Устройство для определения направления скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B47/22 

t Изобретение относится к бурению и может быть использовано для определения направления искусственного искривления скважины. Известен прибор для измерения искривления скважин горизонтальных и наклонных, который включает две цанги, соединенные гибкой связью. В одной из цанг установлен источник сфокусированного света, а в других фиксатор отклонения светового луча виде набора фотоэлементов, размещенных на поворотном диске, ориентированном в пространстве за счет эксцентричного груза, причем фиксатор отклонения светового луча снабжен механизмом осевого перемещения, выполненного в виде соленоида lj . Недостатком данного прибора является наличие значительного количества изделий с токопроводящими линиями, которые требуют надежной герметизации прибора от попадания в него промьшочной жидкости, что приводит к усложнению конструкции и ухудшению надежности прибора в цело Известно также устройство для оп ределения направления скважины, содержащее верхнюю и нижнюю трубы, шарнирно связанные между собой, сте жень с иглой и печатью 2 . Недостатком данного устройства является низкая точность определения направления искривления скважины из-за незначительной величины эксцентричной массы в стержне, нахо дящемся в промывочной жидкости, спо собной создавать трение между наружной поверхностью стержня и внутренним каналом бурильных труб в про цессе его самоориентирования, а так же малым диаметром печати (12-15 мм кромки.которой могут деформироваться от ударов при спуске -из-за имеющейся несоосности резьбовых соединений бурильной установки. Кроме то го, сана операция нанесения метки иглой на печати несовершенна. Напри мёр, с увеличением глубины скважины до (800-150Q м) различной вязкости глинистого раствора, значительного растяжения кабеля, на котором подве шен эксцентричный стержень, трудно регулировать силу удара при нанесении метки на печать. Не исключена возможность отскока стержня с разво ротом и нанесения ложной метки. 62 .1 Кроме того точность работы индикатора снижает незащищенность острия иглы от потока промывочной жидкости, имеющей абразивные частицы, что может привести к затуплению иглы, и возможность нарушения соосности стержня при эксплуатации. Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения направления скважины, содержащее верхнюю и нижнюю трубы,.шарнирно связанные между собой, стержень с иглой и печатью, снабжено установленными в верхней трубе несбалйнсированным валом и подпружиненным поршнем, а печать соединена с помощью резьбы с несбалансированным валом, который жестко связан с подпружиненным поршнем. На фиг. 1 показано- устройство для определения направления скважины, продольный разрез} на фиг. 2 - игла с пружиной, установленная на конце ступенчатого стержня. Устройство состоит из двух труб 1 и 2, соединенных между собой.шарниром, состоящим из корпуса 3, хвостовика 4, ступенчатого стержня 5 с подпружиненной иглой 6 и ограничительным буртиком 7. Для исключения возможности поворота стержня 5 относительно корпуса 3 установлены шарики 8. На противоположных концах труб t и 2 установлены соответственно направляющий конус 9 для улучшения условий спуска устройства в скважину и механизм перемещения с ограничением величины хода со свободно вращающимся в подшипниках 10 несбалансированным валом 11 и печатью 12. На торцовой поверхности 12 нанесены две взаимно перпендикулярные линии, проходящие через центр, причем одна из линий таже проходит через центр тяжести несбалансированного вала II Механизм перемещения, состоящий из цилиндра-переходника 13, поршня 14, пружины 15 и ограничительной втулки 16, предназначен для осевого возвратно-поступательного перемещения несбалансированного вала с печатью. Для предупреждения нарушения соосности ступенчатого стержня применен ограничитель, вьтолненный в виде

буртика 7, а для предупреж,ц8ния поломки иглы и ограничения силы воздействия ее на печать при нанесении метки установлена пружина 17.

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства в скважину на колонне бурильных труб 18 и установки на участке 19 искривления игла 6 сместится относительно центра печати 12. Положение смещен-, ного острия иглы 6 фиксируется печатью, ориентированной в пространстве путем перемещения ее поршнем 14 при подаче промывочной жидкости i полость 20. Перемещение поршня происходит до тех пор, пока подшипник 10 не достигнет торца ограничительной втулки 16, Затем подача промывочной жидкости прекращается и пружина 15 возвращает поршень 14 и несбалансированный вал 11с печатью в исходное положение.

1253624

: , При необходимости подобную опе1 рацию можно првторить несколько раз, меняя местоположение устройства на искривленном участке скважины или

5 около него. После подъема устройства из скважины несбалансированный вал с печатью извлекается из трубы 2. По положеншо меток на печати относительно взаимно перпендикулярto Hi ляниА определяют направление искривления скважин. Зная расстояние от острия иглы до центра сферы ступенчатого стержня, а также расстояние меток на .печати от ее цент15 Р моясно определить изменения зенитного и азимутального углов.

Применение предлагаемого устройства позволит сократить Bpei«i, ие2Q .обходимое для инклинометрических измерений, что приведет к повышению технико-экономических показателей бурения.

17

0ue.t

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ СКВАЩНЫ, содержащее верхнюю и нижнкяо трубы, шарнирно связанные между собой стержень с иглой и печатью, о т л и ч а ее с я тем, что, с целью повышения его точности и надежности, оно снабжено установленными в верхней трубе несбалансированным валом и подпружиненным поршнем, а печать соединена с помощью резьбы с несбалансированньм валом, который жестко связан с подпружиненн№1 поршнем. 5