Устройство для определения пространственного положения скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B47/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ

I

Изобретение относится к устройствам для измерения угла наклона скважины и ориентирования измерительных приборов (деформометров, прессиометров и другях) в ней.

Известен инклиномер, который содержит маятник, фиксирующее устройство, буссоль с реахордом и исполнительный механизм. Буссоль снабжена дополнительным механизмом, выполненным в виде взаимодействующих клина со скобой, иглы, свободно установленной в канале, смещенном относительно оси вращения буссоли и перпендикулярном оси магнитной стрелки, прямоугольного рычага, свободный конец которого входит в отверстие на оси магнитной стрелки 1.

Недостатками этого устройства являются невозможность использования его в скважинах малого диаметра и необходимость извлечения прибора из скважины для определения измеренного угла отклонения ее после очередного замера.

Известно также устройство для определения угла наклона, состоящее из верхнего и нижнего цилиндрических корпусов, соединенных щтангами, исключающими взаимный поворот корпуса относительно продольной оси. Внутри щтанг расположен провод, идущий от нижнего цилиндра к кабельной головке, расположенной на верхнем цилиндре. Измерительные части, расположенные в верхнем и нижнем цилиндрах соверщенно идентичны. Внутри каждого корпуса во взаимно перпендикулярных плоскостях закреплены два трубчатых уровня V-образной формы. На прямолинейные участки трубок надеты катущки индуктивности. В трубку залита токопроводящая жидкость, например ртуть, верхняя часть их заполнена легкой демпфирующей жидкостью. В верхней части трубок имеется винт для регулирования степени демпфирования. Ниже уровней расположены генераторы и блоки питания 2.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции прибора, потребность сложной регистрирующей аппаратуры при производстве измерений, не20возможность использования устройства в скважинах малого диаметра и сравнительно небольщой диапазон измеряемых углов

(О-60°). Все это, а также наличие в измерительном узле устройства электрических ценей, имеющих реактивное сопротивление, затрудняет использование этого устройства в шахттных условиях, его эксплуатацию, снижает точность, надежность и производительность измерений.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что измерительные элементы выполнены в виде круглой изогнутой в кольцо нетокопроводящей трубки, внутри которой размещены провода с разными сопротивлениями и ртутный контакт.

Для измерений в скважинах различного диаметра и устранения влияния неровностей и каверн в них устройство снабжено центрирующими опорами, выполненными в виде плоских пластин.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1, крышек 2 и 3, которые резьбовым соединением и прокладками 4 герметично, соединены с корпусом 1. Крыщка 3 служит одновременно для ориентирования и досылки измерительных приборов в скважине. На крыщках 2 и 3 закреплены пружинные направляющие опоры 5. В полости корпуса 1 расположены два кольцевых реостатных датчика для определения вертикального угла наклона скважины 6 и для ориентирования приборов 7. Реостатные датчики 6 и 7 установлены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, выполнены в виде круглой нетокопроводящей, например стеклянной, изогнутой в кольцо трубки 8. Внутрь трубки 8 помещены провод 9 с малым электрическим сопротивлением и провод 10 с большим сопротивлением, а также капля ртути 11, которая выполняет роль скользящего контакта (движка) и заполняет сечение трубки 8 таким образом, что не происходит демпфирование ее воздухом. Провода 9 и 10 выполнены из неамальгамирующих металлов. Кольцевые реостатные датчики 6 и 7 закреплены в корпусе 1 во взаимно перпендикулярных плоскостях посредством крепежного узла, который включает хомуты 12-14, амортизирующие прокладки 15 и стопорные винты 16. На контактной колодке 17 распаяны с одной стороны провода 18 от реостатных датчиков 6 и 7, с другой стороны - провода 19 гибкого кабеля 20, который фиксируется в крышке 2 с помощью гайки 21 и прокладки 22.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

в скважину, пробуренную в горном массиве с помощью досылочного приспособления, соединяемого с крышкой 2, помещается предлагаемое устройство для измерения вертикального угла наклона и ориентирования приборов в ней. После досылки устройства в скважину на необходимое расстояние определяют угол отклонения скважины от горизонтали с помощью датчика 6 следующим образом. Капля ртути 11, перемещаясь по трубке 8, непрерывно контактирует с проводами 9 и 10, что вызывает изменение сопротивления цепи. Сигнал об изменении сопротивления проходит по проводам электрической цепи (9, 10, 18, 19) и поступает на регистрирующую аппаратуру, например тензостанцию ИИД-2. По зафиксированным показаниям регистрирующей аппаратуры и тарировочным данным предлагаемого устройства определяется вертикальный угол отклонения скважины.

При ориентировании в скважине измерительного прибора (например, типа деформометр, прессиометр и другие) предлагаемое устройство соединяется с ним с помощью крышки 3, и в этом случае в работе находится реостатный датчик 7. Измерение

5 угла поворота прибора аналогично измерениям при определении вертикального угла скважины. Для измерения траектории искривления скважины с помощью предлагаемого устройства по мере перемещения его по длине скважины с определенным щагом определяется вертикальный угол.

Предлагаемое устройство позволяет снизить затраты времени и упростить процесс проведения измерений в промышленных условиях, применять простейшую регистрирующую аппаратуру.

Формула изобретения

Устройство для определения пространственного положения скважины, содержащее корпус с крыщками, установленные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях измерительные элементы, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, измерительные элементы выполнены в виде круглой изогнутой в кольцо нетокопроводящей трубки, внутри которой расположены провода с разными сопротивления.ми и ртутный контакт.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 442289, кл. В 21 В 47/02, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 597822, кл. В 21 В 47/022, 1976.