Устройство для определения пространственного положения скважины Советский патент 1978 года по МПК E21B47/22 

(54) yCTPCXiCTBO ДЛЯ СЯ1РЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОШ ПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ

носительно продольной оси. Внутри штанг расположен провод, идущий от нижнего цилиндра 2 к кабельной головке 4, расположенной на верхнем шшшшре. Измеритель ные части, размещенные в верхнем и нижнем корпусах совершенно идентичны. Внутри каждого корпуса (см. фиг. 2) во взаимно-перпендикулярных плоскостях закреплены два трубчатых уровня 5, например U -образной формы, на прямолинейные участки трубки надеты катушки индуктиб-. ности 6. В трубку залита токопроводящая жидкость, например ртуть, верхняя часть заполнена легкой демпфирующей жидкостью. В верхней части имеется винт 7, который служит для изменения степени демпфирования. Ниже уровней расположены генераторы 8 и блок 9 питания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В искривленной скважине между осями верхнего 1 и нижнего 2 корпусов образуется угол соответствукящй ее кривизне. Каждый из корпусов оказывается наклоненным в своей апсидальной плоскостина свой зенитный угол. Вследствие этого ртуть в каждом из четырех уровней 5 занимает положение, соответствукяцее углу наклона в данной плоскости.

Изменение положения ртути относительно катушек 6 изменяет индуктивность последних, что приводит к изменению частоты генераторов 8, в контуры которых включены катушки индуктивности.

Так как определенному положению уровня ртути соответствует определенное значение индуктивности, а положение уровня ртути определяется угломнаклона корпуса прибора в данной плоскости, то угол наклона однозначно определяется как функция частот генераторов одного уровня жидкости.

Зная углы наклона корпусов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях можно .определить зенитный и апсидальный углы, а также азимут любой точки скважины.

Обработка данных измерений производится на наземном пульте и не представляет большой сложности для электронновычислительной техники.

Использование уровней с катушками индуктивности в устройстве полностью устраняет наличие механических узлов, контактов, упрощает конструкцию и вследствие этого повышает надежность, производительность и стабильность метрологических характеристик, позволяет производить непрерывную регистрацию результатов измерений, что исключает случайные ошибки при наличии каверн и разработок стенок скважины, а также измерение зенитного угла скважин, близких ц. вертикали. Использование частотного метода передачи информации на поверхность исключает в шяние параметров кабеля на результаты измерений и упрощает обработку данных измерений. Погрешность измерения углов наклона корпусов в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях определяется стабильностью генераторов L, С и в вьтолненных аналогичных конструкциях генераторов составляет 1О-4.

Произведенная оценка погрешности измерений зенитного и апсидального углов при стабильности генераторов „Ю л углах наклона скважины от О до бО показывает, что погрешность определения зенитного угла во всем диапазоне не превышает 1. Предельная ошибка определения азимута скважины глубиной 1ООО м при базовом расстоянии между корпусами 2О м

более

и зенитном угле 5

составляет не +2°.

Формула изобретения

Устройство для определения пространств венного положения скважины, содержащее соединенные между собой верхний и нижний цилиндры, в каждом из которых размещены чувствительные элементы зенитного и апсидального углов, и схему измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы -и точности измерений, чувствительные элементы зенитного и апсидального углов выполнены в виде одной системы двух трубчатых двухплечевых уровней, которые заполнены токопроводящей жидкостью и соответственно жестко закреплены относительно корпусов цилиндров в плоскостях, перпендикулярных друг другу и параллельных оси цилиндров, причем каждое плечо уровня имеет катушку индуктивности, связанную со схемой измерения.

8.

2Т

Фи.г.1

fUt.2