Прибор для ориентирования искусственных отклонителей в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B47/22 

1

Изобретение относится к геолого разведочной технике и предназначено для ориентирования отклонителей в буровых скважинах.

Известны ориентаторы, содержащие скважинный прибор, линию связи и наземный пульт (контрольный).

В скважинном приборе универсального штыревого ориентатора УШО чувствительный элемент, размещенный в погружном штыре, выполнен в виде отвеса, который подвешен эксцентрично относительно оси колебаний с помощью опорной иглы, ввернутой в тело отвеса, представляющий собой ось с конусной лункой. Эта ось установлена в паз рамки, на нижнем конце которой находится колодка с контактными пластинами. Ось качания маятника расположена перпендикулярно оси прибора, а ход маятника ограничен К1::лг дкой с контактными пластинами i .

Недостаток такого прибора заключается в том, что при зенитных yi- лах более 2-3 маятник, опираясь ка стенку защитной гильзы в процессе ориентирования (поворота прибора), должен преодолеть силу трения, возникающую при его взаимодействии со стенкой защитной гильзы. Это неизбежно приводит к погрешности ориентирования, которая прогрессивно возрастает с увеличением зенитного угла.

Известен прибор для ориентирования искусственных отклонителей в 5 скважине, содержащий скважинный блок, включающий корпус, маятник, неподвижные контакты с диодами, переключатель, ловитель и наземный блок, включающий источник питания и индикатор нуля 2.

Указанный ориентатор не обеспечивает повышение томности i- надежности установки отклонителя в скважине. Объясняется это тем, что при малых зенитных углах (2-k° для обеспечения требуемого контактного давления (10-15 г) вес размыкателя существен но увеличивается, что приводит к повышению трения в его точке вращения при углах более 45° и значительному снижению точности и надежности работы ориентатора. Кроме это Г9, с уменьшением диаметров породоразрушающего инструмента, соответст венно уменьшается диаметр проходного отверстия в бурильных трубах, через .которые скважинный прибор доставляется к отклонителю. В связи с этим диаметр внутренней полости скважинного прибора в настоящее вре мя ограничен и составляет мм и размещение в нем измерительных элементов представляет собой сложну техническую задачу. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности ориентирования. Указанная цель достигается тем, что переключатель выполнен с параллельно включенным диодом, установле в наземном блоке и подключен между индикатором нуля, связанным с источ ником питания, и диодами неподвижны контактов, а маятник снабжен дополн тельным контактом, который расположен между неподвижными контактами, при этом маятник соединен посредством безмоментного волоска с корпусо На фиг. 1 представлена принципиальная схема ориентатора; на фиг. 2 - диаграмма его работы. Предлагаемый ориентатор состоит из наземного блока, содержащего источник 1 переменного напряжения, ин дикатор 2 нуля, переключателя 3 с диодом Ц, и скважинного блока, подключенного к наземному блоку через линию 5 связи, одним проводникбм этой связи является одножильный кабель, а другим - колонна бурильных труб. В корпусе 6 скважинного прибо ра размещены маятник 7 с контактом который посредством безмоментного волоска 9 соединен с корпусом 6 и установлен между неподвижными контак тами 10 и 11, к которым подключены диоды 12 и 13 соответственно, соединенные с одножильным кабелем. Корпус 6 в нижней части имеет ловитель 1 с пазом 15, в который входит шпонка 1б отклонителя. Для искусственного искривления скважин в заданном направлении на дневной поверхности собирают специальную компоновку, которая состоит из породоразрушающего инструмента (долото), отклонителя, (он имеет внутри посадочную шпонку), которые присоединяются к бурильной колонне и на колонне опускаются а скважину. Положение отклонителя на днеаной поверхности устанавливается под заданным углом Y по отуошению к шпонке ориентирующего переходника. Задача ориентирования отклонителя в скважине заключается в совмещении шпонки 16 с апсидальной плоскостью, при этом центр тяжести маятника 7 будет находиться ниже его оси вращения - нижнее положение маятника. Работа ориентатора осуществляется следующим образом. После установки переключателя 3 в разомкнутое положение и повороте бурильной колонны с находящемся в ней скважинным прибором вокруг его продольной оси маятник 7 контактом 8 входит в соприкосновение с контактами 10 или 1, что зависит от положения плоскости, проходящей через ось маятника и его центр тяжести, относительно апсидальной плоскости. Однако ток в цепи пpoxoдиf только при замыкании контакта 8 с контактом 10, что фиксируется отклонением стрелки индикатора 2 нуля. При вращении скважинного прибора, например по часовой стрелке, через каждые происходит замыкание - размыкание контактов 8 и 10 и в индикаторе фиксируется ток согласно диаграмме (фиг.2). Причем момент t замыкания контактов соответствует переходу центра тяжести маятника через верхнее положение, а размыкание контактов момент t соответствует переходу маятника через нижнее положение. Для ориентирования отклонителя скважинный прибор ориентатора опускают на кабеле внутри бурильной колонны к отклонителю и в результате посадки ловителя l4 на шпонку 1б жестко стыкуют с ним. Поворотом бурильной колонны с отклонителем по часовой стрелке по индикатору на пульте (ly,) находят момент t размыкания и вращение колонны прекращают. Выключатель 3 переводят во включенном состоянии -И тем самым отключают диод , Э результате чего к скважинному прибору прикладывается переменное напряжение. При этом индикатор нуля либо сохраняет нулевое показание, что указывает на то, что маятник принял нижнее положение (отклонитель установлен по заданным yi- лом), либо стрелка индикатора показвает наличие тока обратного направления (фиг.2, поз. Ij), что означа.ет проворот отклонителя. Тогда для правильной установки колонну необходимо вращать в соответствующем направлении до появления нулевого показания индикатора. При нулевых показаниях индикатора в нижнем положении маятника погрешность установки отклонит«ля не превышает 2-3 (определяется сектором разрыва подвижного контакта 8 и неподвижных контактов 10 и 11).

Предлагаемая конструкция ориентатора позволяет существенно повысить его точность и надежность за счет уменьшения количества контактов и узлов точной механики в скважинном приборе; кроме этого, повышается точность работы при малых (2-3) и больших (свыше 5)зенитных углах работы ориентатора.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обус|ловлена тем, что его использование позволит увеличить надежность управления направлением скважин по сравнению с известными устройствами.

особенно при малых зенитных углах и углах более 5 ввиду отсутствия маятникового размыкателя в скважинной части ориентатора.

Формула изобретения

Прибор для ориентирования искусственных отклонителей в скважине, содержащий скважинный блок, включающий корпус, маятник, неподвижные контакты с диодами, переключатель, ловитель и наземный блок, включающий источник питания и индикатор нуля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности ориентирования, переключатель, выполнен с параллельно включенным диодом, установлен в наземном блоке и подключен между индикатором нуля, связанным с источником питания, и диодами неподвижных контактов, а маятник снабжен дополнительным контактом, который расположен между неподвижными контактами, при этом маятник соединен посредством безмоментного волоска с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лиманов Е.Л. и др. Направленное бурение разведочных скважин, М., Недра, 1978, с. 1б5.

2.Авторское свидетельство СССР f637530, кл. Е 21 В 7/022, 1975.