RU1827541C

RU1827541C - Measuring unit of dip needle

Info

Publication number: RU1827541C
Application number: SU914951049A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Галкин; Евгений Аркадьевич Измайлов; Александр Анатольевич Маслов
Original assignee: Московский институт электромеханики и автоматики
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1993-07-15

Abstract

Изобретение предназначено дл определени пространственных координат скважин и может найти применение дл контрол правильности бурени газовых и нефт ных скважин. Цель изобретени - повышение точности и улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит корпус, гироскопический двухосный датчик угловой скорости и устройство измерени зенитного угла, состо щее из трех акселерометров. В предлагаемом измерительном блоке оси чувствительности гироскопа направлены перпендикул рно оси рабочего движени корпуса, а оси двух других акселерометров направлены вдоль осей чувствительности гироскопа. 1 ил.The invention is intended to determine the spatial coordinates of wells and can be used to control the correctness of drilling gas and oil wells. The purpose of the invention is to increase accuracy and improve performance. The device comprises a housing, a gyroscopic biaxial angular velocity sensor, and a zenith angle measuring device consisting of three accelerometers. In the proposed measuring unit, the gyro sensitivity axes are directed perpendicular to the axis of the working movement of the housing, and the axes of two other accelerometers are directed along the gyro sensitivity axes. 1 ill.

Description

Изобретение предназначено дл определени пространственных координат скважин , в частности дл контрол правильности бурени газовых и нефт ных скважин.The invention is intended to determine the spatial coordinates of wells, in particular to control the correctness of drilling gas and oil wells.

Целью изобретени вл етс повышение точности определени азимута скважины при уменьшении времени измерени , за счет проведени измерени во врем кратковременных технологических остановок в процессе бурени .The aim of the invention is to increase the accuracy of determining the azimuth of the well while reducing the measurement time, by taking measurements during short process stops during drilling.

На чертеже изображен общий вид описываемого устройства.The drawing shows a General view of the described device.

Инерциальный блок инклинометра включает в себ корпус 1, в котором установлен гироскоп 2, оси чувствительности которого X и Y направлены перпендикул рно оси рабочего движени корпуса Z. Между датчиками угла 3, измер ющего отклонени ротора 4 и датчиками момента 5 включены последовательно корректирующие усилители 6 и посто нные сопротивлени 7 дл измерени сигнала пропорциональногоThe inertial unit of the inclinometer includes a housing 1 in which a gyroscope 2 is mounted, the sensitivity axes of which X and Y are directed perpendicular to the axis of the working movement of the housing Z. Correction amplifiers 6 and series 5 are connected between angle sensors 3, measuring rotor 4 deviations and moment sensors 5, and constant resistance 7 for measuring the signal proportional

проекци м угловой скорости вращени Земли Ux и Uy на оси X и Y. Одновременные акселерометры 8,9,10 установлены вдоль осей x,y,z. С акселерометров измер ютс сигналы QX. gy, gz. равные проекци м ускорени вектора свободного падени на оси x,y,z.projections of the angular velocity of the Earth's rotation Ux and Uy on the X and Y axes. Simultaneous accelerometers 8,9,10 are installed along the x, y, z axes. Accelerometers measure QX signals. gy, gz. equal to the acceleration projections of the free fall vector on the x, y, z axis.

По сигналам Ux,Uy.gx,gy,gz определ ютThe signals Ux, Uy.gx, gy, gz determine

азимут скважины 11 а :azimuth of well 11 a:

л a arctgЈ ,l a arctgЈ,

где A Uxgy-Uygx (1)where A Uxgy-Uygx (1)

2222

B Uxgx+Uygy) Si - иг Jli (1)B Uxgx + Uygy) Si - ig Jli (1)

-уyeah

fcfc

0000

ю VI елju vi ate

,9x +gy + дг., 9x + gy + dg.

При определении квадранта угла «учи- | тывают знаки А и В.When determining the quadrant of the angle "take into account | signs A and B. disappear

Если и , то а в I квадранте, если и , то а во II квадранте. еслиА 0 и , то а в III квадранте, если и , то а в V квадранте.If and, then a is in the I quadrant; if and, then a is in the II quadrant. if A 0 u, then a in the III quadrant; if u, then a in the V quadrant.

Зенитный угол равенZenith angle is

в arctgin arctg

Vgx + g gzVgx + g gz

(2)(2)

Угол поворота устройстваDevice rotation angle

(f arctg(f arctg

&&

9х9x

(3)(3)

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Гироскоп останавливают в скважине 11 на врем измерений, которое не превышает нескольких минут. Затем измер ют напр жени на посто нных сопротивлени х 7, пропорциональнее проекци м скорости вращени Земли U, а с трех акселерометров 8, 9. 10 получают сигналы, пропорциональные проекци м вектора ускорени свободного падени д. Полученна информаци с измеритель ной части инклинометра используетс дл расчета азимута скважины, зенитного угла и поворота инклинометра.The gyroscope is stopped in the well 11 for the measurement time, which does not exceed several minutes. Then, the voltages at the constant resistances 7 are measured, proportional to the projections of the Earth’s rotation speed U, and from three accelerometers 8, 9. 10 signals are obtained that are proportional to the projections of the gravitational acceleration vector q. The obtained information from the measuring part of the inclinometer is used to calculation of well azimuth, zenith angle and inclinometer rotation.

Положительный эффект от применени предлагаемого устройства по сравнению с прототипом, заключаетс в повышении точности определени азимута скважины и улучшени эксплуатационных характеристик .The positive effect of the use of the proposed device in comparison with the prototype is to increase the accuracy of determining the azimuth of the well and improve performance.

,ffff

00

55

00

55

00

Точность повышаетс за счет отсутстви горизонтальной и азимутальной коррекций , осуществл емых с большими погрешност ми, обусловленными различной ориентацией измерительного блока.The accuracy is enhanced by the absence of horizontal and azimuthal corrections made with large errors due to the different orientation of the measuring unit.

Эксплуатационные характеристики улучшаютс за счет отсутстви необходимости выставки гироскопа в определенном направлении и опускании его в скважину на требуемую глубину. Это позвол ет проводить бурение без остановок дл измерений.Performance is improved by eliminating the need to expose the gyroscope in a specific direction and lowering it into the well to the desired depth. This allows for non-stop drilling for measurements.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION An inclinometer measuring unit comprising a housing, a gyroscopic sensing element, three accelerometers with mutually orthogonal sensitivity axes, characterized in that, in order to increase accuracy while decreasing the measurement time, the gyroscopic sensing element is made in the form of a biaxial angular velocity sensor, while the sensitivity axis the angular velocity sensor is perpendicular to the axis of the working movement of the body, the sensitivity axis of one accelerometer is directed along the axis of the working movement and the housing, and the sensitivity axes of two other accelerometers are parallel to the sensitivity axes of the angular velocity sensor. U

Uy

9