SU1287074A1 - Устройство азимутальной ориентации геофизических приборов в обсаженных скважинах - Google Patents

Description

i-lr

сг

%2 гш

при расширении функциональных возможностей устройства. Устройство содержит не менее чем три группы опирающихс  на стенку с:сважины направл ющих колес. Дл  достижени  поставленной цели плоскость вращени  колес составл ет заданный посто нный угол с продольной осью цилиндрического корпуса. Статоры датчиков у гпов поворота неподвижно соединены с корпусом прибора, а роторы - также неподвижно- с ос ми колес, контактирующих со -стенкой скважины.При движении скважины внутри скважины метка на корпусе прибора , первоначально совмещенна  с заданным направлением, будет перемещатьс  по винтовой линии вследствие установки колес под определенным углом относительно вертикальной оси. Упрощение конструкции достигаетс  за счет ис- .ключени  системы дистанционной принудительной ориентации контейнера с геофизическими приборами. Благодар  синхронной работе колес и св занных с ними д атчиков углов поворота в случае, когда одно из колес встретило преп тствие (неоднородность на стенке скважины), достигаетс  повышение надежности всего устройства. 3 ил.,

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  геофизических исследований и предназначено дл  ориентации геофизических приборов в обсаженных скважинах, например, сейсмоприемни- ков дл  получени  сейсмических записей , ориентированных по азимуту.

Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности конструкции устройства при расщирении его функциональных возможностей за счет определени  глубины спуска устройства в скважину.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 на фиг.З - схема дл  по снени  расчета угла ориентации и глубины.

Устройство ориентации присоединено (фиг,1) к каротажному кабелю 1 через разв зывающее устройство 2 с кольцевым токосъемником 3. В цилиндрическом корпусе 4 размещены контейнеры 5 и 6 соответственно дл  геофизических приборов и датчиков угла поворота Контейнеры 5 и 6 неподвижно закреплены на трехгранной призме 7, неподвижно установленной и корпусе 4. Внутри призмы имеетс  цилиндрическа  полость через которую пропускают электропровода . Колеса 8 с ос ми 9 установлены с возможностью вращени  на опорах 10, которые, в свою очередь, имеют свободу вращени  вокруг осей 11, неподвижно закрепленных на призме 7. На опорах 10 неподвижно закреплены кронш0

5

0

5

0

5

теины 12 с пружиной 13, другой конец которой закреплен на призме 7. Оси 9 посредством гибких валов 14 неподвижно соединены с выведенными из контейнера 6, через герметизированные отверсти , ос ми роторов 15 датчиков угла поворота, статоры 16 которых неподвижно закреплены в контейнере 6. Полость в призме 7 и контейнеры

5и 6 герметизированы. Дл  повышени  надежности герметизации в контейнер

6заливаетс  неэлектропроводна  жидкость , например конденсаторное масло.

Устройство прижима на фиг.1 условно не показано, так как такие устройства достаточно хорошо разработаны и известны.

Разв зывающее устройство 2 с токосъемником 3 служит дл  предотвраще- ни  вращательных движений каротажного снар да, возникающих при его движении по стволу скважины из-за механических напр жений, накапливающихс  на кабеЛе 1 во врем  его смотки и размотки с барабана лебедки и привод щих скважинный каротажный снар д во вращение.

Подпружиненные опоры 10 выполнены шарнирными, т.е. установлены с возможностью разворота на оси 11 дл  того , чтобы данное устройство могло работать в скважинах различного диаметра . Максимально допустимый диаметр скважины, при котором данное устройство ориентации работает, как видно

из фиг.1, будет при опорах 10, перпендикул рных плоскост м призмы 7. Если опоры 10 наклонить, можно работать в скважинах меньшего диаметра. При этом, сила нат жени  пружин должна быть такой, чтобы трение скольжени  колес о стенку скважины намного превышало трение качени  осей 9 колес в опорах 10.

Колеса дл  данного устройства мож но выполнить сменными. Например, есл при наибольшем угле наклона опор 10 устройство все же не будет входить в из-за большого диаметра колес, необходимо поставить колеса меньшего диаметра.

