Устройство для определения зенитного угла скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к геофизическим скважинным приборам для измерения параметров искривления геологоразведочных скважин.

Известно устройство для измерения зенитного угла скважины, содержащее корпус с крышкой, подпружиненный шток с кольцевой стопорной канавкой, отвес с иглой на конце, измерительную диаграмму, стопорные цилиндрические элементы и стопорную втулку.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является сигнализатор искривления скважины, содержащий корпус, подвижный шток, ма- , втулку со ступенчатыми кольцевыми выступами, масляную камеру, компенсатор, турбину, кожух с боковым окном и золотник.

Недостатком указанных изобретений является невозможность многократного выполнения измерений без проведения спу- ско-подъемных операций.

Цель изобретения - многократное использование устройства без проведения спуско-подъемных операций.

Это достигается тем, что устройство снабжено жестко установленной в корпусе камерой распределения потока промывочной жидкости, выполненной с отверстиями в сферических дне и крышке для прохода промывочной жидкости и расположенным на маятнике вдоль его оси внутри камеры распределения потока промывочной жидкости стопорным узлом, выполненным в виде стержня с подпружиненным клапаном и стопорного элемента, лричем подпружиненный клапан закреплен на маятнике с

V|

to

00

00

возможностью перекрытия при маятниковом движении отверстия в дне камеры распределения потока промывочной жидкости.

На фиг. 1 изображено устройство для определения зенитного угла скважины при угле отклонения от вертикали; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - гидравлическая турбина, вид сверху.

Устройство для определения зенитного угла скважины состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и 3 для прохода промывочной жидкости, маятника 4 на гибкой подвеске 5, которая закреплена на чаше 6. Маятник 4 снабжен стопорным узлом, состоящим из стержня 7, клапана 8, пружины 9, стопора 10. В корпусе устройства 1 жестко закреплена камера 11 распределения потока промывочной жидкости, выполненная цилиндрической со сферическими дном 12 и крышкой 13, которые имеют отверстия для прохода промывочной жидкости 14, 15, 16. Под камерой 11 на подшипнике 17 установлена гидравлическая турбина 18 с золотником 19 и пазами 20. Подшипник 17 установлен на стволе 21, который имеет каналы для промывочной жидкости 22, 23. Ствол жестко закреплен в цилиндрическом теле 24, связанном резьбовым соединением с корпусом устройства. В цилиндрическом теле 24 выполнены каналы для промывочной жидкости: осевой 25 и наклонные 26. Осевой канал перекрыт заглушкой 27. Ниже отверстий 3 на корпусе 1 устройства жестко закреплено кольцо 28.

В процессе бурения скважины устройство для определения зенитного угла скважины находится над породоразрушающим инструментом при бескерновом бурении . или над колонковым набором при колонковом бурении.

На фиг. 1 указан вариант использования устройства в двойном колонковом снаряде.

Устройство для определения зенитного угла скважины работает следующим образом. Для выполнения измерения зенитного угла скважины останавливают вращение бурильной колонны и выключают буровой насос. В этом случае маятник 4, имеющий гибкую подвеску 5, вместе со стопорным узлом занимает вертикальное положение. При этом клапан 8 стопорного узла открывает отверстие 14 пропорционально углу р отклонения оси маятника от оси устройства. Далее включают буровой насос с фиксированным расходом промывочной жидкости, необходимым для проведения измерения. Поток промывочной жидкости, проходя в межтрубном пространстве (между бурильной трубой 29 и корпусом устройства 1), делится на две части: первая поступает в золотниковую камеру 30 через отверстия 3 в корпусе устройства, вторая поступает в

золотниковую камеру 30 через отверстия 2 в корпусе устройства, осевое отверстие 14 в дне 12 камеры распределения потока промывочной жидкости, отверстия 16 в крышке 13 камеры, пазы 20турбины 18(турбина под

действием промывочной жидкости приводится во вращение). Из золотниковой камеры 29 поток промывочной жидкости через каналы 22,23,24,25 поступает в межтрубное пространство и подается на породоразрушающий инструмент.

При прохождении через отверстие 1.4 промывочная жидкость давит на клапан 8, вследствие чего стопор 10 фиксирует неподвижно маятник, Таким образом, размер отверстия 14, образованного клапаном 8, пропорционален углу искривления скважины (зенитному углу). В процессе вращения гидравлической турбины 18 золотник 19 периодически перекрывает каналы 22 ствола 21, что создает в столбе промывочной жидкости гидроимпульсы, частота которых пропорциональна расходу промывочной жидкости, проходящей на гидравлическую

турбину через отверстие 14.

Гидравлические импульсы регистрируются и обрабатываются на поверхности специальной аппаратурой, которая определяет величину зенитного угла скважины в момент

измерения, При вертикальном положении устройства (угол Ю) отверстие 14 полностью перекрывается клапаном 8. В этом случае промывочная жидкость проходит через отверстие 15, а основная часть - через отверстия 3.

Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность многократно проводить измерения зенитных углов скважины в процессе ее бурения без проведения спу- ско-подъемных операций, что позволяет повысить оперативность измерений и получить экономический эффект за счет снижения затрат на спуско-подъемные операции и использования специальных технических средств измерения (каротажных станций).

Формула изобретения 1. Устройство для определения зенитного угла скважины, содержащее корпус, установленные в нем гидравлическую турбину с

золотником и маятник, отличающее- с я тем, что, с целью многократного использования без проведения спуско-подьемных операций, оно снабжено жестко установленной в корпусе камерой распределения потока промывочной жидкости, выполненной цилиндрической с отверстиями в дне и крышке для прохода промывочной жидкости и расположенным на маятнике вдоль его оси внутри камеры распределения потока промывочной жидкости стопорным узлом, выполненным в виде стержня с подпружиненным клапаном и стопорного элемента, причем подпружиненный клапан закреплен на маятнике с возможностью перекрытия при маятниковом движении отверстия в дне

0

камеры распределения потока промывочной жидкости.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что дно и крышка камеры распределения потока промывочной жидкости выполнены сферическими.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что стопорный элемент выполнен в виде полого цилиндра, а клапан - в виде чаши со сферической поверхностью.

Использование: измерение параметров искривления геологоразведочных скважин. Сущность изобретения: устройство состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 и 3 для прохода промывочной жидкости, маятника 4 на гибкой подвеске 5, которая закреплена на чаше 6. Маятник 4 снабжен стопорным узлом, состоящим из стержня 7, клапана 8, пружины 9, стопора 10. В корпусе 1 закреплена камера 11 распределения потока промывочной жидкости с отверстиями 14, 15, 16 для прохода промывочной жидкости. Под камерой 11 установлена гидравлическая турбина 18 с золотником 19 и пазами 20. Гидравлическая турбина 18 кинематически связана с цилиндрическим телом 24, в котором выполнены каналы 25 и 26 для прохода промывочной жидкости. 2 з,п.ф-лы, 4 ил.

фиг. 1

Фиг.З

ФиеА