Устройство для замера и корректировки угла наклона буровых скважин Советский патент 1961 года по МПК E21B47/22 G01B7/30 

Известно устройство для замера азимута и угла наклона оси скважины, построенное на использовании жидкостных уровней и передающее на поверхность сигналы о положении пузырьков в уровнях. Оно состоит из жидкостного уровня, звукового сигнализатора и отклонителя.

Предлагаемое устройство для замера и корректировки угла наклона буровых скважин отличается от известных тем, что оно встроено з неподвижную часть погруженного бурового агрегата, а жидкостный уровень его расположен на периферийной части поперечного сечения агрегата. Это дает возможность замерять угол наклона скважины и ориентнронать отклонитель без извлечения из нее бурильной колонны и без спуска в скважину автономного измерительного прибора.

Устройство также снабл ено автономным источником электропитания в виде батареи аккумуляторов, а для передачи на поверхность сведений об угле наклона скважины в его электросистему встроен электромагнитный боек, наносящий удары оо колонне труб. Такое выполнение исключает необходимость проволочной связи с -поверхностью.

Кроме того, отличием устройства является фиксация перемещениГ пузырька жидкостного уровня при помощи фотореле, действующего за счет разницы тока в цепи, получаемой в зависимости от нахождения яли отсутствия пузырька уровня на пути световых лучей. Полученный при этом импульс передается электромагнитному бойку.

На фиг- 1 изображено предлагаемое устройство и разрезы по А-А ii Б-Б на фиг. 2-схема четырехпозиционного выключателя питания; на фиг. 3 - схема работы устройства; на фиг. 4 - схема фотореле.

Описываемое устройство предназначено для производства замера зенитного угла скважины и ориентирования отклонителя для логащения кривизны при минимальных отклонениях скважины от вертикали бен дополнительных перерывов процесса бурения.

№ 143357-2Усчроиство состоит из измерительной и перед.ающей частей расположенных на удлиненном верхнем переводнике / турбобура, вокруг которого размещены малогабаритные аккумуляторы 2 электрического тока. Для замера,зенитного угла скважины и ориентирования отклони- теля -в измерительной части устройства применен обычный уровень с сернистым эфиром в качестве чувствительного элемента. Уровень ;пкрепляют по касательной и цилиндрической поверхности переводника параллельно направлению действия отклонителя 4 в плоскости, перпендикулярной оси трубобура.

Для ориентирования отклонителя .при бурении вертикальной скважины определяют величину и направление кривизны скважины и поворотом бурильной колонны направляют действие отклонителя в сторону, противоположную кривизне. В наклонной скважине ось турбобура наклонна и при повороте турбобура ось уровня будет иметь наклон к го1;инонтам от нуля до величины зенитного угла наклона турбобура. Максимум отклонения пузырька на угол а при повороте турбобура имее1 место в положении / уровня, когда направление действия отклоннтеля 110 стрелке // противоположно отклонению турбобура.

На . 3 пунктиром показано положение турбобура, когда его ось 1(ертикальна и сплошной линией--когда она отклонена. Для фиксации момента, когда при повороте бурильной -колонны пузырек займет положение /, ириме1нено фотореле 5. При отклонении оси тубобура от вертикали менее чем на 3 и повороте турбобура пузырек уровня не фиксируется фотореле; при отклонении в 3 фиксируется момент, когда уронень занимает положение 1, а при отклонении более чем на 3 пузырек фиксируется в течение поворота турбобура на некоторый азимутальный угол. В последнем случае фиксации получения уровня азимутальный угол делят 1нополам.

Такой метод ориентирования отклонителя позволяет определять величину зенитного угла наклона турбобура ;по величине азимутного угла -поворота бурильной колонны и турбобура, когда фиксируется nv:ч.1рек уровня.

Фотореле состоит из источника света в виде электролампочки ti lio одну сторону ампулы уровня и фотоэлемента 7 в виде фотосопротивления другую сторону уровня, электромагнитных реле 5, 9 и Ю, а также источника // постоянного тока. Фотореле работает как зум.мер, т. е.. включается под действием тока -в цепи фотосопротивления и с небольшим замедлением размыкается, -чтобы при той же величине lOKa н цепп фотосопротивления вновь включиться. При нахождении |;узырька уровня на нути светового нотока освещенность фотосопротив.чения снижается из-за преломления лучей света, а при отсутствии ну.-.ырька освещенностьпоследнего возрастает. В зависимости от силы токя I, цепи фотосопротивления при разной,освещенности его электромагнитное реле включает или выключает сигнально-передающее устройство.

Для передачи на поверхность показаний уровня предусмотрено подключение к фотореле электроударника 12 соленоидного типа. При отсутствии пузырька уровня в створе электролампочки фотоэлемент аериодическ-и включает электропитание соленоидного ударника, и последний ударами но бурильной колонне нередает звуковые сигналы на поверхность. При нахождении пузырька уровня в створе фотоэлемент электропитания ударника выключается.

Электропитание измерительной части (фотореле) и передающей части (электроударника) осуществляется л-ишь во время замера зенитного угла скважины и ориентирования отклонителя. Для отключения питания на время бурения, спуско-подъемных операций и простоев примснеи четырехпозиционный выключатель 75, работающий в зависпмосп; от разницы давления в бурильных трубах и затрубном лространстне. При двухкратном новышении давления в бурильных трубах вык,1ючаи ч1. отключает электропитание, а при двухкратном понижении - включает.

Четырехнозиционный выключатель состоит из двухпознцпонного гидравлического и двухпозиционного электрического выключателей 4 /5, что позволяет произвольно включать и выключать электро;1итанш вследствие повышения и понижения внутритрубного давления с поверхности путем включения и выключения бурового насоса или открывания пусковой задвижки.

Предлагаемое устройство позволяет получать информацию о иеллчине и направлении отхода центра забоя скважины от зенитной оси. проходящей через устье при весьма малых величинах угла пак;1он.ч ствола к исртикали.

П р е д м с I и Л о б р е т е и и я

1.Устройство для замера и корректировки утла наклона буровых скважин при проходке их забойными агрегатами, состоящее из жидкостного уровня, звукового сигнализатора и отклонителя, о т л и ч а ющееся тем, что, с целью получения возможности замеров угла наклона скважины и ориентирования отклонителя без извлечения из нее бурильной колонны и без спуска в скважину автономного измерительного прибора, оно встроено в неподвижную часть забойного агрегата, при этом жидкостный уровень его размепхен на некотором расстоянии о г оси вращения агрегата.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью иск. 1ючения проволачной связи с поверхностью, оно снабжено автономным источником электропитания в виде батареи аккумуляторов, а для передачи на поверхность сведений об угле наклона скважины в электросистему встроен электромагнитный боек, наносящий удары по колонне труб.

3.Устройство по п. 1, отлича ющеесятем, что фиксация перемещений пузырька жидкостного уровня и передача импульса к электромагнитному бойку осуществлена при помощи фотореле, действующего м счет разницы тока в цепц фотоэлемента в зависимости от пи хождения И.ЛИ отсутствия пузырька уровня на пути световых лучей.

-3--№ 143357