Устройство для определения зенитного угла скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к разведоч ному бурению и может быть использов но для измерения угла наклона геоло горазведочной скважины в процессе бурения. Известно устройство для определения угла наклона скважины, содержащее подпружиненный поршень со сфе рической вогнутой поверхностью, зажимной элемент с ответной поверх- ностью, шарик, расположенный между этими поверхностями, и напорный диск с подпружиненными штоками, взаимодействукщими с поршнем lj . Недостатками известного устройст ва являются низкая точность и ограниченньй диапазон измерения, не превьш1ак 2;ий 10-15, так как при перемещении поршня на больших углах измерения не исключено смещение шарика относительно сферической вогну той поверхности. Наличие загрязнени и пыли иа сферической поверхности может привести к залипанию шарика и снижению точности измерения. Известно Также устройство для из мерения зенитного угла скважины в процессе бурения, содержащее маслонаполненный корпус, разделенный на две камеры посредством переборки, установленные в одной камере подпру жиненньй поршень, а в другой - арретирующий элемент, отвес, узел под вески отвеса, выполненный в виде ша нира и. сферическая шкала. В этом устройстве зенитный угол скважины определяется по отметкам на шкале, 1ганосимым при помощи острия отвеса при повышенном (по сравнению с нормальным режимом бурения) давлении промывочной жидкости z . Недостатками данного устройства являются сложность его конструкции и неудобстйо в работе так как для проведения измерения требуется повышать давление промывочной жидкост а для снятия показаний необходимораз бирать, устройство, сливать масло наполняющее его, а затем снова соби рать и заливать масло. Кроме того, данное устройство применимо лишь при малых углах наклона скважины. При углах наклона скважины больше 15 резко снижается точность измере ния и надежность работы, так как в этом случае острие противовеса пр замере входит в шкалу под углом к направлению перемещения шкалы и по23этому отметка на шкале получается либо нечеткой, либо вовсе не получается. При этом не исключена поломка острия отвеса, что выводит устройство из строя. Цель изобретения - увеличение диапазона измерения и повыше ше надежности работы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения зенитного угла скважины, содержащем маслонаиолнеНный корпус, разделенньй на две камерыпосредством переборки, установленные в одной камере подпружиненный поршень, а в другом арретирующий элемент, отвес, узел подвески отвеса, выполненный в виде шарнира, и сферическая шкала, пор- шень снабжен штоком, узел подвески отвеса укреплен на штоке,, а отвес выполнен в виде полушария, на поверхности которого размещена сферическая шкала, при этом в корпусе в камере поршня со стороны штока выполнено отверстие, причем камера арретирующего элемента герметизирована относительно камеры поршня, а маслом заполнена арретирующая камера. Кроме того, кольцевые риски шкалы выполнены разного цвета, при этом арретирующий элемент снабжен смотровым отверстием, герметично закрепленным прозрачным стеклом с отмет- . кой, например перекрестием, а отверстие со стеклом закрыто съемной герметичной крышкой. На фиг. 1 представлено устройст во, обшрй вид, на фиг. 2 - .видимый через смотровое отверстие участок сферической шкалы с кольцевыми рисками и перекрестие на г.текле Устройство содержит корпус, состоящий из камеры в виде гидроцилиндра 1 и переборки..2, соединенных неподвижно, Подпружинейньш поршень 3 с уцлотнением 4 и пружиной 5 расположены в гидро1далиндре, имеющем отверстие б для подвода жидкости к поршню, с которым жестко связан шток 7, входящий в маслонаполненную камеру 8, содержащую арретируюшз й элемент 9, выполненный в виде сегijieHTa и жестко связанный с переборкой, отвес 10 в виде полушария, свободно подвеЩенный на штоке при помощи узла подвески 11, выполненного в виде шарнира, причем радиус наружной сферической поверхности отвег.-э

равен радиусу внутренней сферической поверхности арретирующего элемента. На шаровой поверхности отвеса размещена сферическая шкала с кольцевыми рисками 12 разньгх цветов, расположенных в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии отвеса, на одинаковом расстоянии друг от друга, например, через 10. В арретирующем элементе имеется смотровое отверстие 13, герметично закрытое прозрачным стеклом 14 с перекрестием 15. . МасЛбНаполненная камера при помощи уплотнения t6 герметизирована относительно поршня. Смотровое отверстие со стеклом защищено от воздействия промывочной жидкости съемной герметичной крышкой 17.

Устройство работает следующим образом.

При работе бурового снаряда промьшочная жидкость через отверстия 6 поступает к порщнй 3, который под действием ее давления преодолевает сопротивление пружины 5 и перемещается вверх, увлекая за собойшток 7 :И отаес 10. Б результате этого отвес 10 отходит от арретирующего элемента 9 и получает свободу врашения. После окончания рейса работа буровоi o снаряда прекращается, а промывочНая жидкость еще некоторое время (1-2 мин) продолжает поступать дляочистки забоя.скважины от шлама. Б это время прекращаются ввиду наличия масла в камере 8 возможные колебания отвеса 10 и он занимает строго определенное положение относительно оси устройства.

После этого плавно прекращают подачу промывочной жидкости. При этом

пружина 5, преодолевая сопротивление промывочной жидкости, плавно перемещает вниз поршень 3, которьй через шток 7 толкает отвес 10 и прижимает его к арретирующему элементу 9, фиксируя тем самым положение отвеса 10 относительно арретирующего элемента 9.

После подъема устройства на поверхность его извлекают из бурового снаряда, снимают крышку 17 и, наблюдая через смотровое отверстие 13 считывают по взаимному распололению рисок 12 и перекрестия 15 (фиг.2) величину зе штного угла скважины. Точность считывания зависит от числа рисок 12 и будет тем выше, чем больше их на сферической шкале-.

Вьшолнение отвеса в виде попушария, размещение на его шаровой поверхности сферической шкалы с кольцевыми рисками и подвеска его на штоке позволяет значительно расширить диапазон измерения (до 70-80 ) устройства, упростить конструкцию и повысить его надежность.

Окраска рисок в различные цвета позволяет облегчить процесс считывания показаний, а наличие смотрового отверстия с перекрестием позволяет считывать показания без разборки устройства с достаточной точностью во всем диапазоне измерения и тем .самым уменьшить время под отовки устройства к повторному применению.

Увеличение диапазона измерения и повышение надежности работы обуславливают экономтмеский эффект, получаемый от применения предлагаемого устройства.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕНИТНОГО УГЛА СКВАЖНЫ, содержащее маслонаполненный корпус, разделенный на две камеры посредством переборки, установленные в одной камере подпружиненный поршень,- а в другой - арретирующий элемент, отвес, узел подвески отвеса, выполненньй в виде шарнира и сферическая шкала о тл-и чающееся тем, что с целью увеличения, диапазона измерения и повьшения надежности работы, поршень снабжен штоком, узел подвески отвеса укреплен на штоке, а отвес выполнен в виде полушария, на поверхности которого размещена сферич ская . шкала, при этом в корпусе в камере поршня со стороны штока выполнено отверстие, причем камера арретирующего элемента герметизирована относительно камеры поршня,--а маслом заполнена арретирующая камера. 2. Устройство по п.1, от л и « чающееся тем, что кольцевые (Л риски шкалы выполнены разного цвета, при этом арретирующий элемент снабс жен смотровьн отверстием, герметично закрытым прозрачным стеклом с отметкой, например перекрестием, а отверстие со стеклом закрыто съемной герметичной крышкой.