Устройство для измерения параметров искривления скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к технике Геофизических исследований и предназначено для измерения параметров искривления скважины.

Цель изобретения - повышение точности измерения азимутального угла скважины.

На фиг. 1 приведено устройство ля измерения параметров искривления Скважины; на фиг. 2 - разрез А-А на ,ф|иг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Устройство для измерения параметров искривления скважины содержит корпус 1 с геометрической полостью, в которой установлены датчик зенитного угла в виде цилиндрического прозрачного сосуда 2, частично заполненного двумя несмешивающимися веществами, контейнер 3 с хладагентом , закрытый пробкой 5 и пружина 6. Корпус 1 разделен на две части горизонтальной перегородкой 7 с выступом 8 и сквозными отверстиями 9 причем в Нижней полости 10 размещен сосуд 2, заполненный по крайней мере двумя несмешивающимися веществами - легкоплавким 11 (например, парафином) и аккумулятором 12 тепла (например, Водой). Сосуд 2 закрыт пробкой 13- В Верхней полости размещен контей- Иер 3 с хладагентом if (например, во- Дой), пробка 5 которого контактирует Через пружину 6 с выступом 8 перегородки 7 направленным в сторону Пробки 5.

Внутри сосуда 2 (датчика зенитного угла) размещен датчик азимута в йиде конического поплавка 15 с коак- йиально расположенной в основании конуса основной иглой 16, вставки 17 fl которой выполнены два противоположно направленных подпятника 18, магнитной стрелки 19, неподвижно закрепленной на вставке 17, рамки в виде Ограничителя 20, на котором соосно с основной иглой 16 закреплена дополнительная игла 21. Ограничитель 20

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жестко связан с поплавком 15 а вставка 17 частично погружена в коплавкое вещество 11 и установлена в ограничителе 20 с возможностью вращения между основной и дополнительной иглами 16 и 21, размещенными в подпятниках 18,

На цилиндрическом корпусе 2 с возможностью перемещения в осевом и тангенциальном направлениях размещено кольцо 22 с азимутальной шкалой. Это кольцо может быть установлено на сосуде 2 непосредственно перед проведением измерений азимутального угла или же п0и сборке устройства.

Суммарный вес деталей, образующих датчик азимута, должен обеспечить его плавучесть и расположение магнитной стрелки 19 выше массы легкоплавкого вещества 11, а вставки 17 - в этом веществе. При этом основание поплавка 15, оснащенное основной иглой 16, должно располагаться в горизонтальной плоскости. Все детали устройства выполнены из диамагнитных материалов.

Устройство работает следующим образом.

По окончании бурения перед подъемом бурильной колонны контейнер 3 заполняют хладагентом и закрывают пробкой 5, а цилиндрический прозрачный сосуд 2 с легкоплавким веществом 11 и аккумулятором 12 тепла разогревают до состояния, при котором легкоплавкое вещество 11 полностью расплавляется. Контейнер 3 и цилиндрический сосуд 2 помещают соответственно в верхнюю 14 и нижнюю 10 полости корпуса 1.

Потоком промывочной жидкости устройство транспортируется до посадочного гнезда (не показано), вмонтиро- ванного в бурильную колонну, имеющую в месте установки устройства участок, выполненный из диамагнитного материала. Внутри бурильной колонын поплавок

51

15 датчика азимута устанавливается основанием конуса в горизонтальной плоскости. Момент посадки устройства в гнездо фиксируется на поверхнос ти скачком давления, после чего насос отключается и дается выдержка для застывания легкоплавкого вещества 1 1 в сосуде 2. Магнитная стрелка 19 ориентируется в направлении се- верного полюса Земли и фиксируется в этом положении застыванием в веществе 11 вставки 17.

Таким образом, стрелка позволяет определить угол между направлением на север и апсидальной плоскостью скважины (азимутальное направление ствола).

