УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРИВИЗНЫ СКВАЖИНЫ Советский патент 1968 года по МПК E21B47/22 

Известно устройство для измерения кривизны скважины, построенное на использовании жидкостных уровней и фотопередающее на поверхность электросигналы о положении пузырьков в уровнях.

Предлагаемое устройство отличается тем, что датчик зенитных углов снабжен двигателем, вращающим цилиндрические уровни вокруг оси инклинометра.

Это позволяет повысить точность замеров.

На фиг. 1 показан предлагаемый инклинометр; на фиг. 2 - измерительная цепь инклинометра.

Инклинометр состоит из цилиндрического уровня 1 высокой чувствительности с ценой деления менее 1, фотосопротивления 2 и электролампочки 3, закрепленных в рамке 4, имеющей свободу вращения вокруг предельной оси инклинометра, совпадающей с осью скважины, двигателя-вращателя 5, электролампочки 6, фотосопротивления 7, датчика 8 азимутального направления и непрозрачного щитка 9 на датчике азимутального направления, например на рамке гироскопа.

Измерительная электроцепь инклинометра (см. фиг. 2) состоит из последовательно соединенных фотосопротивления 2 на уровне 1 и фотосопротивления 7 у датчика азимутального направления, и в нее на поверхности включен прибор, характеризующий протекание тока по измерительной цепи (например, миллиамперметр).

В качестве двигателя-вращателя 5 может быть применен любой двигатель, обеспечивающий строго равномерное вращение цилиндрического уровня со скоростью порядка 1 об/мин (например, СД-2).

Фотосопротивление 7 и электролампочка 6 закрепляются вблизи торца ампулы уровня так, что пузырек, вошедший в створ электролампочка - фотосопротивление, при наклоне уровня не может выйти из створа при дальнейшем наклоне.

Электролампочка 6 и фотосопротивление 7 на вращаемой системе уровня и непрозрачный щиток на датчике 8 азимутального направления закрепляются так, чтобы в момент совпадения азимутальных направлений конца уровня с фотосопротивлением и датчика азимута щиток перекрывал световые лучи на пути от электролампочки к фотосопротивлению и затемнял последнее.

Для замера кривизны предлагаемым инклинометром необходимо применение на поверхности приборов, определяющих интервалы времени между моментами измерения характеристики измерительной цепи, например двухстрелочного секундомера или миллиамперметра-самописца с равномерным движением ленты. Кроме того, должен быть известен минимальный угол наклона оси вращения цилиндрического уровня, при котором пузырек достигает створа электролампочка - фотосопротивление, и это положение фиксируется изменением характеристики измерительной цепи.

Минимальный угол наклона уровня, при котором фиксируется пузырек уровня в процессе поворота последнего на 360°, является «постоянной» инклинометра и определяется с максимальной точностью при изготовлении инклинометра для различных температурных условий замера кривизны.

Зенитные углы кривизны измеряются способом азимутального вращения цилиндрического уровня. Определяемый зенитный угол α наклона оси вращения уровня, минимальный, фиксируемый фотоэлементом угол i наклона уровня и угол β поворота цилиндрического уровня, в границах которого фиксируется пузырек, связаны строгой математической зависимостью:

причем величина угла i известна, а угол β получают при замере.

Угол β определяется оператором на поверхности по продолжительности времени фиксации пузырька в уровне, вращаемом в инклинометре с известной угловой скоростью, а азимутальный угол кривизны определяется по времени между серединой интервала времени фиксации пузырька и моментом разрыва цепи, когда светонепроницаемый щиток затемняет фотосопротивление.

Интенсивность изменения наклона уровней, т.е. изменение наклона на единицу угла азимутального поворота их, определяется фиксацией в каждом уровне одного положения пузырька по указанной формуле, но возможно определение ее фиксацией нескольких положений пузырька в одном или нескольких уровнях. Для последних случаев указанная формула может легко видоизменяться по форме. Для определения азимута кривизны необходимо фиксирование двух одинаковых положений пузырька при симметричных относительно плоскости кривизны положениях уровня в процессе поворота последнего.

Предлагаемый инклинометр, изготовленный на базе ИГ-2, имеет стендовую точность замера зенитных углов ± 3′ в диапазоне углов от 7′ до 30°.

Устройство для измерения кривизны скважины, содержащее датчик азимутального направления и датчик зенитных углов, выполненный в виде разнонаклоненных цилиндрических уровней с электрическими системами фиксации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности замеров, датчик зенитных углов снабжен двигателем, вращающим цилиндрические уровни вокруг оси инклинометра.