Индикатор положения инструмента в скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B47/02 

(54) ИНДИКАТОР ПОЛОЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА

1

Изобретение относится к горному делу, в частности к бурению скважин, и может быть использовано преимущественно для индикации на поверхность земли положения одного скважинного инструмента относительно другого, например инклинометра с фиксатором-ловителем в ориентирующем переходнике, при производстве замеров пространственного положения скважин или ориентировании искусственных отклонителей.

Известно устройство для индикации на поверхность земли правгтльной ориентации удлинителя инклинО1метра относительно муфты над искусственным отклонителем, которое включает ударник со свинцовой печатью, закрепленные на нижнем конце удлинителя инклинометра, и ножи с зубцами, установленные в муфте над искусственным отклонителем.

По достижении удлинителем муфты отклонителя, ударяют свинцовой печатью о ножи муфты, а затем производят измерения, т.е. с поверхности включают инклинометр и измеряют азимут. После этого инклинометр извлекают на поверхность, где по метка.м от ножей муфты на свинцоВ СКВАЖИНЕ

вой печати определяют {фавильность ориентации удлинителя относительно муфты искусственного отклонителя во время измерений, т.е. по меткам определяют положение одного скважинного инструмента относительно другого в момент измерений 1.

Однако известное устройство не позволяет определить правильность ориентации инклинометра относительно муфты искусственного отклонителя непосредственно по

10 достижении инклинометром искусственного отклонителя, а только после извлечения инклинометра на поверхность, что увеличивает продолжительность измерений и не дает возможность проводить несколько 15 замеров без под-ема инклинометра на поверхность, что СОбенно важно для глу,дких скважин.

Известен индик,: ор положения скважинного инструмента, с; держащий фиксатор-ловитель, выполненны- в виде металлической трубки со стержнем нутри. Нижний конец трубки срезан по двул симметрично расположенным винтовым почерхностям, которые в месте смыкания образуют шпоночный паз. В

стержне под шпоночным пазом выполнена электромагнитная катушка. Ответной деталью фиксатора-ловителя является полый цилиндр, внутри которого размещен выступ, изготовленный из материала с высокой ферромагнитной проницаемостью для замыкания магнитного поля катушки при расположении ее против выступа. Выступ располагается напротив электромагнитной катушки после входа фиксатора-ловителя в полый цилиндр. Выступ замыкает электромагнитное поле катушки, что фиксируется на сигнальном пульте, расположенном на поверхности, о правильном положении одного скважинного инструмента относительно другого 2.

Однако известное устройство не надежно в работе при наличии в промывочной жидкости частиц из ферромагнитного материала, что может привести к ложному срабатыванию индикатора. Ферромагнитные частицы могут появиться в жидкости в результате износа породоразрушаюшего инстру.мента или при пересечении ферромагнитных пород.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является индикатор положения инструмента в скважине, содержащий полый цилиндр с неподвижными контактами, внутри которого размещен подпружиненный порщень с замыкаюн им контактом, сигнализатор, соединенный с неподвижны.м контактом.

При встрече с препятствием - забое.м скважины или каким-либо скважинным инструментом - включается узел сигнализации. Его включение осуществляется за счет возрастания усилия подачи станка перемещающего устройство по скважине, до определенной величины, после чего происходит срезание штифта. При этом трос перестает удерживать подвижный замыкающий контакт, который под действием пружины замыкает неподвижные контакты, и на сигнальном пульте на поверхности загорается сигнальная лампочка 3.

Недостатком прототипа является большое количество спуско-подъемных операций.

Цель изобретения - сокращение спускоподъемных операций.

Поставленная цель достигается те.м, что индикатор положения инструмента в скважине, содержащий полый цилиндр с неподвижными контактами, внутри которого размещен подпружиненный порщень с замыкающим контактом, сигнализатор, соединенный с неподвижным контактом, снабжен дополнительным полым цилиндром с порщнем, надпорщневая полость которого связана с помощью канала с надпорщневой полостью цилиндра с неподвижными контактами, при этом надпорщневые полости обоих цилиндров заполнены диэлектрической жидкостью, а диаметры поршней равны между собой.

На фиг. 1 изображен индикатор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема ориентирования инклинометра в ориентирующем переходнике посредством фиксатора-ловителя с встроен5 ным в него предложенны.м индикаторо.м.

