Визуальный инклинометр Советский патент 1989 года по МПК E21B47/02 

(Л

4i

СО

со

vj

СП

заполнена расположенными над другой двумя прозрачными песмешива- ющнмися жидкостями - подным раствором хлористого натрия и керосином. На разделе жидкостей размете; сферический поплавок (И) 8, удельный Еве которого больше удельного веса верхней жидкости и меньше удельного веса нижней жидкости. В экваториальной плоскости и 8 установлен маг- 1П1Т 9 и на)есела основная разметка в виде экваториальной линии. Дополнительная разметка выполнена в глзде линии, соединяющей северную точку экватора с верхн)п-1 полюсом II 8. В камере расположены два подвижных шарика (Ш) 15,16 и два поднружинен- иых амортизатора 11,12 с; элагтпчнь м прокладками 13,1 Д., |11ток 3 с одного конца подпружинен относ 1тель 1о К 2. Другой конец ип ока 3 размещен снаружи К 2 и снабжен стопором, 1зыполnenBi.iM в виде совместно или по отдельности установленных на ттоке 3 дроссельного затвора 20 и срезаемого

от удара гчтифта 21. И11Клинометр оснащен приспособление 5 для снятия показаний в втще прозрачного прямоугольного параллелегнптеда, в котором выполнена дапиндрическая выточка под

наружный диаметр втулки 6. На взаимно 11ерпе1 дикулярные боковые г рани параллелеп1-теда jianecenbi шкалы азимута и угла накло}1а. При воздействии промывочной жидкости затвор 20

или срезании штифта 21 rijiji ударе о преграду происходит за1цемление амортизаторами 11,12 П 8 и Ш 15,16, ори- ен гированш.ж в алсида.пьной плоскости. Гл1ятце показаний осуществляют но

взанмиоьгу расположе 1ию линий па П 8 и 111 15,16 относительно и1кал пзимута и угла наклона.. 3 з.п ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике разведочного бурения и предназначено для определения азимута и угла наклона скважины. Цель - повышение надежности работы, ускорение процесса снятия показаний и расширение возможности применения инклинометра за счет обеспечения измерений при спуске в компоновке с бурильным инструментом и при забросе в бурильный инструмент после спуска. В кожухе 1, связанном с корпусом (К) 2, установлена камера с сильфонами 4, 5. Камера, выполненная в виде прозрачной втулки 6, связанной с упором 7 и К 2, заполнена расположенными одна над другой двумя прозрачными несмешивающимися жидкостями - водным раствором хлористого натрия и керосином. На разделе жидкостей размещен сферический поплавок (П) 8, удельный вес которого больше удельного веса верхней жидкости и меньше удельного веса нижней жидкости. В экваториальной плоскости П 8 установлен магнит 9 и нанесена основная разметка в виде экваториальной линии. Дополнительная разметка выполнена в виде линии, соединяющей северную точку экватора с верхним полюсом П 8. В камере расположены два подвижных шарика (Ш) 15, 16 и два подпружиненных амортизатора 11, 12 с эластичными прокладками 13, 14. Шток 3 с одного конца подпружинен относительно К 2. Другой конец штока 3 размещен снаружи К 2 и снабжен стопором, выполненным в виде совместно или по отдельности установленных на штоке 3 дроссельного затвора 20 и срезаемого от удара штифта 21. Инклинометр оснащен приспособлением для снятия показаний в виде прозрачного прямоугольного параллелепипеда, в котором выполнена цилиндрическая выточка под наружный диаметр втулки 6. На взаимно перпендикулярные боковые грани параллелепипеда нанесены шкалы азимута и угла наклона. При воздействии промывочной жидкости на затвор 20 или срезании штифта 21 при ударе о преграду происходит защемление амортизаторами 11, 12 П 8 и Ш 15, 16, ориентированных в апсидальной плоскости. Снятие показаний осуществляют по взаимному расположению линий на П 8 и Ш 15, 16 относительно шкал азимута и угла наклона. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технике разведочного буре}И1я и предназначено для определения азимута и угла наклона скважины.

Цель изобретения - повышение надежности работы, ускорение процесса снятия показа иш и расширение возможности применения за счет обеспечения измерений при спуске в компопов- ке с бурильным П струментом и при забросе в бурячьн1:и 1 инструмент после спуска.

Па фит . 1 схематично изоб11ажсн визуальный инклииометр, нро.ольиый разрез; на фиг. 2 - сферический поплавок; на фиг. 3 - приспособление для снятия показаний; па фиг. 4 - размещение двух В1 зуальных инклинометров в составе бурильного инструмента.

