Устройство для измерения зенитного угла скважины Советский патент 1985 года по МПК E21B47/22 

3 Изобретение относится к буровой технике и предназначено для измерения зенитного угла (угла отклонения от вертикали) скважины. Цель изобретения повышение точности измерения. На фиго 1 изображена установка устройства в компоновке бурильного инструмента на фиг.2 - то же, продольньш разрез; на фиг.З - разре А-А на фиго 2 (с отображением элементов фиксации поршня); на фиг.4 разрез Б-Б на (с отображением элементов центробежного механизма). Устройство 1 размещено в перевод нике 2 непосредственно над долотом 3. Устройство зажимается в переводнике втулкой 4 о Переводник своей верхней резьбой соединен с валом забойного двигателя 5. Устройство для измерения зенитного угла скважины состоит из отвес 65 шарнирно подвешенного в верхней части герметизированного наполненного жидкостью корпуса 7 на опоре 8 при этом отвес 6 снабжен в нижней части под шарниром грузом с острым наконечником 9s а в верхней над шарниром - магнитным элементом 10. Ниже размещены элементы узла фиксадин отвеса поршень 11. подви:кнь Й в осевом направлении, с закрепленной на нем сменной пластиной 12, выполненной из мягкого металла, например из свинца5 алюминия и др, и центробежный механизм, состоящий из грузо 13 с верхними и нижними тягами 14 и 15s соединенными шарнирами 16 с поршнем 11 и основанием корпуса 17. Поршень связан с корпусом шпонкой 18, Между поршнем 11 и основанием корпуса 17 размещена пружина 19. Гидравлическое реле представлено ,многошайбовым дросселем инерционного типа, шайбы 20 которого с дроссельными отверстиями 21, смещенными друг относительно друга на рас положены внутри поршня 11, На наружной поверз ности поршня выполнена проточка 22Jа на внутренней поверхности корпуса проточка 23, причем проточки сдвинуты одна относительно другой в осевом направлении и сопря жены между собой на концевых участках. Для уравновешивания давления, возникаквдего внутри корпуса 7 в связи с тепловым расширением находя:щейся в нем жидкости, в нижней 92 части корпуса имеется разделительный поршень 24. В средней части корпуса установлены стопоры 25 с пружинами 26, взаимодействующие с поршнем 11 узла фиксации отвеса. Для обеспечения снятия показаний верхняя часть корпуса 27 в зоне влияния магнитного элемента 10 выполнена немагнитной, над магнитным элементом 10 на торце верхней части корпуса выполнена кольцевая шкала 28 из немагнитного материала и имеется ферромагнитный указатель 29 зенитного угла для взаимодействия с магнитным элементом 10, помещаемый на шкалу 28 при снятии показаний. Ферромагнитный указатель 29 зенитного угла может представлять собой как металлический шарик, так и любое другое ферромагнитное тело. Для заливки жидкости в корпусе предусмотрены отверстия с пробками 30. Верхняя часть корпуса снабжена обтекателем в виде 31. Устройство для измерения зенитного угла скважины работает следующим образом. Для производства замера устройство 1 размещается внутри переводника 2 непосредственно над долотом 3 и зажимается в переводнике втулкой 4, в результате чего появляется возможность вращения (вместе с переводником и долотом) с частотой вала забойного двигателя 5. После спуска инструмента на бурение включается циркуляция промывочной жидкости, запускается забойньш двигатель и долото вращается. Под действием центробежных сил стопоры 25, преодолевая силу сопротивления пружин 26, выходят из пазов поршня 11, освобождая его возможности осевого перемещения внутри корпуса по шпонке 18. Вследствие того, чТо нижние тяги 15 шарнирно закреплены в жестко связанном с корпусом основании 17, а верхние тяги 14 шарнирно соединены с поршнем 11, то при расхождении .под действием центробежных сил грузов 13 освобожденньй поршень 11 перемещается вниз, сжимая пружину 19. При этом наконечник груза отвеса 6 выходит из контакта со сменной пластиной 12 и находится в положении, обусловленном силой тяжести груза и частотой вращения забойного двигателя. При прекращении вращения центробежная сила грузов 13

311

перестанет действовать и пружина 19 перемещает поршень 11 с пластиной 12 вверх. Перемещение происходит с замедлением вследствие дросселирования жидкости через отверстия 21 при ее перетоке из верхней полости корпуса в нижнкво. В результате замедленного перемещения поршня отвес 6 успевает занять положение, соответствующее зенитному углу скважины. В конце хода поршня, когда между острием наконечника 9 отвеса 6 и сменной пластиной, 12 поршня 11 остается 3-5 мм, происходит совмещение проточки 22, выполненной на поршне, с аналогичной проточкой 23 - на корпусе. В образо. ванный зтими проточками канал, гид94

равлическо е сопротивление которого значительно ниже сопротивлений дроссельных отверстий в поршне, происходит переток жидкости из верхней полости корпуса в нижнюю. Часть усилия пружины 19, ранее расходуемая на преодоление сопротивления от перетока жидкости в дроссельных отверстиях, идет на сообщение поршню ускоренного движения, в результате чего происходит надежное внедрение острого конца отвеса 6 в пластину 12. При этом осуще.стбляется дополнитешьна фиксация поршня 11 и отвеса 6 стропами 25, входшцими в пазы порщня 11 под действием пружины 26.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНОГО УГЛА СКВАЖИНЫ, содержащее отвес, ниже установленный узел фиксации отвеса, состоящий из поршня, подвижного в осевом направлении, с пластиной и центробежным механизмом, а также гидравлическое реле, размещенные в корпусе, заполненном жидкостью, верхний торец которого представлен в виде шкалы, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено установленным в верхней части корпуса ферромагнитным указателем зенитного угла и размещенным в средней части корпуса с возможностью взаимодействия с поршнем подпружиненными стопорами, а гидравлическое реле выполнено в виде многошайбового дросселя инерционного типа, который размещен в поршне, при этом на верхней части корпуса выполнена кольцевая шкала (О из немагнитного материала, на котоСО рой расположен ферромагнитный указатель, а наружная и внутренняя поверхности корпуса имеют проточки, причем последние сдвинуты в осевом направлении, а их концевые участки связаны между собой.

29

27

А-А

Фиг.З

6-6

QJus.