Устройство для измерения азимутов скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B47/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТОВ

1 . . Изобретение относится к техни..ческим измерениям и может бьггь испольэованр в геодогораэведочнгй технике при разработке ииклинометров: с пбвьшенными параметрами точности и надежности работы, для измерения азимутов скважин, пройденных в слабомагнитных породах.

Известен прибор для преобразования углов измерения скважины, включающий корпус, источник света,прием ник лучистой энергии и расположенный между ними с возможностью поворота экран, выполненный из непрозрачного материала в форме плоского йулачка 1.

Нвдостаткг1ми указанного устройства, кроме технологических трудностей изготовления,являются:

зона нечувствительности при переходе от участка кулачка малого диаметра к участку кулачка большого дйгилётра;

люфт оси вращения кулачка, шероховатость рабочей поверхности и оседание на этой поверхности частичек пыли и влаги, в подземных условия эксплуатации прибора в скважине создают на выходе приемника лучистой энергии фон помех, снижающих чувстСКВАЖИНЫ

вительнрсть и точность работы преобразователя.

На стабильность работы приборааналога влияют следующие .причины

изменение параметров источника света от температуры, питающего напряжения и времени работы; .

изменение параметров приемника лучистой энергии от окружающей темпера10туры и влажности, времени работы и флуктуации питающего напряжения;

оседание частичек пыли и влаги на рабочие поверхности источника и приемника лучистой энергии.

15

HsBeiCTHo устройство, соде1Х1сащее кожух источник и приемники света и расподожеяный нини непроэрачдрлй яиск с радиальной щелью, снабженный отвесом, который расположен диаметрально противоположно радиальнОй прсфези,,и двигатель 2.

Уетройство «а может быть использовано .для измерения азимутов скважины,: гак как она вырабатывает сигнал

25 только в момент заданного развороте иЬкусствеиного отклонителя, т.е. работает по принципу есть сигнал отклонитель сориентирован; нет сигнала - отклонитель находится в нмэSO вестном положении.

Цель изобретения - повышения чувствительности и точности измерений азимутов скважин, пройденных в слабомагнитных породах.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено установленным на оси двигателя, держателем, двумя прозрачными дисками, один из которых имеет непрозрачное кольцо с радиальной прорезью, непрозрачный диск снабжен магнитом и расположен между прозрачными дисками, а приемники света размещены на держателе.

На чертеже представлена принципиальная конструкция устройства для измерения азимутов скважины.

Устройство содержит непрозрачный диск 1 с радиальной сквозной щелью, Диск 1 расположен между источником света 2 и приемниками 3 и 4 света, закрепленными радиально на держателе 5. Держатель 5 приводят во вращение 9j постоянной угловой скоростью (е) с помощью двигателя 6. Диск 1 закреплен на оси 7, вращающейся в подшипниках 8, и расположен между прозрачными дисками 9 и 10. На поверхности диска 10 нанесено непрозрачное кольцо 11 с радиальной прорезью. Радиальная щель диска 1 формирует информационный поток 12 лучистой энергии, взаимодействующий с приемником, а радиальная прорезь кольца 11 формирует опорный поток 13 лучистой энергии, взаимодействующий с приемником 3.

Все элементы устройства размещены в охранном кожухе .14 скважинного прибора . На непрозрачном диске 1,закреплен магнит 15. Чувствительный элемент закреплен на карданном подвесе, содержащем отвес 16, рамку 17, отвес 18 и подеиипники 19 и 20.

Устр.ойство работает следующим образом.

Ери размещении кожуха 14 в скважину под действием отвесов 16 и 18 плоскость вращения диска 1 будет совпадать с горизонтальной плоскостью. Под действием магнита 15, щель диска 1 устанавливается по направлению магнитного меридиана. Прорезь непрозрачного кольца 11 прозрачного диска 10, который неподвижно закреплен на корпусе чувствительного элемента отвесом 16, ориентируется относительно апсидальной плоскЬсти (вертикальная плоскость, прохо 1ящая через ось скважины в данной точке). На чертеже показан момент в статике, когда опорный поток 12 лучистой энергии падает на приемник 3, а иаформационнай поток 13 лучистой энергии, сформированный прорезью диска. 1/ падает на приемник 4, т.е. когда радиальные направления щели диска I и- нрорези кольца 11 совпадают. При отклонении направления скважины от магнитного . меридиана магнит 15 развернет диск

1 на угол, равный магнитному азимуту скважины. При вращении двигателя 6 и держателя 5 с приемниками 3 и 4 в них возбуждаются импульсы под воздействием потоков 12 и 13 лучистой энергии источника 2. Время между этими импульсами будет пропорционгшьно азимуту скважины относительно магнитного меридиана. Регистрадия азимута скважины осуществляется непрерывно, как при спуске, так и при подъеме скважинног.о прибора. Прозрачный диск 9 служит для крепления подшипника оси 7.

Изменение параметр.ов источника и приемника лучистой энергии от температуры, времени работы, колебаний питающего напряжения и других полевых и подземных условий эксплуатации скважинных приборов не влияют на точность работы устройства, так как информацию о значении угла несет время между импульсами.Применяя известные в импульсной технике методы обработки импульсных сигналов, можно создать прибор, в котором форма и амплитуда этих импульсов практически не будет влиять на стабильность показаний предлагаемого устройства.По указанным вдае причинам оседание частичек пыли и влаги на поверхности чувствительных элементов, некоторое отклонение от точности изготовления деталей устройства также, практически, не будут влиять на стабильность и точность работы предлагаемого измерительного устройства.

Данное устройство в отличии от известных устройств имеет постоянную и высокую чувствительность во всем диапазоне (от О до 360) измерения азимутов. Применяя известные в радиоэлектронике методы измерения временных интервалов можно получить высоку чувствительность и точность предложенного устройства. Так, например, при скорости вращения диска с приемниками 1 оборот 8 секунду и точности измерения временных интервалов можно получить чувствительность устройства 1,3 угловых .секунды.

Полояштел&ный эффект от применения опис аемого устройства связан с повыиеннем точности определения простраНатвеннозРо положения геологоразведочных и промысловых скважин, что является резервом пов лнения эффективности гёологЬрвзвегрчных и промысловых работ.

Формула изобретения

Устройство для йэАЮрения азимутов скважины, содержащее кожух, источник и приемники светд, непрозрачнсгй диск с радиальной сквозной щелью, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

повьвоения чувствительности и точности измерения азимутов скважин, пройденньос в слабомагнитной породе,, оно

I снабжено установленным на оси двигателя держателем, двумя прозрачными дисками, один из которых имеет непрозрачное кольцо с ргшиальной прорезью, непрозрачный диск снабжен магнитом и расположен меящу прозрачными дисками, а приемники света размещены на держателе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке 2578995/22-03,

5 ,кл. Е 21 В 47/02, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР г 607005, кл. Е 21 В 47/02, 1976

(прототип).

19