SU21083A1 - Прибор дл определени кривизны буровых скважин - Google Patents

Description

В предлагаемом приборе дл  определени  кривизны буровых скважин, опускаемом на тросе или штангах, отклонение скважины от вертикали и азимут ее определ 1бтс  выпуклой магнитной стрелкой с трем  штифтами на ней, насаженной на посто нно сохран ющую свое вертикальное положение ось, и полусферическим башмачком, св занным штоком с поддерживаемым навесу пружиной  корем, прит гиваемым к электромагнитам в моменты пропускани  через них мгновенного тока из внешней цепи, отчего башмачок каждый раз наталкиваетс  на штифты магнитной стрелки и воспринимает на своей навошенной или покрытой желатином поверхности их отпечатки . По расположению полученных отпечатков и определ етс  величина и направление искривлени  скважин.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез прибора; фиг. 2-вид вверху башмачка с примерными оттисками магнитной стрелки.

Предлагаемый прибор состоит 1) из сферической магнитной стрелки (фиг. 1) с трем  острыми штифтиками на ее верхней поверхности, из коих один штифтик находитс  посередине стрелки, а остальные-по одному на концах ее; эта стрелка вращаетс  на острие стальной иглы, заделанной в верхний конец медной оси 2, ввинчиваемой в медную

втулку 3 с т желым полусферическим нижним концом; втулка при помощи двух пар перпендикул рных и диаметрально расположенных шипов и одного промежуточного кольца 4 из дюралюмини  свободно подвешена к стенкам внутренней медной трубы 5 прибора и потому при вс ких отклонени х его от вертикали всегда сохран ет отвесное положение; 2) медного башмачка б с вогнутой сферической поверхностью с наклеенной на нее тонкой резиновой или суконной покрышкой, смазываемой перед употреблением прибора желатином или гор чим воском, на поверхности которого и получаютс  отпечатки штифтов магнитной стрелки; сферическа  поверхность башмачка и поверхность магнитной стрелки имеют один и тот же радиус кривизны; 3) механизма, привод щего башмачок 6 в движение и состо щего из двух пар электромагнитных катушек 7, расположенных вокруг длинной состо щей из двух частей оси 8 из дюралюмини , при чем на верхней (квадратной) части укрепл етс  с помощью гайки железный  корь 9, а нижн   (кругла ) часть поддерживает навинченный на ее конец башмачок 6. Ось 8 свободно проходит через направл ющие ее движение центральные отверсти  в двух укрепленных шурупами к стенкам трубы 5 дисках: железного 10, служащего в то же врем 

основанием дл  электромагнитных катушек , и латунного 11 со втулкой 12с верхним шестигранным концом, ограничивающей ход башмачка 6 вверх в те периоды времени, когда тока в электромагнитах нет и вес  кор  9 вместе со св занными с ним част ми не в состо нии преодолеть подъемной силы действующей на  корь спиральной пружины 13, упругость которой может быть регулируема при помощи длинной шестигранной муфты 14 также из дюралюмини , соедин ющей между собой обе части оси 8.

Медна  труба 5 закрываетс  сверху ввинчиваемой в нее медной же крышкой 15 и вместе со всеми наход щимис  в ней част ми ввинчиваетс  в наружную медную трубу 16, зажима  при этом резиновое кольцо 17, прокладываемое дл  герметичности соединени .

Сквозь крышку 15 проходит сквозной канал 18 с залитыми в нем каким-либо водонепроницаемым составом двум  электрическими изолированными гибкими проводами от внешней электрической цепи, идущими к двум контактным винтам 19, к которым присоедин ютс  также концы обмотки электромагнитов прибора . На верхней части крышки имеетс  УШКО 20, охватываемое петлей гибкого троса, при помощи которого прибор опускаетс  в буровую скважину.

Снизу прибор герметически закрываетс  крышкой 21, ввинчиваемой в наружную трубу 16 прибора.

Резиновые ролики 22, размещенные на каждой из крышек прибора в количестве четырех или трех штук и поддерживаемые вращающимис  на шарнирах двойными стойками с пружинами 23 и упорными винтами 24, которыми можно измен ть рассто ни  роликов от продольной оси прибора в соответствии с диаметром буровой скважины, а также регулировать нажим роликов на стенки обсадных труб,-служат дл  предупреждени  отклонени  прибора от оси буровой скважины или смещени  его в сторону от этой оси, от чего зависит точность показаний прибора и возможность пользоватьс  одним и тем же прибором при исследовани х скважин разных диаметров , раздвига  дл  этого ролики на соответствующие рассто ни  от оси прибора . Дл  устранени  возможности вращени  прибора вокруг своей оси при опускании его в cквakинy в нижней крышке прибора имеетс  гнездо 25 с винтовой резьбой дл  присоединени  какого- 1ибо баласта в виде р да соединенных между собою буровых штанг.

При разборке прибора, с целью извлечени  из него дл  осмотра башмачка б, отвинчиваетс  сначала верхн   крышка 15, после чего за эту крышку извлекаетс  из наружной трубы 16 внутренн   труба 5. Вслед за сим через широкие продольные прорезы 26 последней подвинчивают несколько вверх установочную втулку 12, свинчивают с оси 8башмачок 6 и боком вынимают его наружу через те же прорезы 26. При установке башмачка снова на свое место и при дальнейшей сборке частей прибора все перечисленные операции повтор ютс  в обратном пор дке.