Визуапьньш инклинометр содержит кожух 1, связаип1.1й с корпусом 2, в котором соосно размещен шток Зо В кожухе 1 установлена камера с снпьфона ми 4 и 5. Сильфон 4 связывает корпус 2 со штоком 3, образуя низ жидкостной камерЫо Камера выполнена в виде прозрачной втулки 6, связанной одним концом с упором 7, а другим - с корпусом 2. Сильфон 5, установлен- път на упоре 7, образует верхнюю

часть )иидкостной камер1.1. Камера заполнена расположенными одна над

другой двумя прозрачными несмешива- юипмися жидкостями, на разделе кото раз.нещен сферичеосин поплавок 8, ныпслненш-й в виде цельного плacг ;ac- сового |;глра, Уд льный нес .пка 4 больше удельного веса Bepxneii жидкости и меньше удельного веса н}1жне11 :.кмдкос 1 п. В качестве несмешивлющих- ся жрщкостей используется водный

раствор хлористого натрия и керосин, более ;ге1-кий от ЮС11тельно этого р-)|,:т- вора;,

В зкваториалт.пой плос,кости поплавка 8 установлен магнит 9, а в

HRжнeй части - отвес 10,

В камере расположены два подпружиненных амортизатора 11 и 12 с эласт1гчнььми прокладками 13 и 14 на их торцах и два подвижных шарика

15 и 16, которые дубоТируют положение апсидальной плоскости скважин1.1. ;1а- рик 15 расположен между упором 7 и амортизатором 11, который подпружинен относительно упора 7 пружиной

17, Шарик 16 расположен между штоком .3 и амортизатором 12, который подг.ру- жинен относительно штока 3 пружиной 18. Шток 3 с одного конца подпружинен относительно корпуса 2 пру7fnnoH 19. Лру1 ой конец штока 3 рат- мещея снаружи корпуса 2 и снабжен стопором, установленным с возможностью ограничения перемещения штока 3 в осепом направлении и удержания его в оттянутом положеинм. Стопор выполнен в виде совместно Ш1И но отдельности установленных на штоке 3 дроссельного затвора 20 и срезаемого от удара штифта 21.

При использовании инклинометра как бросового аппарата, стопор выполнен только в виде срезаемог о от удара 01тифта 21, закрепленного на ш то к с 3.

При ког- поноаке инклинометра в бурильног инструменте с помощью пе- pe.o/;;iHi:a 22 стопор выполн€:н в виде дроссельног о затвора 20, жестко связанного С ) jTOKOM 3 1ШИ yc i ановлен- ного с возможностью ограниченного перемешен ; по штоку 3 с фиксацией срсзаем1 |м и тифтом 23.

При ол огфеменном использовании

двух СГ1,1|)ОННЬГХ НКЛ 1НОМеТрО,

и ыгюлнен и }эиде совместно установ- ченных :.а UJTOKG 3 дроссель {ого зат- Bop.j 20 i срезаемого от удара та 21 .

-)Се детали инклинометра выполнены из диамагн 1тн,х материалов Б эк- иа-; ор ьг 1ьно : плоскости сферического псп - пвк-. Я (фиг. 2) нанесена ociiOB- 1с я Г . ко.-.йтка в виде лшши 2А, по CC Topoi i определяют угол чаклона. До- полнигс план разметка на -1есена в виде 25 (Север), соединяюще северну о N экватора и верхний iiojnoc поплавка 8. По линии 25 опре- ) а.имут скважинь.

,jiHHO.eTp ocHaiUBH пр 1способле- нипм 26 для снятия показаний (фнг. 3), которое вь полнено из проз- рачлого материах а в виде прямоуголь }1ого параллелепипедаJ На одной из боко.иых граней параллелепипеда нанесена шкала 27 азимута, а на перпендикулярной ей грани нанесена ojKa- ла 28 угла наклона и размещена стрелка 29„ В параллелепипеде перпендикулярно грани, содержащей пкалу 27 азимута, вьтолнена цилиндическая выточка под наружньш диаметр прозрачной втулки 6 (фиг 1), При использовании двух спаренных инкл шoмeт- ров, они соедюшются диамагнитной трубой 30 (фн.Го 4).

В1 зуальный инклинометр работает следующим образом.

