RU2752202C1 - Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины - Google Patents
Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752202C1 RU2752202C1 RU2020140307A RU2020140307A RU2752202C1 RU 2752202 C1 RU2752202 C1 RU 2752202C1 RU 2020140307 A RU2020140307 A RU 2020140307A RU 2020140307 A RU2020140307 A RU 2020140307A RU 2752202 C1 RU2752202 C1 RU 2752202C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- tuning fork
- microprocessor
- frequency
- electronic
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5607—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating tuning forks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, конкретно к бурению скважин, и предназначено для измерения зенитного угла искривления скважины. Техническим результатом является повышение точности измерения зенитного угла искривления ствола скважины непосредственно в процессе бурения и передачи сигнала по беспроводному каналу связи забоя с устьем скважины. Предложенное устройство для измерения зенитного угла искривления скважины содержит поворотную рамку с эксцентричным грузом и электронно-механический преобразователь, выполненный в виде камертона с электронной схемой возбуждения, снабженного эксцентричными грузами, шарнирно закрепленными в его ветвях. При этом ветви камертона с эксцентричными грузами развернуты относительно друг друга на 180 градусов. Кроме того, устройство снабжено микропроцессором, делителем частоты, преобразователем частота-код и усилителем. Причем вход электронной схемы возбуждения электронно-механического преобразователя, выполненного в виде системы привода и съема колебаний через делитель частоты, соединен с выходом тактового генератора микропроцессора, выход системы съема колебаний камертона соединен со входом преобразователя частота-код, а его выход соединен со входом микропроцессора и выход последнего через усилитель связан с каналом связи забоя с устьем скважины. 1 ил.
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, конкретно к бурению скважин и предназначено для измерения зенитного угла искривления скважины. Известно устройство, содержащее рамку-маятник, установленную на опорах, дебаланс, маятники датчика угла, закрепленные на осях, коллектор (А.С. СССР №63680, 1978г.). Недостатком указанного устройства является низкая надежность за счет большого числа подвижных механических элементов и контактов, а также отсутствие возможности непрерывного контроля пространственного положения ствола скважины непосредственного в процессе бурения по беспроводному каналу связи забоя с устьем скважины.
Наиболее близким по технической сути к предложенному устройству является устройство, содержащее поворотную рамку с эксцентричным грузом и электро-механический преобразователь, выполненный в виде камертона с электронной схемой возбуждения, при этом камертон снабжен эксцентричными грузами, шарнирно закрепленными на его ветвях (А.С. СССР №313970, 1971г.).
Технический результат – повышение точности измерения зенитного угла искривления ствола скважины непосредственно в процессе бурения и передачи сигнала по беспроводному каналу связи забоя с устьем скважины.
Он достигается тем, что известное устройство для измерения зенитного угла искривления скважины, содержащее поворотную рамку с эксцентричным грузом и электронно-механический преобразователь, выполненный в виде камертона с электронной схемой возбуждения, снабженного эксцентричными грузами, шарнирно закрепленными на его ветвях, при этом ветви камертона с эксцентричными грузами развернуты относительно друг друга на 180 градусов, снабжено микропроцессором, делителем частоты, преобразователем частота-код и усилителем, при этом вход электронной схемы возбуждения электронно-механического преобразователя, выполненного в виде системы привода и съема колебаний через делитель частоты соединен с выходом тактового генератора микропроцессора, выход системы съема колебаний камертона соединен со входом преобразователя частота-код, а его выход соединен со входом микропроцессора и выход последнего через усилитель связан с каналом связи забоя с устьем скважины.
На чертеже схематично изображено (фиг.1-общий вид) устройство для измерения зенитного угла искривления скважины.
