаст величину реактивного угла закручивания, что особенно важно знатьпри наклонно напранленном бурении.Помимо перечисленных возможныхобластей применения визуальных ииклннометров они могут использоваться какориентирующие механизмы для отбора ориетровдс го керна прц соединении их с маркруощим керцоприемцыми устройствами, а также кдк устройство для визированной ус ".дцовкц отклоняющих систем при дооборудовдции штокаечдтьн,Формула изг Гретецця1. ВизуалььЙ иклометр, содержа;й кожух, связаццьи с корусом, размещенный соосцо в корпусе шток, подпружиненный с опного кодд относительно корпуса, устдцовлеуо в кожухе камеру с сиьдгш, аиолцецую грозр:чной жигкгстью и вь -полненцуюлиде грозрячной птулк,связанной одним концом с упороь,а другим - с корпусом, размешь нь.йв жидкости сепическ поппдгк,экдторьо пло(кост.орогоустановец магнит ц нанесена основцдя разметка в вде экатораьолицц о т л ид ю и с яте, цт, сеьк поьеця надежности рдботь, ускорения процесса снятия по,ззац:й и рдсре возОзос и п 1 имецеция зл гчст обеспечениязмерецц; прц спуске во - нонке с бурльцм иструец-.ом и щ и дбргсе в бурильный пструмент пос.е .пуска, оц снабжен прцс.пособлеци;. для снятия показаной и расположенными в камере л умя подпружеьи дмоГ тиз аторами с эластичными прокладками нах торцах и двумя пгдвжьм шариками, одцц из которых расположен между упором ц амортзатором, подпрхж.е;цым отцогтелыо упора, д другой шарик рдс 40 дроссельного затвора и срезаемого от ударя штитд.4 Инклицометр цо и. 1, о т л и ч д ю щ и й г я тем, что в качестве цесмешивающихся жидкостей используется водный расвор орстого натрия и керосин сложен между штоком ц амортизатором, подпружиненным отцосителЬцоштока, другой конец которого размещен снаружи корпусд и снабжен стопором, установленным с возможностьюограничения перемещецця штока в осевом направлении, при этом ца сферическом поплавке нанесена дополнительная разметка н виде линии, соединяющей северную точку экватора иверхний полюс поплавка, а камеразаполнена расположенными одна наддругой двумяесьевдглся жид 5 костями, причем уде цый вес с 1 ерического поплавка больше удельноговеса верхней жидкости и меньшеудельного вссдже жидкости,2 Ик;иоьетр;о и, 1, о т л и - 20 ч д ю щ и й с я те, что приспособление дпя с гия пок, зд выполненочз прозрачого мате цдлд в виде пря оугольцого параллелепипеда, на одцоц из боковых грацеи которого на- Ъцесеца .кдл; азимута, а на перпеццкуляро ей грани нанесена шкалаугла наклона и размещена стрелка, пр этом в параллелепипеде перпендулярно его грани, содержащей шка лу азимута, выполнена цилиндрическаявыточка3. Ицклицометр по и, 1, о т л ич а и щ и Й с я тем, что стопор выполнен в виде говместцо или по отдельности установленных нд штоке1493775 3га21 22 5 г Составите Техред Л,ветков Редактор Ю. Середа рректор М. Шароши Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго л. Гагарина, 101 Закав 4079/33 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5