Устройство для определения искривления горизонтальных скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B47/22 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при контроле искривления горизонтальных и наклонных скважин различного назначения. Известно устройство для определения отклонения скважины от горизонтали, содержащее резиновую трубу, на противоположном конце которой укреплена водомерная трубка с воронкой. Для определения отклонения скважины в шламЪвую трубу вводят газовую трубу (диаметр 40 мм) с заглушенным концом, в которую проталкивают резиновую тру бу. В последнюю заливают воду до получения одновременного ее излива из газовой трубы и воронки Ц. Недостатками этого устройства являются невозможность определения азимутального отклонения скважины, сложность проталкивания резиновой трубы до забоя при значительйой глубине скважины и обязательное наличие воды на месте работ. Известно также устройство для измерения искривлений горизонтальных и наклонных скважин, содержащее две втулки, соединенные гибкой связью, в одной из которых закреплён источник света, а в другой на диске фшссатор отклонения светового луча 2. Недостатком известного устройства являетс невозможность измерения кривизны относител но первоначально заданного направления сква жины в случае попадания задней втулки на искривленный участок, так как источник све в ней закреплен жестко. Кроме того, фиксат отклонения светового луча представлен набором фоторезисторов и солйгоидрм, размещаемым в передней втулке,что требует определен ноге количества токопроводящих проводов и как следствие, снижает площадь сечения светочувствительного экрана, т. е. разрешающую способность устройства. Целью изобретения является повышение надежности в работе. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения искривлений горизонтальных скважин, содержащем две втулки соедашенные гибкой связью, в одной из которых закреплен источник света, а в другой на диске - фиксатор отклонения светового луча, источник света установлен на диске, |фичем даек с источником света и даек с фиксатором отклонения светового луча размещены с возможностью вращения в коль цах, закрепленных во втулках на двух противоположно расположенных игольчатых подаесках, эксдентрично установленных относительно оси, направленной по диаметру даска и параллельной линии расположения подве сок. Кроме того, фиксатор отклонения светового луча выполнен из светочувствительного материала (например, светочувствительной бумагой). На фчг. 1 изображено устройство для определения искривления горизонтальных скважин; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - проекщм искривленного участка скважины на вертикальную плоскость; на фиг. 4 - ход светового луча на светочувстдательном зкране при различном характере кривизны скважины. Устройство состоит из корпуса, включающего проволочные упруго-эластичные элементы 1, соединенные с металлическими втулками 2 и 3 торцовыми головками 4, оснащенными подпружиненными направляющими роликами 5. Во втулке 2 установлен диск с источником 6 узконаправленного света, а во втулке 3 - диск с экраном 7. Втулки, в которые помещены источники света и экран оснащены идентичными для обоих механизмами осевого и кругового перемещения со свободным вращением вокруг Осей Z и Y. Для обеспечения вращения дисков вокруг осн X в щарнирно-подвещенном даске В снаружи по торцовой части, а в кольце 9 по внутренней поверхности проточена кольцевая канавка 10. В кольцевые канавки вставлены микрошарики 11, которые обеспечивают легкое вращение дасков в кольцах 9. Кольца 9 крепятся во втулках 2 и 3 посредством игольчатых подвесок 12, эксцентрично расположенных относительно оси У и застопоренных контргайками 13. Эксцентричное крепление колец 9 обеспечивает устойчивое вертикальное положение дасков. Снаружи гибкий элемент 1 закрыт эластичным кожухом 14. Продвижение устройства к забою скважины обеспечивается гибкими составными элементами 15 одинаковой длины (не показаны) с ниппельным соеданением между ними. Направлению оси X соответствует начальное азимутальное направление горизонтальной скважины. При отсутствии искривления по данному направлению в процессе бурения скважины искривление может иметь место по углу наклона ее осн к горизонту, отсчитываемое по оси Z вверх или вниз от начала коорданат. При изменении азимутального направления отсчет ведется по оси У с учетом глубины скважины (ось X). При проведении измерений на искривленных участках скважин соблюдается условие: плоскость пластины, в которую встроен световой источник и плоскость экрана взаимно параллельны и нормальны к горизонтальной плоскости (фиг. 3), что обеспечииается

степенями свободы их по осям У и Z. Базовое расстояние В между плоскостями постоянное, его величина выбирается с учетом литологии и механических свойств пород, в которых бурится скважина. Как известно,

искривления возникают в основном при пересечении контактов горных пород, обладающих разными механическими свойствами, и тем больше, чем больше различие пород по крепости.

Устройство работает следующим образом.

По мере продвижения устройства в скважине и отсутствии ее искривления источник 6 света попадает в центр координат, нанесенных 1а светочувствительную бумагу экрана 7. При искривлении скважины луч света на светочувствительной бумаге, наклеенной на экране, вычерчивает ту или-иную кривую (фиг.4)

координаты точек которой дают представление о характере искривления: вверх, вниз или дополнительно с изменением азимутального направления. По окончзши замеров устройство из скважины извлекают и производят дешифрование полученной кривой.

В предлагаемом ухтройстве по сравнению с базовым объектом отсутствует система соединительньЬс проводов по всей длине скважины, что упрощает проведение измерений кроме того, отсутствуют фоторезисторы, для которых необходимо дешифрующее устройство, включающее блоки усилителя, синхронизаторы дешифрующего устройства и счетного устройства, что повышает надежность в работе и обуславливает экономический )фект от применения предлагаемого устройства.

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕ НИЯ ИСКРИВЛЕНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, содержащее две последовательно установленные втулки, соединенные гибкой связью, в одной из которых закреплен исjL| // / . /JУ jXf м /Xf ЛУ Vf точник света, а в другой на диске -- фиксатор отклонения светового луча, о г л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, источник света установлен на диске, причем диск с источником света и диск с фиксатором отклонения светового луча размещены с возможностью вращения в кольцах, закрепленных во втулках на двух противоположно расположенных игольчатых подвесках, эксцентрично установленных относительно оси, направленной по диаметру диска и параллельной линии расположения подвесок. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а Ю ш ее с я тем, что фиксатор отклонения светового луча выполнен из светочувствительного материала. J 4 J//7 y /

UZ.J