Способ определения координат центра забоя ствола скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B47/22 

(5М СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ

I

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения пространственного положения, как прямолинейно, так и непрямолинейно искривленных стволов скважин или щахт, в частности для определения координат их центров забоев.

Известен инклинометрический способ, позволяющий определить пространственное положение стволов сквак ин и координаты центров забоя скважин, отклонившихся от отвесной линии на величину, превышающую диаметр скважины в свету. В процессе измерения инклинометр опускают в необсаженную скважину заходками по м и определяют в каждой заходке зенитный и азимутальные углы. По данным съемки строят инклиномограмму (горизонтальную проекцию вертикальной оси ствола) , которая позволяет определить графическим способом отклонение оси

ствола скважины на любой отметке (глубине) относительно ее устья.

Недостатком инклинометрического способа является то, что он не обеспечивает высокой точности определения пространственного положения скважины и координат забоя, а кроме того, он не позволяет заранее определить участок ствола скважины и координат забоя, а также заранее определить участок ствола скважины с прямолинейным отклонением или длину участка с отклонением от прямой на величину, не превышающую половины диаметра ствола скважины в свету, из-за чего необходимо производить замеры очень часто (через м), что приводит к значительным затратам времени на излишние измерения и значительно увеличивает расхождение фактического местонахождения ствола скважины с расчетным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ и устройство для его осуществления; позволяющий опре делить пространственное положение ствола скважины и координат центра его забоя путем перемещения в ствол скважины полигонными ходами источни ка излучения, например, лазера и регистрации пятна oY его рабочего луча на оттарированном полупрозрачном экране. Недостатком этого способа являет ся то, что, он требует большого числа замеров. Так, например, если принять, что длина скважины всего 100 м, а длина измерительного устройства 1 М, то для того, чтобы определить координаты центра забоя такой скважины, понадобится произвес ти не менее 100 перестановок этого прибора, а это значит, что понадоби ся сиять как минимум tOO показаний. Раздвигать кассеты с источником и приемником излучения на большие рас стояния невозможно из-за того, что несориентированный луч лазера может не попасть на приемное устройство в целом, не говоря уже о еСо иентре. Целью изобретения является повыше ние точности измерений и сокращение времени измерений. Поставленная цель достигается тем что луч источника света направляют вертикально, центрируют и опускают источник света и экран последователь ными ходами в прямолинейные интервалы скважины, отмечают на экране отклонение луча относительно оси скважины, суммируют, векторы отклонения луча по координатной сетке экрана и определяют по результирующему вектору координаты центра забоя скважины. Этот способ измерения позволяет заранее определить участки ствола скважины с прямолинейным искривление что приводит к значительному сокраще нию ходов измерения и тем самым сокр щает время на измерения. При отклоне нии же забоя ствола скважины любой глубины не более, чем на диаметр, координаты его центра определяют указанным способом за один раз, за одно измерение и с высокой точностью вместо множества раз и множества измерений при пользовании известным способом. - На фиг. 1 показ.ан ствол непрямоли нейно искривленной скважины, лазер, опущен на глубину первой заходки производится замер искривления в пределах первой прямолинейной искривленной заходки; на фиг. 2 - ствол той же скважины, лазер опущен на глубину второй прямолинейно искривленной заходки, а полупрозрачный экран опущен на глубину первой заходки - производится замер искривления в пределах второй заходки; на фиг. 3 - ствол той же скважины, лазер опущен на забой, а полупрозрачный экран на глубину второй заходки - производится замер координат центра забоя непрямолинейно искривленной скважины. Способ осуществляется следующим образом. В устье ствола скважины опускают контейнер 1, в котором смонтирован лазер 2 с устройством, автоматически удержйвающим его рабочий луч по отвесной прямой. Выставляют рабочий лум лазера строго по вертикали. Затем в устье ствола скважины закрепляют контейнер 3 со светоприемным устройством, например, полупрозрачным экраном с масштабной сеткой и телевизионной камерой 5- При этом необходимо следить за строгой горизонтальностью светочувствительного экрана. Телекамера 5 посылает изображение с полупрозрачного экрана на экран телевизора, установленного на дневной поверхности. После этого контейнер 1 с лазерной установкой, удерживающей луч лазера в отвесном положении, опускают в ствол скважины до тех пор, пока вертикальный луч не приблизится к краю полупрозрачного экрана. В этот момент прекращают дальнейшее опускание контейнера и закрепляют его в скважине. Затем замеряют глубину ствола скважины до контейнера 1, т.е. Н (фиг.1) и опускают контейнер 3 к контейнеру 1, закрепляют его на этой глубине, после чего фиксируют на нем местоположение пятна, оставленного вертикальным лучем лазера.Затем опускают контейнер 1 на вторую заходку, затем на третью и т.д. до тех пор, пока контейнер 1 достигнет забоя ствола скважины. Координаты центра забоя ствола скважины и его искривление в пределах каждой заходки определяют аналитическим способом по известным алгоритмам, а также графическим способом по сумме и направлению векторов, составленных на экране после