При посадке устройства в гнездо контейнер 3 по инерции продолжает двигаться вниз. При этом пружина 6 сжимается, пробка 5 доходит до выступа 8 перегородки 7 и выталкивается из отверстия контейнера 3. Хладагент А выливается из отверстия кон- тейнера 3 и по отверстиям 9 через зазоры между корпусом 1 и сосудом 2 поступает в нижнюю полость 10 корпуса 1. Происходит интенсивное остывание веществ 11 и 12. Легкоплавкое вещество 11 застывает, оставляя отпечаток на внутренней поверхности сосуда 2. После этого устройство извлекается на дневную поверхность вместе с колонной бурильных труб, его разбирают и расшифровывают показания датчика зенитного угла.

Расшифровка показания датчика азимута производится следующим образом.

Подвижное кольцо 22 поворачивают вокруг датчика зенитного угла до совмещения нулевого давления шкалы с северным концом магнитной стрелки 19 и против нижней точки отпечатка легкоплавкого вещества 11 на стенке сосуда 2 отсчитывает показания ази- мутального угла. Отработанный хладагент 4 выливают из нижней полости 10 корпуса 1. Для следующего измере-

536

ния зенитного и азимутального углов контейнер 3 заливают тем же или новым хладагентом Ц. а сосуд 2 используют с тем же содержимым.

Снабжение датчика азимута вставкой, частично погруженной в легкоплавкое вещество и размещенной с возможностью вращения между основной и дополнительной иглами, позволяет уменьшить влияние вязкого трения и поверхностного натяжения легкоплавкого вещества на вращение магнитной стрелки и рамки-ограничителя, что обеспечивает повышение точности определения азимутального угла по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров искривления скважины, содержащее корпус с геометричной полостью, в которой установлены контейнер с хладагентом, кольцо с азимутальной шкалой, размещенное на датчике зенитного угла в виде цилиндрического прозрачного сосуда, частично заполненного двумя несмешивающимися веществами - легкоплавким и аккумулятором тепла, размещенный внутри датчика зенитного угла датчик азимута в виде конического поплавка с коаксиально расположенной в основании конуса основной иглой, магнитной стрелки и ограничителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения азимутального угла скважины, датчик азимута снабжен, закрепленной на or раничителе соосно с основной иглой дополнительной иглой и установленной в ограничителе с возможностью вращения вставкой, в которой выполнены два противоположно направленных подпятника, при этом вставка частично погружена в легкоплавкое вещество и установлена между основной и дополнительной иглами, размещенными в подпятниках, а магнитная стрелка закреплена на вставке.

It

A-A

Изобретение относится к технике геофизических исследований и предназначено для измерения параметров искривления скважины. Цель - повышение точности измерение азимутального угла. В герметичной полости корпуса установлены контейнер с хладагентом и датчик зенитного угла в виде прозрачного сосуда (С) 2, частично заполненного двумя несмешивающимися веществами (В) - легкоплавким 11 и аккумулятором 12 тепла. Внутри С 2 размещен датчик азимута в виде конического поплавка 15 с коаксиально расположенной в основании конуса основной иглой (И) 16, ограничителя 20 и магнитной стрелки 19, закрепленной на вставке 17. На ограничителе 20 установлена дополнительная И 21. Во вставке 17, частично погруженной в В 11, выполнены два противоположно направленных подпятника 18. Вставка 17 установлена с возможностью поворота между И 16 и 21, которые размещены в подпятниках 18. На С 2 размещено с возможностью перемещения кольцо 22 с азимутальной шкалой. Предварительно разогретое до жидкого состояния В 11 в скважине застывает и фиксирует вставку 17 со стрелкой 19. По отпечатку В 11 на внутренней поверхности С 2 определяют зенитный угол. Азимутальный угол определяют по шкале кольца 22 относительно стрелки 19. 3 ил.

Фие.1

Редактор Е.Папп

Составитель А.Цветков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Фиг.2