При испол1;3овании его как бросового аппарата, инклинометр забрасывают внутрь бурильных труб при оттянутом штоке 3, который зафиксирован стонором только в виде срезаемого от удара штифта 21 (фиг. 1). В этом

0 положении пружина 19 сжата, а пружи- тл 17 и 18 разжаты. Поплавок 8 и шарики 15 и 16 находятся в разаррети- рованно.м положении. Шарики 15 и 16 занимают положение нижней точки в

5 ллсидальной нлоскости скважины, а гтоплавок 8 на разделе двух жидкостей satfHMaeT определенное положение от- осительно 1агнигного меридиана и угла наклона скваж 1Н.1.

0 При ударе штока 3 о преграду про- и.зойдет срез штифта 21. Усилием освобожденной пр окины 19 гаток 3 будет подниматься совместно с амортизатором 12 и шариком 16. Па эластичной

5 прокладке 14 поплавок 8 будет поднят до зап1емления в эластичную прокладку 13 верхнего амортизатора 11„

Дальне1Н ее поднятие штока 3 пружиной 19 приведет к осевому переме0 амортизаторов II и 12, сжатию пружин 17 и 18 и фиксации шариков 15 и 16.

После поднятия инклинометра на 11оверхност1 отворачивают кожух 1 и берут виз} альные отсчеты положения апсидальной плоскости, азимута и угла скважины. Для этого приспособление 26 }1акладывают на прозрачную втул- 0 ку 6 таким образом, чтобы положение шариков 15 и 16 на шкале 27 соответствовало отметке 180°. В таком положении напратшение скважи1 ы будет соответствовать отметке О. Угол g между положением линии 25 (Север) и отметкой О будет соответствовать азимуту 0 скважины (или 360 ° - ). Стрелку 29 устанавливают по наклону линии 24 экватора и по шкапе 28 бе- Q рут отсчет угла L/ наклона скважины. Применение инклинометра возможно также при включении его в бурильную колонну через переходник 22,

Для этого шток 3 устанавливается g торцом к поверхности, а упор 7 - к забоюо При достижении необходимой глубины скважины в бурильные трубы забрасьгеается груз, который при ударе по штоку 3 срезает штифт 21 и

фиксирует тем самым положение поплавка 8 и шариков 15 и 16

При спуске в скважину в компоновке с бурильным инструментом на пере- ходнике 22, инклинометр включается D работу в зависимости от требуемых УСЛОВ1Ш бурения, п имение - аррети- роваиием поплавка 8 и шариков 15 и 16 при включении промывки или в мо- мент включения циркуляции промывочной жидкости.

в первом случае шток 3 оборудуется стопором в ппде дроссельного затвора 20, жестко связанного со што- ком 3 и установленного в проточном канале переходника 22, В исходном положении при спуске в скважину поплавок 8 и шарики 15 н 16 зафиксированы. Во время подачи промывочной жидкости дроссельный затвор 20 продвигается вниз до открытия ПрОШ1ШОЧ- ных каналов, увлекает за собой шток 3 и сжимает пружину 19, При этом освобождаются от зап1емления попла- век 8 и шарики 15 и 16, которые фиксируют инклинометрические данные скважины.

Защемляются поплавок 8 и шарики 15 и 6 при выключении промывки, ког да дроссельный затвор 20 совместно со штоком 3 поднимается в исходное положение, В этом случае подъем инклинометра производят с перекрытием промывочного канала на переходнике 22, На поверхности, сняв зас1итньгй кожух 1, с помощью приспособления 26 берут инкхииюметрические отсчеты конечной глубины бурения„

Во втором случае шток 3 оборуду- ется дроссельным затвором 20, который установлен с возможностью осевого перемещения по штоку 3 вниз. Дроссельный затвор 20 фиксируется в проточном канале переходника 22 с помощью штифта 23, Инклинометр, как и в нервом случае, спускается в сквжину в арретированном положении. Поле включения промывки дроссельный затвор 20 оттянет шток 3 вниз, раз- арретируя поплавок 8 и шарики 15 и 16, При установке штока 3 на упор корпуса 2 и дальнейшего воздействия потока промывочной жидкости на дроссельный затвор 20 произойдет срез штифта 23, Шток 3, освободившись от дроссельного затвора 20, поднимает- ся вверх, арретируя поплавок 8 и шарики 15 II 16, После окончания рейса

0 5

О

0 5 Q 5

5

бурения, инклинометр поднимают на поверхность и сняв защитный кожух 1 берут инклинометрические отсчеты начальной глубины бурения с помощью приспособления 26,

При использовании двух спаренных визуальных инклинометров, расположенных в параллельном или противоположном направлении, возможно различное сочетание расположений срезаемых штифтов 21 и 23 и дроссельных затворов 20,

HanpiiMep, на фиг, А показаны визуальные инклинометры, расположенные в противоположные стороны о При этом нижний шклинoмeтp, оснащенный только дроссельным затвором 20, на- ходнтся в зафиксированном положении, а верхний инклинометр, шток 3 которо-- го оснащен дроссельным затвором 20 и срезаемым штифтом 21, находится в расфиксированном положении.