Оси вращени  всех колес установлены под заданным посто нным углом р6 к вертикальной оси корпуса 4, Плоскости вращени  всех колес перпенди- кул рны соответствующим плоскост м призмы 7.

При такой конструкции (фиг.1) под действием силы нат жени  кабел  корпус устройства ориентации будет дви- гатьс  вверх, враща сь, как и колеса в правую сторону (если смотреть сверху , фиг,2),

Под действием собственного веса или прицепленного груза корпус дви- гаетс  вниз, враща сь в левую сторону .

На внешней стороне корпуса 4 устройства азимутальной ориентации нанесена метка. Оси чувствительности ка- ких-либо геофизических приборов, устанавливаемых внутри контейнера 5, ориентирз отс  по этой метке относительно корпуса 4,

Устройство работает следующим об- разом.

Перед проведением геофизических исследований задают посто нный угол наклона й(, плоскости вращени  колес устройства относительно продольной оси его корпуса и устанавливают силу распора пружин на опорах, преп тствующую проскальзыванию колес по образующей стенке скважины. Устройство устанавливают на устье скважины внутри обсадной трубы, совместив метку на корпусе с первоначальным заданным направлением , например, направлением на север, и осуществл ют на кабеле спуск устройства с одновременной ре- гистрацией показаний всех датчиков углов поворота - га. При движении корпуса по стволу скважины радиуса R метка, как и колеса, будет перемещатьс  по винтовой линии, вследствие, установки колес радиуса г под углом об относительно вертикальной оси. Проекци  АВ (фиг,3) ее траектории на окружность при одном обороте колес определитс  из соотношени  cos и 2Тг созДили

АВ R-3.

Отсюда угол ориентации 3 , т.е. угол, на который повернетс  метка относительно первоначально заданного направлени  при движении корпуса по стволу скважины

21Гг

J cosoi . к

При числе оборотов колес от начала движени , равном m (показани  датчиков ), искомьш угол ориентации контейнера равен

ц m У --- -cos of, . к

При этом глубину Н, на которую в момент определени  угла опускаетс  корпус, вычисл ют по формуле

Н ВС АС sinoi 2 иг m в in об .

Величина Н соответствует глубине, на которую опустилось устройство, только в случае, если скважина не искривлена , В противном случае необходимо дл  точного расчета Н учитывать углы наклона скважины, т.е. привлекать данные инклинометрии.

В качестве датчиков угла поворота можно использовать, например, сельсины , датчики угла поворота типа угол- код и др. I

Точность ориентации зависит от

точности установки ка одого колеса под углом oi относительно вертикальной оси от точности датчиков углов поворота.

Упрощение конструкции достигаетс  за счет исключени  системы дистанционной принудительной ориентации контейнера с геофизическими приборами.

Неровности на стенке скважины (каверны , натеки и т,п,) не будут сказыватьс  на точности вследствие того, что датчиков угла поворота много. Если одно колесо встретило неоднородность , то у св занного с ним датчика угла поворота показани  будут отли- .

/1-XI

фи.З

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство азимутальной ориентации геофизических приборов в обсаженных скважинах, присоединенное к каротажному кабелю через разв зывающее устройство с кольцевым токосъемником Т содержащее цилиндрический корпус с размещенными в нем контейнерами с геофизическими приборами и датчиками угла поворота, обеспеченное при

   жимным устройством и не менее, чем треМ  группами опирающихс  на стенку скважины направл ющих колес, расположенных вдоль цилиндрического корпуса , симметрично относительно продольной оси, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  и повьше- ни  надежности конструкции при расширении функциональных возможностей, плоскость вращени  колес составл ет заданный посто нный угол с продольной осью цилиндрического корпуса, при этом статоры датчиков углов поворота неподвижно соединены с корпусом прибора, а роторы также неподвижно - с ос ми колес, контактирующих со стенкой скважины.

   /1-XI

   фи.З

   Редактор И. Сегл ник

   Составитель В. Ищенко

   Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

   Заказ 7712/48 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4