Устройство для определения азимутального угла скважины Советский патент 1988 года по МПК E21B47/22 

(21)А086223/22-03

(22)13.05.86

(46) 23.03.88. Бют. № 11

(71)Устиновский механический институт

(72)В.Н.Шиляев, В.В.Шрамек, Н.Ф.Белова и В.А.Мыльников ч (53) 622.243.27 (088„в)

(56) Авторское свидетельство СССР К 1148985, кл. Е 21 В 47/02, 1983.

Авторское св1щетельство СССР 605949, кл. Е 21 В 47/022, 1977.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОГО УГЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтяной геологоразведочной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем одновременного определения зенитного и азимутального углов. Устр-во содержит соеди- jненные световодом 1 глубинную и наземную части. Глубинная часть содержит корпус 2, жестко связанные с магнитной стр елкой 4 отражатель 5

23

(Л

со

00 NP

;о со

4ib

и диск 6 с изменяищейся по окружности оптической плотностью и концентрк- ческие светофильтры 7 и 8 с разной длиной пропускания. Наземная часть содержит оптически взаимодействующие источник 12 света и измерительные фотоприемники 17 и 18, опорный фотоприемник 16, светоотделительный блок 13, третий 14 и четвертый 15-светофильтры, сумматор 19, дифференциальные усилители 20 и 21, блок 22 АЦП

1

Изобретение относится к нефтяной геологоразведочной технике, а именно к устройствам для инклинометрии скважин.

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей путем одновременного определения зенитного и азимутального углов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для .определения азимутального угла скважины содержит соединенные световодом 1 глубинную часть, включающую корпус 2, оптическую систему 3, магнитную стрелку 4, кольцевой отражатель 5, диск 6 с изменяющейся по окружности оптической плотностью, первый 7 и второй 8 концентрические светофильтры с разной длиной волны пропускания (светофильт 7-3 синей части спектра, светофильтр 8 - в крйсной) и кольцевой сферический уровень 9, заполненный непрозрачной жидкостью 10 с пузырьком 11 воздуха, и наземную часть, содержащую источник 12 света, установленный перед ним светоделительный блок 13, третий 14 и четвертый 15 светофиль-ср с длинами волн пропуск ания, соответ- .ствуищие светофильтрам 7 и 8, опор- ньй фотоприемник 16, измерительные фотоприемники 17 и 18, сумматор 19, дифференциальные усилители 20 и 21, блок 22 аналого-цифровых преобразо- вателей (АЦП) и цифровой регистратор .23. С магнитной стрелкой 4 жестко связан кольцевой отражатель ,5 и 6 с изменяющейся по окружности оптической плотностью С корпусом 2 связан

и цифровой регистратор 23. С корпусом .наземной части связан кольцевой сферический уровень 9, заполненный непрозрачной жидкостью 10 с пузырьком 11 воздуха. В устр-ве происходит преобразование величины азимутального угла в интенсивность светового потока, состоящего из „синего и .красного света. Их соотношение пропорционально величине зенитного угла. 1 ил.

кольцевой сферический уровень 9. В наземной части перед измерительными фотоприемниками 17 и 18 установлены третий 14 и четвертый 15 светофильтры. Выходы измерительных фотоприемников 17 и 18 подключены к сумматору 19 и входам дифференциального усилителя 21.

К входам дифференциального усилителя 20 подключены выходы сумматора 19 и опорного фотоприемника 16. Выходы дифференциальных усилителей 20 и 21 через блок 22 АЦП соединены с цифровым регистратором 23.

Устройство работает следующим образом.

Луч от источника 12 света через светоделительный блок 13, световод оптическую систему 3, формирующую параллельный пучок света, пузырек 11 воздуха кольцевого сферического уровня 9, светофильтры 7 и 8 и диск 6 попадает на отражатель 5. Отраженный свет через светофильтры 14 и 15 попадает на фотоприемники 17 и 18. При вертикальном направлении скважины интенсивность красного и синего света, прошедшего через пузырек 11, смещается, при этом изменяется соотношение интенсивностей синего и красного света, проходящего чере пузырек 11 и попадающего на фотоприемники 17 и 18. Дифференциальный усилитель 21 определяет соотношение синего н красного света, однозначно определяющее угол наклона скважины, который поступает на реги- стратор 23 через блок 22 АЦП.

При изменении aзи fyтaльнoгo напраления скважины магнитная стрелка 4 сохраняет свою ориентацию в магнитном поле Земли, а пузырек 11 воздуха смещается относительно магнитной стрелки 4 и диска 6, следовательно, изменяется оптическая плотность на пути проходящего через пузьфек 11 света, что приводит к изменению его интенсивности. Интенсивность проходя щего света определяется суммарной интенсивностью синего и красного света, т.е. выходной сигнал сумматора 19 пропорционален интенсивности проходящего через пузырек 11 воздуха света, зависит от азимуиального направления скважины. Дифференциаль- ньй усилитель 20 определяет соотношение интенсивности света от источ- ника 12 света, определяемой опорным фотоприемником 16, и интенсивности проходящего через пузырек 11 воздуха света, которое однозначно определяет азимзпгальное направление скважины, а на регистраторе 23 фиксируется величина азимутального угла.

Таким образом, в устройстве происходит преобразование величины ази- мутального угла в интенсивность светового потока, состоящего из синего и красного света, соотношение которых пропорционально величине зенитного угла.

Формула изобретения

Устройство для определения азимутального угла скважины, содержащее

соединенные световодом глубинную часть, включающую корпус и жестко CBHsaHiaie с магнитной стрелкой отражатель и диск с изменяющейся по окружности оптической плотностью, с наземной частью, включающей оптически взаимодействующие источник света и измерительные фотоприемники, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем одновременного определения зенитного и азимутального углов, orto снабжено связанным с корпусом глубинной части кольцевым сферическим уровнем, заполненным непрозрачной жидкостью с пузырьком воздуха, оптической системой, первым и вторым концентрическими светофильтрами с разной длиной волны пропускания, опорным фотоприемншсом, установленным перед источником света свето- делительным блоком, третьим и четвер- тым светофильтрами, сумматором, двумя дифференциальными усшштелями, блоком аналого-цифровых преобразователей, цифровым регистратором, причем третий и четвертый светофильтры установлены перед соответствующими измерительными фотоприемниками, выходы которых соединены с входами первого дифференциального усилителя и сумматора, выход которого подключен к одному из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с опорным фотоприемником, при этом выходы дифференциальных усилителей через блок анаголо- цифровых преобразователей подключены к цифровому регистратору.