При подаче промывочной жидкости на верхний дросбельный затвор 20 во время начала бурения произойдет срез штифта 21, чем будет зафиксирован верхний инклинометр, В то же время произойдет расфиксация нижнего инклинометра, который зафиксируется только в конце бурения при выключении промывки. Если выше установить еще инклинометр сбрасьгоаемого исполнения, то за один рейс можно получить инклинометрические данные начала бурения, промежуточного интервала при забросе груза и конечного интервала буреиия.

Если шток 3 нижнего инклинометра оборудовать только срезаемым штифтом 21, то спаренные визуальные инклинометры можно использовать для замера реактивного момента турбобуров при забросе их внутрь бурильных труб. При ударе штока 3 нижнего инклинометра в шпиндель турбобура (или другую преграду) произойдет фиксация его шариков 15 и 16 (не показано) , а при включении промывки И работе турбобура зафиксируются шарики верхнего инклинометра. Сопоставленная разность положения шариков 15 верхнего и нижнего инклинометров даст величину реактивного угла закручивания, что особенно важно знать при наклонно направленном бурении,

Помимо перечисленных возможных областей применения визуальных инклинометров они могут использоваться как

ориентирующие механизмы для отбора ориеитироваиного керна при соединении их с маркирующими керноприемны- ми устройствами, а также как устройство finn визированной ус ниовки отклоняющих систем при дооборудовании DiTOKa иечатью.

Формула и 3 о б е т 8 н и я

ПОДПруЖИНеН ЬЙ с ОДНОГ О ОТ 1Осительно корпуса, установленную в камеру с , запол- нриную прозрачной )«:.(костыо и выполненную я прозрачной итулки связанной o;iHn:-i концом с ynopoN-, а другим - г. корпусом, разметенный в жидкости crlje-пический поплавок, г: эк}затория,чыюй плоскостг :оторого установлен магнит и нанесена основная разметка в виде эк1. ;:ториальной

ЛИПИ1 , о т я и ч Г 10 1; и и с я

тег-, что, с пелъУ поиьпиекия надежности работы, ускорения процесса снятия nOiCasaHTrfi и рас 1 ирения возможности применения за обеспечения 1-:змерег пп при спуске в KO -. с бурильным и})струментом и П11И -laRpoce в бур1шьный инструмент после спуска, он снабжен приспособлением для снятия показаний и расположенными в камере дчумя подпру- жине}п ыми амортизаторами с эластичными прокладками на их торцах и двумя пoдвижнь и гаар1-жами, один из которых расположен между упором и амортизатором, г1Одпр ;А и;генкым относительно упор;-., а другой шарик рассриг.2

положен между штоком и амортизатором, подпружиненным относительно штока, другой конец которого разме- щр.н снаружи корпуса и снабжен стопором, установленным с возможностью ограничения перемещения штока в осевом направлении, при этом на сферическом поплавке нанесена дополнительная разметка в виде линии, соединяющей северную точку экватора н ве);ний полюс поплавка, а камера заполненл расположенными одна над другой двумя несг-1егг иваюпц{мися Ж1Щ- кистями, причем удельный вес сферического поплавка больше удельного веса BepxHeii жидкости и меньше удельного веса нижней жидкости.

2о Инклинометр по п, 1, D т л и - ч а 10 о; и и с я тем, что приснособ- лет1ие для снягил показаний выполнено 43 прозрачного мате1)иала в виде прямоугольного параллелепипеда, на одной из боковь х граней которого на- }1есена шкала аз)мута, а на периен- 1 кулярной ей I liann нанесена шкала угла наклона и размешена стрелка, при ттом в параллелепипеде перпендикулярно его грани, содержащей шкалу азимл та, выпол1 ена цили1 дрическая выточка,

4„ Инклинометр по п. 1, о т л и - ч а 10 щ и и с я тем, гто в качестве несмешивающихся Ж11дкостей используется водный гоюристого натрия и керосин.

фигЗ

гг

/5