Устройство состоит из камертона 1, эксцентричных грузов 2, располагающихся на ветвях камертона и электронной схемы возбуждения, в которую входят система привода 3 и съема колебаний камертона 4, микропроцессор 5, делитель частоты 6, преобразователь частота-код 7, усилитель 8, источник питания 9. При этом ветви камертона 1 развернуты относительно друг друга на 180⁰, и в них шарнирно закреплены эксцентричные грузы 2, вход системы привода соединен с выходом тактового генератора микропроцессора 5, выход системы съема 4 соединен со входом преобразователя частота-код 7, а его выход соединен со входом микропроцессора 5, и выход микропроцессора через усилитель 8 соединен с каналом связи забоя с устьем скважины.
Устройство помещено в рамке 11, способной поворачиваться в опорах 12 под действием силы тяжести при помощи груза 10.
Устройство работает следующим образом.
В момент измерения рамка 11 под действием груза 10, вращается в опорах 12 и устанавливается в плоскости искривления ствола скважины под действием груза 10, эксцентричные грузы 2 в ветвях камертона 1 перемещаются на угол соответствующий углу искривления скважины, причем один груз 2 к точке закрепления камертона 1, при этом частота колебаний этой ветви увеличивается, а другой груз 2 перемещается на этот же угол в сторону от точки закрепления камертона 1 и частота колебаний этой ветви снижается, в результате такого рассогласования добротность камертона снижается пропорционально углу искривления скважины, запускается в работу микропроцессор 5, в систему привода 3 с одного из выходов микропроцессора (с генератора тактовых импульсов) подаются через делитель частоты 6 импульс тока с частотой равной резонансной частоте камертона 1, камертон начинает колебаться в системе съема 4 наводится ЭДС с частотой, пропорциональной углу искривления скважины, которая поступает на вход преобразователя частота-код 7, а с его выхода на вход микропроцессора 5, где по заданной программе строится частотная характеристика камертона, по которой определяется собственная частота колебаний камертона и полоса пропускания 2Δf и вычисляется добротность камертона по формуле 
, K=1÷1,3, пропорциональная зенитному углу искривления скважины, и значения ее в виде кодовых посылок с выхода микропроцессора 5 поступает на вход усилителя 8 и с выхода последнего в канал связи забоя с устьем скважины.
Устройство имеет повышенную точность за счет линейности его характеристики, повышенную чувствительность и высокую надежность, обусловленную использованием в конструкции высоконадежного механического колебательного элемента – камертона, изготовленного из материала с независимым температурным коэффициентом линейного расширения, и электронных компонентов микропроцессора, делителя частоты, преобразователя частота-код и усилителя, выполненных по КНИ_технологии, характеризующихся высокой термостабильностью до 300° и выше и радиационной стойкостью (см. ст. Мордкович, В.Н. Структуры «Кремний на изоляторе» - Новый материал микроэлектроники/ В.Н. Мордкович// Материалы электронной техники. 1998. № 2. С.11-14.).
Положительный эффект – предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения зенитного угла искривления скважины.
Claims (1)
- Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины, содержащее поворотную рамку с эксцентричным грузом и электронно-механический преобразователь, выполненный в виде камертона с электронной схемой возбуждения, снабженного эксцентричными грузами, шарнирно закрепленными на его ветвях, отличающееся тем, что ветви камертона с эксцентричными грузами развернуты относительно друг друга на 180 градусов, при этом устройство снабжено микропроцессором, делителем частоты, преобразователем частота-код и усилителем, при этом вход электронной схемы возбуждения электронно-механического преобразователя, выполненного в виде системы привода и съема колебаний через делитель частоты, соединен с выходом тактового генератора микропроцессора, выход системы съема колебаний камертона соединен со входом преобразователя частота-код, а его выход соединен со входом микропроцессора и выход последнего через усилитель связан с каналом связи забоя с устьем скважины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140307A RU2752202C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140307A RU2752202C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752202C1 true RU2752202C1 (ru) | 2021-07-23 |
