Устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к разведочному бурению и предназначено для измерения кривизны геологоразведочных скважин.

Известен инклинометр однократного действия, в котором плавающая магнитная стрелка помещена в цилиндрически сосуд, частично заполненный жидким желатином. Данный сосуд после окончания рейса опускается в скважину, при этом на tioBepxHocTH желатина образуется горизонтальная длоскость, которая составляет определенный угол с центральной осью цилиндрического сосуда, а магнитная стрелка, плавающая на горизонтальной поверхности, занимает определенное положение относительно сторон света. По истечении некоторого времени желатин застывает и сосуд извлекается на поверхность. Далее сосуд устанавливают в угломерное, устройство и по положению магнитной стрелки и застывшей поверхности желатина определяют зенитный и азимутальный угол скважины С12.

Это устройство имеет простую конструкцию, надежно в работе и имеет возможность повторной проверки сняты показаний. Однако использование желатина в качестве затвердеваняцей жидкости не позволяет применять устройство в составе бурового снаряда при бурении, та1с как начало процесса затвердевания желатина неуправляемо. Кроме того, медленный процесс отвердевания желатина приводит к большим потерям производственного времени. Известно также устройство для определения азимутального и зенитного углов скважины, содержащее корпус с переходниками, между которыми расположена обойма, а внутри нее установлен датчик азимутальных и зенитных углов 2.

Конструкция этого инклинометра довольно проста, но он фиксирует только зенитный угол скважины, притом с низкой точностью, так как снятие показаний очень затруднено.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения углов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения азимутального и зенитного углов скважины, содержащем корпус с переходниками, между которыми расположена обойма, а внутри нее установлен

датчик азимутальных и зенитных углов датчик выполнен в виде цилиндрического прозрачного сосуда, разделенного перегородкой на две, полости, одна из которых заполнена отвердителем, на поверхности которого расположена магнитная стрелка, а другая полость заполнена мономером, например эпоксидной смолой,и имеет подвижный стержень с прорезью и предохранительным кольцом на конце его, причем обойма снабжена гидроцилиндром с поршнем, размещенным с возможностью взаимодействия со.стержнем.

На фиг. 1 представлено устройство устанавливаемое между колонной бурильных труб и буровым снарядом, общий вид; на фиг. 2 - цнпиндрический сосуд, общий вид.

Устройство состоит из переливного клапана, включающего в себя переходник 1, пружину 2, клапан 3, корпус 4 и предназначенного для предотвращения изливания промывочной жидкости на поверхность при подъеме бурильной колонны, обоймы 5, внутри которой имеются радиально расположенные каналы б для прохода промьгеочной жидкости к б5фовому снаряду и каналы 7 и 8 для прохода промывочной жидкости к поршню 9, шарика 10, предназначенного для переключения потока промывочной жидкости при арретировании«, датчика 11, установленного с возможностью извлечения внутри обоймь1 5 и предназначенного для регистрации положения устройства в скважиHeJ кожуха 12 и переходника 13. Обойма 5 имеет возможность фиксированно устанавливаться относительно корпуса 4, например, с помсщью штифта, а каналы6 и 8 разделены уплотнениями Корпус датчика 11 имеет цилиндрическую форму и состоит из пробки 14, имеющей ручку 15 для извлечения датчика из обоймы, прозрачной втулки 16, стакана 17 и пробки 18. Пробка 14, втулка 16, стакан 17 и пробка 18 соединены между собой неподвижно и образуют две плоскости 19 и 20, разделенные при пойощи перегородки 21 и штока 22 с отверстием 23. Перемещение штока 22 ограничено буртом 24 и стопорным кольцом 25. Полость 19 до половины заполнена мономером, например, эпоксидной смолой 26, на поверхности которой свободно плавает магнитная стрелка 27, а полость 20 полностью заполнена отвердителем. 31 Работает устройство следунлдим образом. При работе бурового снаряда шарика 10 в устройстве нет и промьшоуная жидкость по каналам 6 поступает к буровому снаряду, а по каналам 7 и 8к поршню 9, который благодаря разнос ти площадей все время поджат вниз. Перед подъемом бурового снаряда, при необходимости измерения кривизны скважины, вращение бурильной колонны npe ращается. При этом жидкость b полости 19 и магнитная стрелка 27 занимают определенное положение относи-, .тельно сторон света и оси скважины. Далее внутрь бурильной колонны бросается шарик 10, который, дойдя до упора в корпусе 4, перекрывает каналы 6, при этом на ооршень 9 передается давление пpo aлвoчнoй жидкости только по каналу 8, в результате чего поршень 9 перемещается вверх до упора и толкает шток 22. При перемещении штока 22 срывается предохранительное стопорное кольцо 25 и полости 19 и 20 через отверстие в штоке 23 получают сообщение между собой в результате чего мономер 26 и отвер дитель смешиваются и происходит их затвердевание и фиксация магнитной стрелки. Время затвердевания зависит от вида компонентов и их процентного соотнсшения и может составить 1-2 мин После окончания затвердевания мономера устройство поднимают на поверх13ность, отсоединяют его от колонны бурильных труб и бурового снаряда и извлекают из него шарик 10 и датчик 11. Для извлечения датчика достаточно отвернуть переходник 13 и вынуть обойму 5 из кожуха 12, а шарик извлекается путем простого переворачивания , устройства. После этого датчик устанавливается в угломерное .устройство и по зафиксированному поло(жению горизонтальной плоскости мономера и магнитной стрелки счи-йгоается зенитный угол и азимут скэажины. Для повторного использования устройства необходимо в обойму вставить другой неиспользованный датчик Отдельным датйчкам присваиваются номера, на них фиксируется номер скважины, датд и т.д., затем они помещаются в специальное хранилище в качестве документов, по которым в любое время можно провести повторные исследования. Предложенное устройство имеет простую конструкцию и простое управление, надежно в эксплуатации и может быть использовано в любом виде бурения. Повьввение качества и производительности работ за счет возможности постоянного контроля искривления скважины, а также снижения времени на производство измерения позволит получить значительный экономический эффект.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОГО И ЗЕНИТНОГО УГЛОВ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус с переходниками, между которыьи расположена обойма, а внутри нее установлен датчик азимутальных и зенитных углов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности определения, датчик выполнен в виде Цилиндрического прозрачного сосуда, разделенного перегородкой на две полости, одна из .которых заполнена отвердителеМуНа поверхности которого расположена магнитная стрелка, а другая полость заполнена мономером, например эпоксидной смолой, и имеет подвижный стержень с прорезью и предохранительным кольцом на конце его, причем .обойма снабжена гидроцилиндром с поршнем, размещенным с возможностью взаимодействия со стержней.