Устройство для контроля направления искривления ствола скважины в процессе бурения Советский патент 1991 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к бурению, в частности к устройствам контроля за направлением искривления ствола скважины.

Цель изобретения повышение точности и оперативности осуществления контро- ля направления искривления ствола скважины.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит следующие узлы. На ведущей шубе 1 бурильной колонны установлены датчики 2 и 3 поперечных колебаний с помощью рамки 4 Выходы датчиков 2 и 3 подключены соответственно к входам селективных усилителей 5 и 6, выходы которых подключены к входам накопи

тельно-суммирующего запоминающего блока 7. Выход датчика 2 поперечных колебаний подключен также к входу первого анализатора 8 спектра.

На ведущей трубе 1 установлен датчик 9 продольных колебаний, выход которого подключен к входу второго анализатора 10 спектра Выходы анализаторов 8 и 10 спектра подключены к входам блока 11 управления, а выход последнего подключен к управляющим входам селективных усилителей 5 и 6.

В работе устройства по определению направления искривления ствола скважины используется явление генерации в бурильной колонне поляризованной составляющей поперечных колебаний и связанной с

Os

00

о

Ј

ел

ней составляющей продольных колебаний с той же частотой. Устройство автоматически (по совпадению частот указанных составляющих) выделяет из спектра поперечных колебаний поляризованную составляющую, а по направлению ее поляризации определяется направление иcкpv1влeния ствола скважины.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 2 и 3 преобразовывают в электрический сигнал составляющие поперечных колебаний по двум осям, а датчик 9 преоб-- разовывает в электрический сигнал продольные колебания бурильной колонны. Сигналы с датчиков 2 и 3 подаются на входы селективных усилителей 5 и 6. Сигналы с датчиков 2 и 9 поступают на входы анализаторов 8 и 10 спектра. В зависимости от амплитуды частотных составляющих сигналов, поступающих на входы анализаторов 8 и 10 спектра, на их выходах появляются сигналы, отражающие частоту и амплитуду частотных составляющих этих сигнал.ов. С выходов анализаторов 8 и 10 спектра сигналы поступают на блок 11 управления. При наличии на обоих входах блока 11 управления сигналов с одинаковой частотой на его выходе появляется сигнал, отображающий эту частоту.

Сигнал с выхода блока 11 управления поступает на управляющие входы селективных усилителей 6 и 5. Селективные усилите- ли 5 и 6 выделяют и усиливают информационные сигналы, частота которых зависит от сигналов, поступающих на управляющие входы этих усилителей. Таким образом, на выходах усилителей 5 и б появляются составляющие сигналов с частотой, которая присутствует как среди поперечных, так и среди продольных колебаний. Выделенные сигналы пропорциональны составляющим по двум осям поляризованных колебаний бурильной колонны.

Для определения направления вектора линейно-поляризованной волны используется накопительно-суммирующий запоминающий блок 7, на входы которого поступают усиленные и отфильтрованные сигналы, пропорциональные составляющим колебаний по двум осям, с усилителей 5 и 6. Накопительно-суммирующий запоминающий блок 7 выполняет операции вектор- ного сложения отфильтрованных и усиленных составляющих по двум осям сигналов, накопления и запоминания полученной информации, а также выделения полезной информации (отображение вектора линейно-поляризованной волны).

Таким образом, наличие датчика продольных колебаний, анализаторов 8 и 10 спектра и блока 11 управления, связанного с управляющими входами селективных усилителей 6 и 5, дает возможность автоматически выделить частоту поперечной

0 поляризованной волны.

Включение датчика продольных колебаний бурильной колонны, двух анализаторов спектра, блока управления а также применение селективных усилителей, которые яв5 ляются полосовыми фильтрами с изменяющейся частотой настройки, дают возможность исключить операцию предварительного определения полосы частот, в которой присутствуют колебания, вызван0 ные линейно-поляризованной волной, направление поляризации которой связано с направлением искривления ствола скважины. Предлагаемое устройство автоматически настраивается на необходимую частоту,

5 что повышает точность и оперативность определения направления искривления ствола скважины, особенно в тех случаях, когда эта частота изменяется в процессе бурения. Формула изобретения

0Устройство для контроля направления

искривления ствола скважины в процессе бурения, содержащее датчики поперечных колебаний бурильной колонны, расположенные о взаимно перпендикулярных пло5 с.костях, и накопительно-суммирующий запоминающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и оперативности осуществления контроля направления искривления ствола скважины,

0 оно снабжено датчиком продольных колебаний бурильной колонны, двумя анализаторами спектра, блоком управления и двумя селективными усилителями, причем выходы первого и второго датчиков поперечных ко5 лебаний подключены к входам накопительно-суммирующего запоминающего блока через соответственно первый и второй селективные усилители, вход первого анализатора спектра подключен к выходу

0 первого датчика поперечных колебаний, вход второго анализатора спектра подключен к выходу датчика продольных колебаний, а выходы анализаторов спектра подключены к входам блока управления, вы5 од которого подключен к управляющим входам селективных усилителей.

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для контроля за на правлением искривления ствола скважины. Цель - повышение точности и оперативности определения искривления ствола скважины. На ведущей трубе 1 бурильной колонны установлены датчики (Д) 2 и 3 поперечных колебаний и Д 9 продольных колебаний. Сигналы с Д 2 и 3 подаются на входы селективных усилителей (СУ) 5 и 6. Сигналы с Д 2 и 9 поступают на входы анализаторов спектра (АС) 8 и 10. На выходах АС 8 и 10 появляются сигналы, отражающие частоту и амплитуду частотных составляющих этих сигналов. С выходов АС 8 и 10 сигналы поступают на блок 11 управления. Если сигналы имеют одинаковую частоту, то на выходе блока 11 управления появляется сигнал и поступает на управляющие входы СУ 5 и 6, которые выделяют и усиливают информационные сигналы. Наличие Д 9, АС 8 и 10 и блока 11 управления.связанного с управляющими входами СУ 6 и 5. дает возможность автоматически выделить частоту поперечной поляризованной волны. 1 ил. (Л С