ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВИЗНЫ БУРОВЫХ СКВАЖИН Советский патент 1934 года по МПК E21B47/22 

В предлагаемом приборе для определения кривизны буровых скважин для отметок на шаровом поверхности угла отклонения изобретателем применены три карандаша, закрепленные на железных сердечниках, помещенных в соленоидах, которые укреплены на алюминиевом диске, подвешенном на кардане. Для отметок азимута применены сдвоенные карандаши, закрепленные на железных сердечниках соленоидов, помещенных на подвешенном на шаровом шарнире магните.

Для правильного распознавания произведенных отметок после каждой отметки применено контрольное приспособление, в котором для автоматического поворачивания диска имеется закрепленное на трубчатой оси храповое колесо с собачкой, передвигаемой рычагом под влиянием пружины. Для проверки правильности работы сдвоенных карандашей служат поворотные барабанчики, находящиеся под действием пружин и имеющие поступательное движение от железных сердечников, находящихся под действием соленоидов.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез предлагаемого прибора; фиг. 2 - расположение трех карандашей (перьев) на алюминиевом диске, отмечающих на шаровой поверхности углы отклонения скважины; фиг. 3 - зажимную крышку с приспособлением для правильного распознавания произведенных карандашами отметок; фиг. 4 - продольный разрез, двойного пера, и фиг. 5 - поворотный барабанчик для двойного пера.

Прибор состоит из двух герметически закрытых сосудов 4 и 12 (фиг. 1) с винтовыми крышками 8 и 11. Сосуд 4 может быть железным из. обыкновенных труб. Сосуд 12 выполняется латунный с, целью предохранения влияния железа на магнит. Сосуд 12 помещается в сосуд 4 с резиновой или другой какой-либо упругой прокладкой 31, с, целью смягчения могущих быть ударов металла о металл. В верхней части сосуда 4, сверх крышки, имеется избыток резьбы для ввинчивания дужки 1 для каната. Помощью специальной переходной муфты прибор может быть подвешен и к бурильным штангам. В середину латунного сосуда 12 помещен самый прибор, состоящий из трех основных частей: 1) стеклянного разъемного шара 20, состоящего из двух половинок, пришлифованных одна к другой, 2) алюминиевого диска 23, подвешенного на карданном соединении 46, с тремя соленоидами 21 и тремя карандашами 22, 3) магнита NS со сдвоенными карандашами и соленоидами 26, подвешенными на шариковой подвеске 28. Стеклянный шар градуирован в двух перпендикулярных плоскостях. Горизонтальная градуировка нанесена через 1° для замера кривизны скважины, вертикальная градуировка через 5b для замера азимутов. На поверхности шара проставлены страны света. В верхней части шара имеется отверстие, снабженное медной втулкой 39, через которую проходит трубка 41, заканчивающаяся в, центре шара карданом, 46, к которому подвешен алюминиевый диск 23, несущий на себе три соленоида 21 с карандашами 22. Каждый соленоид имеет железный сердечник 44, соединенный помощью алюминиевого стержня с карандашом. Железный сердечник 44 имеет направляющие втулки 43 и 45 и свободно может заходить в соленоид 21. Пропуская электрический ток через все три соленоида, вследствие образовавшегося магнитного поля, железные сердечники катушек втягиваются в середину, а карандаши (перья), достигнув стеклянной поверхности, делают три отметки. При выключении тока исчезает магнитный поток соленоида, и железные сердечники, усилием пружины а, вытягиваются и занимают свое первоначальное положение. Для получения ясности отпечатка точек на стеклянной поверхности внутренняя часть стекла смазывается или специальным прозрачным и быстросохнущим лаком, или раствором канифоли в скипидаре.

Для определения порядка отметок, произведенных карандашами, служит дополнительное приспособление для поворачивания алюминиевого диска 23 со всей его системой, состоящее из зажимной крышки 14 (фиг. 1 и 3) с установленным соленоидом 13, снабженным подвижным железным сердечником 58, от которого идет направляющий стержень 73 и помощью серьги 53 передает движение рычагу 54, обтягиваемому пружиной 57. В направляющем стержне 73 имеется собачка 52, сцепляющаяся за храповик 15. Соленоид 13 включается в общую цепь с соленоидами 21. Замыкая ток, железный сердечник 58 втягивается, в соленоид 13, собачка проскакивает по зубцам храповика, не поворачивая его, и натягивает пружину 57. После выключения тока пружина 57 своей упругостью поворачивает на определенный угол храповик 15, а вместе с тем и алюминиевый диск 23. При каждом, включении и выключении получаются повороты диска на один и тот же угол, равный около 15°. Полученные точки на внутренней поверхности стеклянного шара будут отходить на угол повороту диска, т.е. на 15°. Для того, чтобы можно было повернуть диск 23 на 360° и не сбиться с точками, применяются разноцветные карандаши (перья) - красный, синий и черный. После угла поворота большего 120° красные точки будут между синими, синие между черными и черные между красными. После угла поворота большего 240° красные точки будут между черными, синие между красными и черные между синими.

