ПРИСТАВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ПОЛОЖЕНИЯ ТОЧЕК ОСЕЙ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ К ИНКЛИНОМЕТРУ Советский патент 1972 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к устройствам для измерения искривления буровых скважин.

Известны ириставки для определения координат положения точек оси скважины, включающие планшет и иринимаютцне системы отработки сигналов инклинометра ио азнмуту и зенитному углу, содержащие датчики рассогласования, например, на потенциометре.

Предлагаемая приставка отличается от известных устройств того же назначения тем, что плаишет установлен на ферромагнитном основании, над которым расположена система из двух злектромаг1И1тов, соединенных между собой тягой, имеюи1.ей две степеии свободы перемещения, по крайией мере, относительио одного из них, а основание датчика рассогласоваиия иринимающей системы отработки сигналов по азимуту подвеигено иа оси и соединено с прииимающей системой отработки зенитного угла нараллелограммной тягой. Это новышает точность определения координат иоложеиия точек осей буровой скважины.

На фиг. 1, 2 и 3 изображено иредлагаемое устройство.

Устройство для оиределеиия координат полои еиия точек оси скважииы состоит из ферромагнитного плоского основания / с закрепленным iia нем планшетом 2, двух электромагнитов - базового 3 и оиорного 4, соединенных тягой 5. Тяга 5 и базовый электромагиит мехаиических элемеитов образуют в совокунности принимаюи1ую систему I отработки зеимтного угла, прииимаюи,ую систему П отработки по азимуту, узел П1 комиеисации поправок на апсидальиый угол, узел IV преобразоваиня зешггиого угла участка скважииы в нроекцию этого участка иа горизоитальную нлоскость и расположеппых вместе с блоком реле V иа осиова1И и 1 электрических элементов приЕнгмающих систем I и II (гусилителя). Принимаюииш системы I и II электрически связаны с измерительной системой ннклниометра н с периодически иоперемеино включающнм их блоком реле V.

