SU1116147A1 - Устройство дл определени пространственного положени скважины - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ, содержащее два корпуса, в одном из которых, установленном над забойным двигателем, , размещен датчик, апсидального угла,подключенный к токопроводу, а в другом чувствительный механизм, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени , чувствительный механизм выполнен в виде размещенного под забойным двигателем датчика кривизны скважины который имеет установленный внутри корпуса вал с. зубцами на его внешней поверхности и коаксиально. ему электромагниты, которые укреплены на корпусе, причем в зоне размещени  зубцов вал выполнен более жестким, чем корпус, а электромагниты подключены к токопроводу. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что, с целью использовани  дл  считывани  результатов измерений пр моугольной системы координат, угол между ос ми электромагнитов составл ет 90°. 3.Устройство по п. 1, о т л и .чающеес  тем, что зубцы на валу выполнены на участке, не превышающем по величине рассто ни  (Л между двум ближайшими электромагнитами . с 4.Устройство по.,п. 1, отличающеес  тем, что магнитопровод электромагнита имеет П-образную форму. 5.Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что несколько электромагнитов выполнены с одинакоOi выми межполюсными рассто ни ми, а один из элемктромагнитов имеет 4i мeжпoJцocнoe рассто ние большее,чем межполюсное рассто ние электромагнитов на величину, равную одному зубцу вала,

Description

1 I изобретение относитс  к нефт ной промьшшенности, в частности к способам исследовани  скважины в процессе бурени  пород произвольной магнитной восприимчивости и в услови х магнитного воздействи  масс бурового инструмента. Известно устройство дл  определени  пространственлого положени  сква жины, содержащее гибкий корпус,который копирует искривление скважины и. выполнен в виде цилиндра с крьпиками , внутри которого на подшипниках расположен стержень с противовесом и укреплениые на противовесах основной и дополнительный реостаты с ползунком , причем реостаты выполнены в виде дуги и размещены на концах стержн  1 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  неточность измерений и невозможность измер ть кривизну скважины. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  пространственного положени , содержащее токопровод, два шарнирно соеди ненных цилиндрических корпуса, в одном из которых ,установленном над забойным двигателем, размещен датчик апсидального угла, подключенный к токопроводу, а в другом - чувствительный механизм 2 }. Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  точность измерени  пространственного положени  ствола в скважине, а также невозможность использовани  дл  считывани  результатов измерений пр моугольной системы координат. Цель изобретени  - повышение точности определени  и возможность использовани  дл  считывани  результатов измерений пр моугольной системы координат. . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  пространственного положени  сква жины, содержащем два корпуса, в одном из которых, установленном над забойным двигателем, размещен датчик апсидального угла, подключенный к токопроводу, а в другом - чувствительный механизм, последний выполнен в виде размещенного под забойным двигателем датчика кривизны скважины , который имеет установленный внут ри корпуса вал с зубпами на его внещ ней поверхности и коаксиально ему 71 электромагниты, которые укреплены на корпусе, причем в зоне размещени  зубцов вал выполнен более жестким , чем корпус, а электромагниты подключены к токопроводу. Угол между ос ми электромагнитов составл ет 90. Зубцы на валу выполнены на участке , не превьшающем по величине рассто ни  между двум  ближайшими электромагнитами . Махнитопровод электромагнита имеет П -образную форму. Несколько электромагнитов выполнены с одинаковыми межполюсными рассто ни ми , а один из электромагнитов имеет межполюсное рассто ние большее, чем межполюсное рассто ние электромагнитов на величину, равную одному зубцу вала. На фиг. I представлено размещение в устройстве датчика апсидального угла и датчика кривизны, вход щих в общую компановку с электробуром; на фиг. 2 - электробур в месте установки датчика кривизны, разрез А-А на фиг. 1. Устройство состоит из электробура забойного двигател  1, на котором установлено скважинное устройство контрол  апсидального ухла 2, содержащее герметичный контейнер 3 с датчиком апсидального угла 4, подключенньм через измеритель}1Ь Й пр образователь 5 к токопроводу 6. В нижней части электробура I на его валу 7 установлен ротор 8, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены зубцы. Вокруг ротора 8 в корпусе 9 электробура закреплены рарномерно по окружности (через 90°)четыре электромагнита 10 и 11. При этом три электромагнита 10 имеют одинаковые , межполюсные рассто ни , а четвертый электромагнит 11 имеет межполюсное рассто ние, большее чем межполюсное рассто ние электромагнитов 10 на величину, равную одному зубцу ротора. Магнитопроводы всех установленных электромагнитов имеют П-образную форму 12. Обмотки электромагнитов 10 i и 11 подключены между собой параллельно и подсоединены к лобовой части 13 обмотки статора 14 электробура 1. В зоне размещени  ротора 8 датчика кривизны вал 7 выполнен более жестким, а корпус электробура имеет более гибкий участок.