Для получения действительных азимутов служит магнит NS, подвешенный под диском 23 на специальной шариковой подвеске 28, весьма тонной работы, чтобы трение при поворачивании не препятствовало установке магнита в направлении, магнитного меридиана. На верхней части магнита имеются соленоиды 26, назначение которых то же самое, что и соленоидов 21. В соленоидах 26 (фиг. 1) также имеются железные сердечники 48 с закрепленными на них сдвоенными карандашами или перьями (фиг. 4). Соленоид 26 состоит из внешнего корпуса 62, карандаша, подвижной части 63 одного карандаша, иглы 64 с клапаном 65. Нажимом пружины 66 игла прижимается своим клапаном 65 и не дает, возможности чернилам из середины проникать наружу. Пружина 67 всегда прижигает подвижную часть карандаша к передней пластинке 68. Пружина 66 должна быть чуть слабее пружины 67. От упора в стеклянную поверхность иглой последняя прячется, а чернила оставляют след в виде точки. Если два карандаша не одновременно достигают поверхности стеклянного шара, то от натяжения электромагнитной катушки, усилие которой должно быть больше сопротивления пружин 66 и 67, произойдет сжатие этих пружин и карандаш, ближе стоящий к поверхности, войдет в середину. В это время другой карандаш достигнет стеклянной поверхности и также ставит точку. Алюминиевый стержень 69 соединяет этот двойной карандаш с железным сердечником. Для правильной ориентировки отметок, производимых сдвоенными карандашами при определении азимутов на разных глубинах скважины, служат поворотные барабанчики 47 (фиг. 5). Барабанчик 47 нажимом пружины 25 поворачивается по часовой стрелке и, кроме того, удерживает карандаш в определенном положении при выключении тока. Барабанчики, кроме поворота вокруг своей оси, имеют поступательное движение вместе с железными сердечниками, втягиваемыми в катушки. На цилиндрической поверхности этих барабанчиков нанесены зигзагообразные канавки, по которым ходит стальной штифт 71 шурупа 72.

Соленоиды на подвижном магните также включаются в общую сеть и, следовательно, одновременно получаются записи уклона скважины и магнитного меридиана.

Ток подводится по двухжильному кабелю, один конец которого соединяется с - массой самого прибора, а другой - с изолированными концами всех соленоидов. При этом изолированный провод к соленоиду подвижного магнита подведен снизу по весьма тонкой и чувствительной спирали, чтобы она никакого влияния не оказывала на подвижность и ориентировку магнита по магнитному меридиану. В крайнем случае проводку можно сделать через ртутный контакт.

При измерении кривизны в скважинах, закрепленных обсадными трубами, аппарат с наружной поверхности снабжается тремя съемными центрирующими пружинами. При применении центрирующих пружин аппарат спускается без сильных боковых ударов о стенки и все время будет в центре труб, что предохранит влияние железа на магнит.

Для придания определенного веса и правильного направления скважины к нижней части привертывают кусок трубы необходимой длины. В этом случае необходимо применять два комплекта центрирующих пружин один в верхней части самого аппарата, а другой в нижней части добавочной трубы.

Прибор управляется сверху скважины через бронированный кабель, опускаемый вместе с тросом, на котором подвешен весь аппарат.

1. Прибор для определения кривизны буровых скважин, отличающийся тем, что для отметок на шаровой поверхности 20 угла отклонения три карандаша закреплены на железных сердечниках 44, помещенных в соленоидах 21, укрепленных на алюминиевом диске 23, подвешенном на кардане 46, а для отметок азимута сдвоенные карандаши закреплены на. железных сердечниках 48 соленоидов 26, которые помещены на подвешенном на первом шарнире 28 магните NS.

2. При приборе, указанном в п. 1, применение контрольного приспособления, отличающегося тем, что, в целях правильного распознования произведенных отметок после каждой отметки, для автоматического поворачивания диска применено закрепленное на трубчатой оси 41 храповое колесо 15 с собачкой 52, передвигаемой рычагом 54 под действием пружины 57, а для проверки правильности работы сдвоенных карандашей сложат поворотные, под действием пружины 25, барабанчики 47, имеющие также поступательное движение от железных сердечников под действием соленоидов 26.