Устройство для измерения кривизны буровых скважин Советский патент 1948 года по МПК E21B47/22 G01B5/24 

Предметом изобретения является устройство для измерения кривизны буровых скважин, предназначенное для замера как зенитного, так и азимутального угла наклона стволов буровых скважин диаметром от 55 лш и выше.

Азимутальный угол замеряется в виде суммы двух углов - азимута скважины относительно нулевой черты (риски) на приборе и азимута риски относительно меридиана.

Первое слагаемое дается самим прибором, а второе дается ориентированным спуском прибора на штангах.

Зенитный угол дается непосредственно прибором, без каких-либо дополнений или поправок.

Весь комплект состоит из собственно прибора, опускаемого в скважину, отсчетного прибора и батареи сухих эле.ментов, остаюш,ихся на дневной поверхности, и провода, продетого сквозь штанги и соединяющего прибор с отсчетным механизмом.

Схема устройства и принцип действия его поясняются фиг. 1, 2 и 3.

Внутри цилиндрического корпуса / (см. фиг. 1) укреплены две плиты 2 с отверстиями в центре. В этих отверстиях вращаются две полуоси 5, несущие рамку 4. Внутри рамки 4 находится ось 5, на которой укреплен храповик 6, имеющий 360 зубцов. Ось 5 перпендикулярна оси 3-3.

На оси 5 подвешен свободно вращающийся отвес 7, угол вращения которого ограничен скобкой 8, укрепленной на храповике в. Угол свободного качания отвеса 7 равен Г.

На рамке 4 под храповиком укреплены электромагнит 9, якорь 10 с рабочей собачкой //, возвратная пружина 12, упор 13 и стопорная Ь 73116- 2 -собачка 14, последняя не дает храповику поворачиваться обратно при возвратном движении собачки //. На конце нижней полуоси 3 насажен храповик 15 (такой же, как и храповик 6, с отвесом 16 и скобкой 17 (см. фиг. 1 и 2). Около храчовика 15 к корпусу / пр 1креплены электромагиит 18, якорь 19 с собачкой 20, пружина 21, упор 22 и стопорная собачка 23. В корпусе / (фиг. I) над верхней плитой 2 находится поляризованное реле Р, служан1,ее д.1я включен.йя электромагнитов 9 и 18. Подводимый к верхнему контакту (фиг. 3) ток протекает через обмотку поляризованного реле Р, и в соответствии с направлением тока вк.иочается .1ибо левая, .чибо нравая цепь, состожцая из электромагнита, отвеса и скобки. В качестве fipi-iMepa донусти.м, что вк.иючена .-(евая цень, состоящая из -.кжтромагпита 9, отвеса 7 и скобки 8. Ес.111 отвес висит вертикально п весь прибор вертикален, то отвес не, касается скобки и электромагнит вк.пючен. Если же прибор вывести из вертикального положения, то отвес коснется скобки 8, электромагнит притянет ЯКорь 10 (фиг, 1) и собачка // пройдет по храповику 6 на один зубец. Если теперь выключить ток, то пружина 12 оттянет якорь обратно, и собачка // повернет храповик на один зубец. Включая н выключая ток, мы даем в цепь отдельные импульсы, каждый из которых поворачивает храповик на один зубец, т. е. на Г . Это будет продолжаться до тех пор, пока отвес не повиснет вертикально и не перестанет касаться скобки, разомкнув таким образом цепь. По числу импул зсов можно гаким образом определить угол наклона прибора. Для счета числа импульсов служит счетчик, устроенный так же, как и сам прибор, но без отвеса и скобки; электромагнит счетчика включается прямо в провод, питающий прибор, и каждый пульс тока поворачивает одновременно на 1° и прибор и счетчик; когда цепь разомкнется, то и счетчик остановится в положении, соответствующем положению прибора; циферблат счетчика разбит непосредственно на градусы. Правая цень действует точно так же, но при вращении храповика 15 вращается и вся рамка 4 со всем находящимся на ней механизмом; это вращение прекращается, когда отвес 16 займет наинизщее положение; в этот момент храповик 6 придет в вертикальную плоскость, а отвес 7 сможет занять строго вертикальное положение. Угол поворота храповика 15 к угол поворота колонны щтанг при ориентированном спуске дают в сумме азимутальный угол скважины, а угол поворота храповика 6 непосредственно дает зенитный угол. Наземная часть состоит из батареи сухих элементов или аккумуляторов, пульс-пары для превращения постоянного тока в отдельные импульсы, двух счетчиков-азимутального и зенитного, и коммутатора для перемены полярности батареи. Все эти части, кроме батареи, смонгированы на одном щитке и помещены в ящичек; батарея присоединяется к клеммам на том же щитке. Прибор соединяется с назелп«)й частью одним изолированным проводом, продетым сквозь игтангп; вторым проводом с. сами штанги, или земля. В Г1рибо)е нредусмот хч а возможность приведения к нулю счетчиков при вертикальном положении и при наклоне в сторону нулевого азимута соответственно. При отсутствии тока (например, в момент спуска) весь механизм, а равно и счетчики, автоматически блокирует- 3 73116

ся, так что случайные механические толчки не могут вызвать ошибочных показаний.

Предусмотрено устройство, замыкающее цепи в момент перехода отвесов через «верхнюю мертвую точку, чем исключается возможность отчета обратного азимута (ошибка 180°).

Все эти дополнительные устройства обеспечивают надежность действия прибора, не меняя изложенной выи:е сущности устройства его.

Предмет изобретения

1.Устройство для измерения кривизны буровых скважин с применением подвешенного на нем груза в виде маятника, угол отклонения которого от основного положения служит мерой отклонения оси скважины от вертикали, отличающееся тем, что маятник расположен между двумя ограничивающими его отклонения контактами, укрепленными на храповом колесе, свободно установленном на оси маятника, питаемого периодически электрическими импульсами таким образом, чтобы при отклонении устройства от вертикали, происходило замыкание электрической цепи между маятником и одним из двух ограничительных контактов и соответственно подача импульсов в цепь электромагнита вплоть до размыкания контактов при повороте храпового колеса с той целью, чтобы по количеству прошедших пмпульсов можно

было судить об угле отклонения скважины от вертикали.

2.В устройстве по п. 1 применение электромагнитного счетного механизма, включенного в цепь храпового электромагнита и предназначенного для подсчета числа прошедших импульсов.

-ППГШПГ P