3И

Электромагниты Ю и И датчика ривизны расположены в корпусе 9 электробура диаметральнопротивопоожно по координатным ос м пр моугольной системы координат, дентр которой лежит на продольной оси корпуса 9.

Устройство работает-следующим образом.

При включении электробура 1 обмотки электромагнитов 10 и 11, подключенные к обмотке статора 14, создают в магнитопроводе магнитный поток с частотой силовой сети. При вращении вала 7 с ротором 8 в момент времени, когда зубцова  часть ротора проходит мимо электромагнитов в обмотке последнего наводитс  ЭДС с частотой, завис щей от скорости вращени  и числа зубцов ротора 8. Величина наводимой ЭДС определ етс  величиной зазора между зубцами potopa 8 и полюсами электромагнитов 10 и 11. Поскольку зубцовый сектор на роторе 8 вьшолнен только на части его поверхности, то за каждый оборот вала 7 зубцовый сектор поочередно проходит мимо каждого из электромагнитов и в токопровод 6 поступают четыре следующие друг за другом сигнала и соответствующие ЭДС каждого электромагнита. При. этом длительность сигналов, поступающих с электромагнитов 10, имеющих одинаковое межполюсное рассто ние, равны, а сигналы от электромагнита 11 отличаютс  от них по длительности . Это позвол ет определить с

6147,4

какого электромагнита поступил данный силнап.

При бурении скважины без искривлени  ось вала 7 совпадает с осью корпуса, зазор между зубцами ротора 8 и полюсами всех электромагнитов и амплитуда сигналов, поступающих со всех электромагнитов, одинаковы.

В случае искривлени  скважины .- корпус 9 электробура I искривл етс  быстрее чем вал 7, в результате чего по вл етс  несоосность осей вала 7 и корпуса 9 электробура 1. При этом измен етс  величина зазора между зубцами ротора 8 и полюсами электромагнитов 10 и 1I, что приводит к изменению амплитуды сигналов, поступающих от каждого электромагнита.

Дл  определени  азимута и зенитного угла с помощью предлагаемого устройства электромагнит 11 ориентируют относительно начала отсчета датчика апсидального угла 4. При бурении скважины без искривлени  сигнал ..с этого электромагнита поступает на наз.емный регистратор синхронно с сигналом датчика апсидального угла. Поскольку электромагниты расположены по окружности через 90°, соответствующие сигналы фиксируютс  регистратог 0 ром в пр моугольной системе координат .

Применение предлагаемого устройства повыщает точность измерени  прост5 ранственного положени  скважины и эффективность геологоразведочных работ.

13

W

Фиг.2

Claims (5)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИНЫ, содержащее два корпуса, в одном из которых, установленном над забойным двигателем, , размещен датчик апсидального угла,подключенный к токопроводу, а в другом чувствительный механизм, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, ^{1 2 3 4 5} чувствительный механизм выполнен в виде размещенного под забойным двигателем датчика кривизны скважины который имеет установленный внутри корпуса вал с. зубцами на его внешней поверхности и коаксиально ему электромагниты, которые укреплены на корпусе, причем в зоне размещения зубцов вал выполнен более жестким, чем корпус, а электромагниты подключены к токопроводу.

2. Устройство по π. 1, о т л ичающееся тем, что, с целью использования для считывания результатов измерений прямоугольной системы координат, угол между осями электромагнитов составляет 90°.

3. Устройство по п. 1 , о т л и.чающееся тем, что зубцы на валу выполнены на участке, не превышающем по величине расстояния между двумя·ближайшими электромаг'нитами.

4. Устройство по. ,п. ^отличающееся тем, что магнитопровод электромагнита имеет П-образную форму.

5. Устройство по п. ^отличающееся тем, что несколько электромагнитов выполнены с одинаковыми межполюсными расстояниями, а один из элемктромагнитов имеет межполюсное расстояние большее,чем межполюсное расстояние электромагнитов на величину, равную одному зубцу вала.

SU ..„1116147

1 11