Тяга 5 может поворачиваться вокруг оси 6 нри1И1мающей системы П .отработки но азнмуту и неремеи аться вдоль опор 7 8 npiiniiмаюи1,ей системой I отработки зе1И1Тиого угла. Принимающая система 1 отработки зеиитного угла состоит нз датчика рассогласования иа зеннтном иотенциометре 9, усилителя 10, двигателя // и редуктора 12. С этой же системой связан узел IV преобразования угловых величии в в лииейиые - sin в, т. е. в проекции участков оси скважины на горизоитальную нлоскость и состоящий из иальца (кривошииа) 13, находящегося ia конце 1плеча 14, жестко связанного с контактом 15. Палец 13 находится в направляющих (кулисе) 16, жестко свялению ее перемеще имеется винт J7, т ттептгептнБгпгШаточной гайкой 18, вращающейся на этом винте в опорах 7 и /9 вместе с жестко связанным с ней зубчатым колесом 20 редуктора 12. При установке контакта W на угол в тяга 5 изменяет расстояние между электромагнитами 5 и 4 на величину, пропорциональную sin в. Такое сочетание принимающего потенциометра 9, пальца 13 на контакте 15 с перемещением по направляющим 16 тяги 5, связанной с винтом 17 и направляющими 16, представляет собою совокупность двух механизмов: принимающей системы I отработки зенитного угла и узла преобразования IV зенитного угла в проекцию отрезка на горизонтальную плоскость, которые обеспечивают взаимное поступательное перемещение электромагнитов 3 и 4. Принимающая система II отработки по азимуту состоит из датчика рассогласования на азимутальном потенциометре 21, усилителя 10, переключаемого в одну из принимающих систему от.рабохкиг,1 ,нли II Ъри иомониг контактор , 22-гг27 феле 28 , |ко1 тактов 29-34 реле .5,. двигателя .55 i редуктора 37, поворачиваюпГего тягу 5 .с опорным электромагнитом 4 вокруг базового электромагнита 3. Основание 38 потенциометра 21 смонтировано на поворотном кольце электромагнита 3 в опорах 39 и может наклоняться на угол 6, равный зенитному углу, при помощи параллелограммной тяги 40 от пальца 13 мехаиизма зенитного угла. Вместе с основанием 38 может наклоняться и контакт 4J, который для этой цели соединен с осью 6 поперечным шарниром 42 и наклоняется кольцевыми направляюишми 43, жестко соединенными с параллелограммной тягой 40 и осиованием 38. Такое соединение элементов азимутального потенциометра 21 дает возможность без внесения дополнительных механизмов одновременно осуществлять отработку принимаемого апсидального угла ф и преобразование его в азимутальный угол а. Пишущее устройство 44 (карандаш, не.ро с ампулой) закреплено в середине базового электромагнита 3 в промежутке между обмотками, ширииа которого может быть определена необходимой для регулировки и наблюдения во время работы. Включение обмоток того или иного электромагнита происходит при ПОМОН1.И переключающих контактов 45 и 46 реле 35. Реле 28 н .55 переключаются от механических контактов 47 и 48, замыкаемых ноочередно нрн вратцении диска 49 с кулачком с равиомерпой скоростью от двигателя 50, нанример, типа СД-2. Двигатель 50 включается кнопкой 51, подающей питание в реле 52 с нормально разомкнутым контактом 53 питания двигателя 50 и нормально разомкнутым контактом 54 самоудержания реле 52. Перекидиые коитакты 55 и 56 реле 35 обеспечивают новорот диска 49 с кулачком только на один оборот, после чего для продолже1П1я врап1ения иадо вновь на-- „о ально разомкн-ухыЛ-к&ытакт 57-реле oJ иОетПечиваст-р-ея«н4-cajvioудержания этого реле для части оборота диска, в течение которой кулачок проходит путь от контактов 48 до контактов 47, нормально замкнутый контакт 58 реле 28 обеспечивает выключение реле 55 после очередного полного оборота диска 49. Потенциометры 59 и 60 зенитного угла азимута инклинометра 61 подключаются к устройству поочередно через контакты 26, 27 и 34. Устройство работает следуюищм образом. Перед очередным циклом замера, корректировки и суммирования на каждом подлежаП1,ем замеру участке оси скважины, кулачок диска 49, управляющий работой устройства, находится в положении, при котором механические контакты 47 замкнуты. При этом двигатель 50 выключен, так как не включена кнопка 51, а реле 28 своими контактами обеспечивает включенное иоложение прииимаюи 1.ей системы I отработки зенитного угла. Прн этом нанряжение от TOKOciieMa зенитного поте1пщометра 59 поступает через замкиутые контакты 26 реле 28, сравшшается с напряжением принимающего потенциометра 9 зеннтного угла благодаря замкнутым контактам 22 и разность этих напряжений поступает на вход усилителя W. Азимутальная часть вследствие разомкнутых контактов 27 н 23 отключена от усилителя. Выход усилителя через замкиутый коитакт 24 реле 28 подключен к исполнительному двигателю }. Таким образом ко ггакт 15 устанавливается в иоложение, аиалогичное контакту иотеициометра 59, т. е. иод тем же углом в относительно некоторого начального иоложе1И1Я, а тяга 5 вместе с электромагнитом 4 перемен 1,ается на величину, ироиорциональную sin 6, так как в этом положении электромагнит 4 выключе, а базовый электромагнит 3 включен через контакты 45 реле 55 i зафиксирован на планшете. Преобразование входной величииы в в величину sin 9 происходит вследствие того, что двигатель 11, отрабатывая входную келнчииу от поте1щиометра 59 иа потенцнометр 9, благодаря скользян;ему сочленению пальца 13 коитакта 15 в наиравляющих 16 перемещает эти направляющие, а, следовательио, всю тягу 5 вместе с электромагпитом 4 на величину sin в, относительно зафиксированного на планшете базового электромагнита 3. Почти все известные инклшюметры рассчнтаиы для зе1П1тных углов не более 50°, иоэтому усилие в зоие контакта пальца 13 с наиравляющими 16 пезиачительио и не препятствует нормальной работе этого сочлеиения. Г1ри замере в очередной точке скважины, .нажимая на кнопку 51, включают реле 52, которсе благодаря контакту 54 устанавливается в режим самоудержаиия и обеспечивает начало вращения двигателя 50 диска 49 с кулачком. По мере врап1еиия диска 49 кулачок сходит с контактов 47, размыкает их, реле 28

