УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКСА ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯ Советский патент 1970 года по МПК E21B47/02 

Известны устройства для контроля комплекса параметров траектории скважины -и направления отклонителя, включающие бесконтактные датчики с преобразователями угла поворота, при помощи которых осуществляют измерение и выдачу пространственных углов траектории скважины.

Известные устройства, как правило, имеют погрешность измерения не менее 0,5° для зе1НИТНОГО угл:а и 3-5° для угла азимута, что Приводит к сущест венной неточности яри определении траектории глубоких скважи,н.

При расчетах и построении проекции траектории вручную затрачивается значительное время.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в каждом датчике устройства преобразователь угла выполнен в виде синускосинусного вращающегося трансформатора с двумя измерительными обмотками в статоре, а цепи датчиков связаны € цилиндрическими обмотками, расположенными на оси подвижной системы чувствительного элемента и в корпусе устройства.

Такое конструктивное решение устройства позволяет повысить точность контроля комплекса параметров и уменьшить количество вычислительных операций при определении траектории скважины.

Я датчик угла направления отклонителя, на фиг. Q - схема обмоток указанных датчиков, на фиг. 3 - датчик угла азимута и датчик угла направления отклонителя, на фиг. 4 - схема обмоток указанных датчиков.

Датчик угла кривизны (см. ,фиг. 1) имеет маятник./, жестко соединенный со статором 2 бесконтактного преобразователя угловых перемещений в электрическое напряжение, и ротор 3, насаженный на ось О-О, с опорами 4. Эта ось закреплена перпендикулярно второй оси С-С, направленной по оси ствола скважины, имеющей опоры 5.

На оси С-С расположены эксцентричный груз 6 и ротор 7 преобразователя угла направления отклонителя. Его статор 8 неподвижен относительно колонны труб, в которую встроено устройство.

Для бесконтактного соединения электрических цепей датчиков с передающим устройством применены .воздушные трансформаторы Р, 10, 11. При этом для устранения взаимного влияния вращающихся трансформаторов друг на друга, м-ежду ними поставлены экраны g, d.

Вращающийся бесконтактный преобразователь (см. фиг. 2) угла поворота чувствительного элемента в электрическое напряжение выполнен без магнитопровода в виде цилиндрического ротора из пластмассы с обмоткой возбуледения 3, питаемой током повышенной частогы, ,и Статора с двумя .измерительными обмоткам.и 2i и 22, сдвинутым:и ПО окружлости Hia

угол-7

Преобразователь угла направления отклонителя аналогичен преобразователю кривизны и имеет одну обмотку 7i в ipoTOpe и две перпендикулярные Обмотк-и §1 И 2 iB статоре.

Питание на обмотки 3i и 7i роторов датчиков идет по обмоткам 9i .и 92 .воздушного трансформатора 9.

Токосъем с двух измерительных обмоток датчика кривиз.ны осуществляют .пр« помощи воздушных тра,ноформат.о.ров 10, 11 и безмоментного токоподвода 12.

Обмотки трансформаторов 5i, .lOi, // укреплены на подвижном элементе, а 9, 10, корпусе устройства.

Чувствительным элементом датчика азимута (см. фиг. 3) служит магнитная стрелка 13, укрепленная на роторе 14, выполненном .из пластмассы. На роторе помещен поплавок 15.

Преобразователь .датчика аз.имута (см. фиг. 4) вьгаол.нен аналогично преобразователю датчика кривизны (см. фиг. 2), но имеет еще бесконтактную связь с подвижной юб-моткой ротора. Для этой цели служат обмотки Mi и 16i преобразователя, перпендикулярные плоскостям изме.рлтельных абМОток 1б2, 16z стато« ра и обмотке HZ ротора.

Питание подается- на обмотку 16 статора, а снимается с обмоток IBz и 16.

Под действием экцентрично укрепленного .на оси С-Ci-, рр.уза система занимает устойчиffoe положение, при котором ось О-Oi, перпендикулярна плоскости А (см. фиг. 1) искрявлейия траектории скважины. Отклонение ма.ятника 1 определяет угол кривиз.ны.

iB зависимости от утла пов.орота маятника 1

и свява1Н1Н10:р0;с. 1БИМ статора 2 меняется |вел.ич1Ийа напряжениЯ ;на .вых.ояе 1преобразо)вателя, с которого снимают и подают на поверхиасть «аиряжеви с С(йиусоиДальной и щзси-нусоиДалыной завийимюотью их величин от угла поворота чу1вст(вительногГ(0 элемента.

Статар д;атч1ика н.а1П1ра вленгИ1я отклавиггеля .не1пО(Д|В1и1же« отнасительно колонны труб, при

этом плоскость В, проходящая через 1на чальное яоЛОжение П|реюб.ра310ватеЛ|Я, сов1мещае-11С1я сналращлением опкл онителя буфо в-аго -инструмента. Упол р )Ме1ЖД|у П Л0 ак аст1Ями А я В .oinip-emeляет угол Н1апра влен|ия отклонипгеля апносительно плюакости иок,ривления сквалсины.

В датчике а31И М|ута тримвнела магнитная стрелжа, которая поворачивает ротор на определенный угол IB за ви1сиМ|ОСти от азимута скваЖ1иаы. С о;бмоток /62 « /5з статора снимаемся

напряжение, И1ропорцион.алыное icnwycy и .косинусу угла аиимута.

П р е д 1М е т изобретения

УстрййсТВО для контроля комюлекса параметров т(раект ори1и смваж.йны и .направления отклонителя, включающее беоконта-ктные датчики с п1реобраз:авателям|И угла -поворота, р-отор которых с-оед-инен с чувст1В1И1телыным элементом ма.ятникового типа, отличающееся тем, что, -с целью повы|щен1ия точ1Н ас1Т1И и упрощения вычислительных апе.ра:ц1ий при определении трае1КТ10ри1и .и1ны, в каждом датч.И1ке устройства П|реобра:зователь угла пюеорогга

выполнен .в ниде с-и1ну(с-1коси1Н|у1оного в|ра-щ.ающенося. траисформатюр а с ..msyiMH И13|М-е;р|И1тельньш.и обмюпкамм в. Статоре, а цели датчшдав связаны с цил1И1Н Д1р|Ическ1имЕ е мот ка1м«, раои-оложениыми н-а оси- шоинижной сиотемы чунствительного элемента и в -кор.пусе у(с.т1рОЙ1СТ1ва.