Устройство для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин Советский патент 1937 года по МПК E21B47/22 G01C1/10 

Настоящее изобретение касается устройства для непрерывного измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин и заключается в том, что для этого применены опускаемая в скважину двойная электромагнитная система, установленная на карданном подвесе и питаемая током переменного напряжения, и двойная электромагнитная система на поверхности скважины, питаемая от того же источника тока. Между одной парой полюсов первой электромагнитной системы помещена рамка гальванометра, скрепленная с магнитной стрелкой и включенная навстречу рамке гальванометра второй электромагнитной системы, а между второй парой полюсов помещена рамка гальванометра, неподвижно закрепленная в корпусе прибора и включенная навстречу рамке гальванометра, помещенной между второй парой полюсов электромагнитной системы на поверхности скважины.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин.

Внутри корпуса / из немагнитного материала на оси укреплен противовес 2, связанный жестко с поддерживающей рамкой 3. Поддерживающая рамка 3 в нижней своей части несет карданный подвес, состоящий из колец 8 9. Кольцо 9 связано жестко с магнитной системой 4. Магнитная система 4 в нижней части утяжелена и представляет собою разветвленную цепь, в верхней части которой помещается рамка гальванометра б, связанная с магнитной стрелкой 5, а в нижней части-рамка гальванометра 7, ось которой неподвижно связана с кольцом 8 кардана.

Весь этот прибор опускается на пятижильном кабеле в скважину, кривизну которой желают определить. На поверхности скважины расположена аналогичная магнитная система, состоящая из разветвленной магнитной системы 10, в верхней части которой находится рамка гальванометра 14, а в нижней части-рамка гальванометра 12. Рамка гальванометра 6 и рамка гальванометра 14, включенные навстречу друг другу, соединяются проводами а, О, в, г. Рамки

гальванометров 7 и /2 соединены навстречу друг другу проводами д, е, УК, 3. Обмотка 16, обмотка реле 18 и обмотка 15 соединены последовательно и присоединены через рубильник Р к источнику переменного тока

Ь.

Прибор опускается в скважину, причем вся его электрическая цепь с помощью рубильника Р выключается. В месте измерения прибор останавливается и ему дается некоторое время для успокоения всех его подвижных частей. При этом, при наличии кривизны, весь корпус прибора отклоняется от вертикали на такое же число градусов, на какое в данном месте искривлена скважина. Вследствие того, что магнитная система 4 в нижней части своей утяжелена и связана жестко с кольцом кардана 9, она займет вертикальное положение. Кольцо же 8 кардана, жестко связанное с осью рамки гальванометра 7, будет наклонено к вертикали на такое же число градусов, на какое наклонилась ось корпуса прибора. С самим корпусом связана поддерживающая рамка 3 через противовес 2. Кольцо 5 кардана шарнирно связано с поддерживающей рамкой 3.

Таким образом, будет иметь место поворот рамки гальванометра 7 внутри магнитной системы 4. Рамка гальванометра 7 включена навстречу рам.ке гальванометра 12, и если они обе находятся в переменном магнитном поле, то индуктированная электродвижущая сила рамки 7 будет уравновешивать электродвижущую силу рамки 12. При повороте одной из рамок в магнитном поле это равновесие будет нарушено, что вызовет внутри цепи д, е, ж, з, ток, который приведет вторую рамку к положению первой.

Таким образом, если поворот рамки 7 гальванометра будет соответствовать числу градусов кривизны, то такому же числу градусов будет соответствовать и поворот рамки 12 на поверхности.. Магнитное переменное поле создается путем приложения к обмоткам 16 и 15 переменного напряжения. Рамка гальванометра 6 в верхней части магнитной системы 4 и, соответственно, рамка 14 в магнитной

системе 10 предназначены для указания склонения, т. е. ориентировки кривизны по странам света.

Действует система следующим образом. По успокоении магнитной системы 4 магнитная стрелка NS займет положение, совпадающее с магнитным меридианом, а магнитная система 4 повернется в направлении кривизны при помощи противовеса 2, поддерживающей рамкиJи карданного подвеса 8-9.

На поверхности, в верхней части магнитной системы 10 находится рамка гальванометра 14, соединенная навстречу проводами а, б, в, г с. рамкой гальванометра 6. Ось диска с делениями 13 устанавливается заранее по направлению магнитного меридиана. При пропускании тока через катущки 15-16 переменный ток пройдет через реле 18, чем заарретирует магнитную стрелку 5 стопором 17, т. е. зафиксирует ее по направлению магнитного меридиана. Когда ток, пропущенный через катушки 15-16, создаст переменное магнитное поле, то это вызовет поворот рамки гальванометра 14 на такой же угол, на какой повернулась магнитная система 4 относительно магнитной стрелки 5. Измеряя на поверхности угол между осью и стрелкой 77 на рамке гальванометра 14, можно определить направление кривизны азимута. Самая же величина кривизны определяется рамкой 72, как уже было описано выше.

Предмет изобретения.

1. Устройство для измерения кривизны и азимута искривления буровых скважин, отличающееся применением установленной на карданном подвесе и питаемой током переменного напряжения двойной электромагнитной системы 4, опускаемой в скважину и несущей между одной парой полюсов рамку гальванометра б, скрепленную с магнитной стрелкой 5 и включенную навстречу рамке гальванометра 14, питаемой от того же источника тока электромагнитной системы 10 на поверхности, а между второй парой полюсов рамку гальванометра 7, закрепленную неподвижно в корпусе прибора и включенную навстречу рамке гальванометра 12, с целью определения по углу поворота рамки 14 относительно электромагнитной системы 10 азимута искривления и по углу поворота рамки 12-кривизны скважины.I

2. Форма выполнения устройства I

по п. 1, отличающаяся тем, что электромагнитная система 4 установлена в рамке 5, ориентируемой посредством противовеса 2.

3. В устройстве по п. 1 применение электромагнитного стопора 17, служащего для закрепления магнитной стрелки в направлении магнитного меридиана.