Индикатор положения инструмента, например скважинного фиксатора-ловителя в ориентирующем переходнике, включает полый цилиндр 1, выполненный в фиксаo тор-ловителе 2. В цилиндре 1 размещен подпружиненный порщень 3 с замыкающим контактом 4, расположенным под неподвижными контактами 5, закрепленными на планке 6, выполненной из диэлектрического материала. Неподвижные контакты 5

5 соединены приводом 7 с сигнальным пультом (не показан) на поверхности, например с электрической ла.мной. На порщне 3 установлена диэлектрическая прокладка 8 между замыкающим контактом 4 и торцом порщня 3 для исключения заземления замыкающего контакта 4. Поршень 3 подпружинен пружиной 9, предназначенной для возврата поршня 3 в исходное положение (показанное на фиг. 1). Цилиндр 1 соединен каналом 10 с демпфирующим

5 полым цилиндром II. Демпфирующий цилиндр 11 снабжен поршнем 12, диаметр которого равен диаметру подпружиненного порщня 3, для предотвращения движения порщня 3 вверх за счет гидростатического скважинного давления, т. е. для исключе0 ния ложного срабатывания. Де.мпфирующий цилиндр 11, канал 10 и цилиндр 1 с неподвижными контактами 5 заполнены диэлектрической жидкостью также для исключения ложного срабатывания.

Поршень 3 предназначен для взаи.модействия с шпоночным выступом 13 ориентируюшего переходника 14 после входа фиксатора-ловителя 2 в кольцо 15 для сигнализации на поверхность о том, что фиксатор-ловитель правильно и полностью

0 вошел в ориентирующий переходник 14, т.е. занял единственно необходимое положение для измерения пространственного положения отклонителя посредством инклинометра 16, жестко соединенного с фиксатором-ловителем 2. Фиксатор-ловитель 2

5 выполнен в виде металлической трубки, нижний конец которой срезан по двум симметрично расположенным винтовым поверхностям 17, которые в месте смыкания образуют шпоночный паз 18, где расположен цилиндр 1 с подпружиненным порщ° нем 3.

Индикатор положения инструмента работает следующим образом.

Для определения правильного положения скважинного инструмента, напри.мер

. фиксатора-ловителя инклинометра в ориентирующем переходнике при ориентировании отклонителя, опускают в скважину на каротажном кабеле фиксатор-ловитель 2 с инклинометром до ориентирующего переходника. Момент попадания шпоночного паза 18 фиксатора-ловителя 2 на шпоночный выступ 13 ориентиру1ош.его переходника 14 фиксируется на поверхности на сигнальном пульте, что достигается нажатием шпоночного выступа 13 на подпружиненный поршень 3 и замыканием неподвижных контактов 5 замыкаюш.им контактом 4. Так как диаметр поршня 12 равен диаметру выступаюшей в скважинное пространство части поршня 3, то гидростатическое скважинное давление не влияет на работу индикатора.

Таким образом, предложенный индикатор может использоваться в качестве узла сигнализации забоя скважины или для индикации положения другого скважинного инструмента, например бурильных штанг относительно друг друга, захватных приспособлений и т. п., а такж.е при ориентировании подпятника для стационарных клиньев (вместо ориентирующего переходника определяется положение первоначально установленного в скважине подпятника).

Преимущества предложенного устройства заключаются в его высокой эффективности и малой трудоемкости обслуживания. При использовании изобретения отпадает необходимость многократного опускания и подъема скважинного ииструмента, например инклинометра, при производстве замеров пространственного положения скважин или ориентировании искусстенных отклонителей, что неизбежно при использовании инклинометров с печатью или сигнализаторов со штифтом. Это позволяет значительно сократить время на ориентирование искусственных отклонителеи и повысить производительность труда.

Предложенный индикатор прост но конструкции, надежен в эксплуатации и не требует квалифицированного обслужи,вания. Кроме того, он может опускаться в скважину, как на каротажном кабеле, так и с подающего станка, независимо от скважинного давления или его изменения.

Формула изобретения

Индикатор положения инструмента в скважине, содержащий полый цилиндр с неподвижными контактами, внутри которого размещен подпружиненный поршень с замыкающим контактом, сигнализатор,

5 соединенный с неподвижным контактом, отличающийся тем, что, с целью сокращения cпycкo-пoдъe п ыx операций, он снабжен дополнительным полым цилиндром с поршнем, надпорщнев-ая полость которого 0 связана с помощью канала с надпоршневой полостью цилиндра с неподвижными контактами, при этом надпоршневые полости обоих цилиндров заполнены диэлектрической жидкостью, а диаметры поршней равны между собой.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шитихин В. В. Технические средства для направленного бурения скважины малого диаметра. М., «Недра, 1978, с. 78-79.

2.Патент США N° 4121657, кл. 166-66.

0 опублик. 19/8.

3.Авторское свидетельство СССР № 715778, кл. Е 21 В 47/08, 1979.

Vnr

fpu2.2