Family
ID=76989562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140307A RU2752202C1 (ru) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752202C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772616C1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет, ФГБОУ ВО "АГТУ" | Устройство для измерения температуры в скважине |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU313970A1 (ru) * | Грозненский филиал Всесоюзного научно исследовательского института комплексной автоматизации нефт ной , газовой промышленности | Устройство для измерения угла искривленияскважин | ||
| SU1747872A1 (ru) * | 1990-02-12 | 1992-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Датчик угла наклона объекта |
| SU1492806A1 (ru) * | 1987-10-16 | 1994-02-15 | Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины в процессе бурения |
| WO1997047979A1 (en) * | 1996-06-13 | 1997-12-18 | Alliedsignal Inc. | Miniature pendulum type accelerometer combined with ac driven magnetometer |
| RU2468201C2 (ru) * | 2011-02-24 | 2012-11-27 | Владимир Николаевич Есауленко | Устройство для определения параметров искривления скважин |
-
2020
- 2020-12-08 RU RU2020140307A patent/RU2752202C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU313970A1 (ru) * | Грозненский филиал Всесоюзного научно исследовательского института комплексной автоматизации нефт ной , газовой промышленности | Устройство для измерения угла искривленияскважин | ||
| SU1492806A1 (ru) * | 1987-10-16 | 1994-02-15 | Тюменский индустриальный институт им.Ленинского комсомола | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины в процессе бурения |
| SU1747872A1 (ru) * | 1990-02-12 | 1992-07-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Датчик угла наклона объекта |
| WO1997047979A1 (en) * | 1996-06-13 | 1997-12-18 | Alliedsignal Inc. | Miniature pendulum type accelerometer combined with ac driven magnetometer |
| RU2468201C2 (ru) * | 2011-02-24 | 2012-11-27 | Владимир Николаевич Есауленко | Устройство для определения параметров искривления скважин |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2772616C1 (ru) * | 2021-12-06 | 2022-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Астраханский государственный технический университет, ФГБОУ ВО "АГТУ" | Устройство для измерения температуры в скважине |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4671112A (en) | Angular velocity sensor | |
| US4898032A (en) | Rate sensor | |
| US7591187B2 (en) | Wireless vibrating strain gauge for smart civil structures | |
| CA1169677A (en) | Vibrating beam rotation sensor | |
| US7212075B2 (en) | Downhole clock having temperature compensation | |
| Endean et al. | Near-navigation grade tuning fork MEMS gyroscope | |
| US8593230B2 (en) | Circuit and method for correcting temperature dependence of frequency for piezoresistive oscillators | |
| CN106289217A (zh) | 一种半球谐振陀螺高可靠起振系统及方法 | |
| RU2752202C1 (ru) | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины | |
| JPH05180657A (ja) | 圧電レートセンサの目盛係数の補償方法及び装置 | |
| US4199990A (en) | Elastic surface wave accelerometer | |
| RU109851U1 (ru) | Волновой твердотельный гироскоп на основе системы связанных резонаторов с использованием эффекта стоячей волны | |
| JPH07128155A (ja) | 応力測定方法及びその測定システム | |
| KR101829027B1 (ko) | 코리올리 자이로스코프의 스위치 온 시간의 최적화 방법 및 그에 적합한 코리올리 자이로스코프 | |
| RU2358256C1 (ru) | Датчик контроля интенсивности накопления пыли | |
| RU2649187C2 (ru) | Устройство для измерения зенитного угла искривления скважины | |
| RU2258230C1 (ru) | Дифференциальный струнный акселерометр и способ его изготовления | |
| RU2772616C1 (ru) | Устройство для измерения температуры в скважине | |
| Watson et al. | Coriolis gyro configuration effects on noise and drift performance | |
| RU2828647C1 (ru) | Микроэлектромеханический вибрационный датчик давления | |
| JP7165945B2 (ja) | 測定装置 | |
| SU1675705A1 (ru) | Частотный датчик давлени | |
| Istvan et al. | Analog to digital front-end board ADVW, for vibrating wire sensor nodes, used in hydrotechnical structures monitoring sensor networks | |
| RU2312214C1 (ru) | Система для измерения механических нагрузок при бурении, содержащая резонансный датчик (варианты) | |
| Varadan et al. | MEMS-IDT-based accelerometers and gyroscopes |