ты реле 28 и 55 соединяются. При этом постоянное напряжение потенциометра 60 азимута инклинометра, поступающее через нормально замкнутые контакты 27 и 34, сл- внивается с напряжением, поступающим от нотенцнометра 21, и разность напряжений подается на усилитель 0. Двигатель 36 благодаря замкнутым контактам 25 и 30 питается от усилителя 10 и qepcj редуктор 37 вран1ает основание 38 потенциометра 21 до согласования с азимутальным нотеиднометром 60 инклинометра 61. Одновреме ию относительно корнуса базового электромагнита 3 вращается тяга 5 и устанавливается на тот же угол относительно некоторого начального ноложепня что и измерительны элемент инкл11 шметра. При этом контакты 15 реле 35 замкнуты, ток лостунает в обмотки только базового электромагнита 3, который жестко фиксируется иа основании. Электромагнит 4 обесточен и увлекается тягой 5 во вран1,ательном двнже1 ин .вокруг электромагнита 3.

Основание 38 азимутального нотенцнометра 21 наклонено параллелограммной тягой 40 нрннимающей системы I отработки зенитного угла отиосительно осн 6 вращеиия тяги 5 на тот же угол, на который относительно вертнкали наклонен азимутальный иотенднометр 60 инклииометра 61, ноэтому онорный электромагнит 4 вместе с тягой поворачивается вокруг оси 6 нринимающей азимутальной системой не на ансидальный угол, а иа азимутальный.

После согласования нрииимающей системы II отработки но азимуту при дальнейшем вран1,ени11 диска 49 кулачок его замыкает контакть 48, и включается реле 35, которое выключает контакты 27, 30 и 31 и вкл 0чает контакты 29, 32 и 33. Тел; сг.мым, гилход усилителя 10 через контакты 24 нереключается на двигатель //, а вход усилнтеля 10 через контакты 32 н 33 подключается непосредственно к К)тени юметру /5 прн1 имающей системы I отработки зенитного .

При этом в схеме нитания двигателя 50, вращаюи1.его диск 49, размыкаются контакты 56 реле 55, снимая с самоудержання реле 52, но двигатель 50 не останавливается. В то вреигя, как питающие двигатель 50 контакты 55 реле 52 размыкаются, оказывается замкнутыми параллельные им контакты 55 реле 55.

При включении реле 55 контакты 46 замыкаются, фиксируя на плаищете электромагнит 4, контакты 45 размыкаются, освобождая базовый электромагнит 5. Со стороиы входа уснлнтеля 10 замыкаются . коитакты 52 и 55, ко 1такты 31 н 34 размыкаются н на вход усилителя 10 иоступает ианряженне только от включе 1 10Й части потенциометра 9. Со стороиы выхода усилителя 10 размыкаются контлкть 30 н замыкаются контакты 29, подводимое нрн этом на двигатель // напряжение осуи сствляет вращеиие системы в стороиу обрат1 у о той, при которой в устройство вводится зенит 1Ь й угол и неремен1ается электромагнит 4. Маточная гайка 18, авинчиваясь на вннт 17, тянет тягой 5 весь базовый электромагнит 5 с иии1ущим устройствоь 44. Карандаш прочерчивает линню с азимутом а плоскости падения данного отрезка скважины на горизоитальную илоскость, т. е. величину а sin 6,1.

Па плане, получаемом таким образом, отметки глубииы производятся от руки но датчику глубииы через 50-100 м изменения глубины 1ли протяженности скважииы.

Предмет изобретения

Приставка для онределеиия коордииат положения точек осей буровой скважииы к ииклииометру, включающая планшет н принимающие системы отработки сигиалов но азимуту и зенитному углу, содержаит,1е датчики рассогласоваиня, ианрил ер, иа потенциометре, огл11 а10 цаяся тем, что, с целью новып ення точное н определенни координат, плаин1ет установлен на ферромагнитном основании, над KOTOp iiM расноложена система из двух электромагнитов, соединеииых между собой тягой, имеющей две стенени свободы перемещения, по крайней мере, относнтельно одного из них, а oc iOBaiHie датчика рассогласования нрнннма он1ей системы отработки сигналов ио азнмуту подвешеио иа осн н соединено с прннимаюн1,ей системой отработкн зенитного угла параллелограммной тягой.