Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине Советский патент 1988 года по МПК E21B47/00 E21B47/26 

лублениями 10 и размещен между паке- рами 4, Кольца 7 укреплены соосно с К 1 и вращаются. На выступах колец 7 установлены лопасти 9, вращающиеся вокруг оси, -перпендикулярной оси К 1. В качестве измерительных датчиков используют размещенные в углубле ниях 10 колец 7 датчики П и 12 углов поворота лопастей 9 относительно колец 7 и последних относительно К 1

9221

При гидроразрыве поток кидкости поворачивает каждое кольцо 7 до совпадения выступов 8 с соответствующим участком трещины в скважине, -а лопасти 9 ориентируются вдоль трещин. Датчики 11 и 12 регистрируют углы поворота каждого кольца 7 и лопастей 9 и определяют пространственную ориентацию трещин и гидроразрыва. 5 ил. 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано в горной и газовой промышленности. Цель - повьтение точности фиксации места гидроразрыва. Устр-во содержит корпус (к) 1, элемент 5 для фиксации гидроразрыва, регистрирующий узел 6, включающий измерительные датчики. Элемент 5 вьтолнен в виде набора колец 7 с радиальными выступами 8 и угlUWfW «rtl rQ.. зЛлСг (О (Л с 4 СО со N9

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в горной промышленности,гидротехническом строительстве, нефтяной и газовой промьшшенности.

Целью изобретения является повьщзе- ние точности фиксации места гидрораз- рьгеа.

На фиг,1 показано устройство, размещенное в скважине; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг„ 3 - внутренняя развертка поверхности кольца элемента определения ориентации плоскости гидроразрыва; на фиг. 4 - часть развертки поверхности скважины до гидроразрыва с проекцией на нее радиальных выступов колец и лопастей; на фиг. 5 - то же. после образования трещины.

Устройство состоит из трубчатого корпуса 1 с радиальным каналом 2, соединенным с помощью одного (или двух, в зависимости от совместного или раздельного нагнетания жидкости в пакеры и загерметизированный интервал, скважины) трубопровода 3 :(второй вариант, отвечающий раздельному нагнетанию, фиг.1, пунктир) с источником высокого давления (насо- :сом), пакеров 4, размещенных на корпусе по разные стороньт от радиального канала (фиг.1 и 2, положение пакеров в рабочем состоянии, пунктир), блока 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва и регистрирующего узла 6, размещенного вне скважины (фиг. 1 и 2). Блок 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва выполнен в виде соосных с корпусом 1 колец 7 с радиальными выступами 8, на

0

5

0

5

0

5

0

которых размещены лопасти 9, в кольцах выполнены углубления 10 (фиг.1 и 2), где размещены датчики 11 н 12, регистрирующие углы поворота лопастей от юсительно колец и колец относительно корпуса соответственно, например, на основе упругих элементов, прогиб которых пропорционален повороту колец и лопастей. В случае использования таких датчиков на валу лопастей и в кольцах на внутренней поверхности выполняются спиральные прорези 13, по которым движется свободный конец упругих элементов датчиков (фиг.З). Датчики соединены с регистрирующей аппаратурой 6 посредством кабелей 14.

Устройство работает следующим образом.

Намеченный участок скважины герметизируется с помощью пакеров 4 и в загерметизированный интервал скважины нагнетают жидкость до давления, приводящего к гидроразрыву скважины и образованию трещины 15 (фиг. 2 и 5), Признаком гидроразрыва является резкое падение давления жидкости в загерметизированном интервале при постоянном темпе нагнетания. В момент образования трещины и ее распространения вглубь массива жидкость из за- гер1метизированного интервала поступает в трещину 15. Поток жидкости поворачивает каждое подвижное кольцо

7до совпадения радиальных выступов

8с соответствующим участком трещины, а лопасти 9 при этом ориентируются вдоль трещиньт 15 (фиг. 2 и 5). Регистрируя углы поворота каждого кольца

и лопастей с помощью датчиков 12 и

3143

11 и регистрируклдей аппаратуры 6, определяют пространственную ориентацию трещины и гидроразрыва, по которой судят, например, о направлении большей компоненты поля напряжений,

Устройство характеризуется следующими параметрами: диаметр паке- ров 102 мм, диаметр трубчатого корпуса 80 мм, длина устройства 2940 мм, толщина колец 10 мм, щирина колец 10 мм, высота радиальных выступов 5 мм, высота лопастей 6 мм, масса устройства 157 кг, максимальное давление 50 МПа.

В качестве датчиков углов поворота применены датчики на основе упругих чувствительных элементов, прогиб

1,6 6,0 Вертикально, под

углом 45° к оси скважины, параллельно стенке выработки

Формула изобретения

Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине, включающее корпус, элемент для фиксации места гидроразрыва, регистрирующий узел, включающий измеритель- ные датчики, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности фиксации места гидроразрыва, оно снабжено размещенными на корпусе па- керами и лопастями, причем корпус выполнен в виде полой трубы с радиальным отверстием, элемент для фиксации

Q

5

1

которых пропорционален углу поворота, при этом прогиб регистрггруется с помощью тензорезисторов. В качестве регистрирующей аппаратуры 6 применен цифровой тензометрический мост с печатающим устройством.

Измерения проводят в горизонтальной скважине, пробуренной из горизонтальной подземной горной выработки на глубине 200 м от дневной поверхности, под углом 45° к оси вырйботки, Выработку проходят в биотитовых сланцах. Измерения проводят в четырех точках, длина герметизируемого интервала 1 м,

Результаты измерений приведены в таблице.

места гидроразрыва выполнен в виде набора колец с радиальными выступами и углублениями и размещен между паке- рами, при этом кольца укрепленьт соос- но с корпусом с возможностью вращения , на выступах колец установлены лопасти с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси корпуса, а в качестве измерительных датчиков использованы размещенные в углублениях колец датчики углов поворота лопастей относительно колец и колец относительно корпуса.

иг.5