Способ обращени  с описанным прибором при производстве с ним работ состоит в следующем. Подвешенный на гибком тросе прибор вместе с присоединенными к нему проводами от внешней э йктpичecкoй цепи опускаетс  в буровую скважину доопределенной глубины. По остановке прибора пропускаетс  через него из включенного во внешнюю электрическую цепь аккумул тора мгновенный электрический ток, электромагниты прибора прит гивают к себе  корь 9, вследствие чего св занный с ним при помощи оси 8 башмачок 6 поддаетс  вниз до встречи с магнитной стрелкой, т.-е.,до получени  на покрытой желатином или воском поверхности его оттисков штифтов стрелки. После этого выключают ток, извлекают прибор из скважины на дневную поверхность и, вынув из него башмачок, исследуют полученные на нём отпечатки.

Дл  возможности без затруднени  распознавать, какой из оттисков магнитной стрелки относитс  к северному или южному ее концу, штифты магнитной стрелки располагают на ней на разном рассто нии от центрального штифта, напр., так, что северный штифт располагают от центрального штифта дальше, а южный-ближе.

При каждом приборе должен находитьс  комплект из нескольких башмачков , поочередно вставл емых в прибор, до момента окончани  обследовани  оттисков на поверхности использованных башмачков. По рассмотрении оттисков, таковые удал ютс  путем смывани  их водой или бензином, после чего поверхность башмачка вновь покрываетс  слоем желатина или воска дл  воспри ти  новых оттисков магнитной стрелки.

Чтобы воззраш,ающийс  в свое исходное положение по сн тии оттисков магнитной стрелки башмачок не увлекал эту стрелку за собой, на ось стрелки надеваетс  удерживаема  на месте гайкой медна  пластинка с загнутыми лапками , ограничивающа  подъем стрелки некоторым пределом, за которым при дальнейшем ходе башмачка происходит отрыв прилипшей к его поверхности магнитной стрелки, котора  затем под вли нием собственного веса и садитс  :нова на острие своей оси.

Дл  ускорени  хода исследовательских работ можно операцию получени  отпечатков на разнух глубинах буровой скважины повтор ть последовательно, не вынима  прибора из скважины. Тогда от каждого из трех вышеупом нутых штифтов(Магнитной стрелки на поверхности башмачка получитс  непрерывный р д мелких углублений, при чем средний из этих р дов даст нагл дное представление о пути буровой скважины по всей ее длине.

Дл  использовани  упом нутых отпечатков дл  измерени  искривлений буровой скважины следует иметь ввиду, что отпечатки центрального штифта магнитной стрелки будут располагатьс  на сферической поверхности башмачка на большем или меньшем рассто нии от центра этой поверхности, в зависимости от степени отклонени  буровой скважины от вертикального положени . Эта зависимости дл  каждого прибора может быть вычислена заблаговременно и занесена в особую таблицу, пользу сь которой или специально вычерченным масштабом и измер   при этом циркулем упом нутые рассто ни  (хорды больших кругов на поверхности башмачка), можно будет сразу найти и те углы, на которые отклонилась скважина от вертикального или иного заданного ей направлени .

Ориентировки отклонени  по странам света определ ютс  по углу между магнитной осью стрелки, изображенной на плане поверхности башмачка пунктиром в виде пр мой (фиг. 2), представл ющей собой проекцию на горизонтальную плоскость части дуги большего круга, каковую дугу можно в действительности провести на поверхности башмачка через имеющиес  на ней оттиски штифтов магнитной стрелки, и пр мой, представл ющей собой проекцию на ту же плоскость рассто ни  между отпечатком центрального штифта магнитной стрелки и центром сферической поверхности башмачка .

Так, например, если центральные штифты оттисков магнитной стрелки в двух ее положени х - I и II, показанных на плане поверхности башмачка, отсто т от его центра на рассто ни х и , соответствующих по масштабу углам в 30 и 40, то из означенного чертежа можно видеть, что в первом случае имело место отклонение буровой скважины от вертикали на 30°, при чем это отклонение произошло на угол NiOilf к западу от направлени , которое имела магнитна  стрелка в момент сн ти  с нее первого отпечатка, т.-е. северного направлени , во втором же случае-что бурова  скважина отклонилась от вертикали на 40° и что направление этого отклонени  определ етс  углом . на восток от северного направлени .

В случае, когда направлени  осей магнитной стрелки во всех ее отпечатках , сн тых на различных глубинах буровой скважины, параллельны между собой, достаточно иметь на поверхности башмачка только один отпечаток крайних штифтов магнитной стрелки, чтобы, пользу сь этим отпечатком, определить направление искривлени  буровой скважины по всем прочим наход щимс  на башмачке отпечаткам одних центральных штифтов магнитной стрелки, т.-е. в этом случае надобности в наличии во всех остальных отпечатках магнитной стрелки оттисков крайних штифтов ее не встречаетс . Поэтому можно сконструировать штифты магнитной стрелки таким образом, чтобы, по желанию, можно было получать или оттиски всех

трех штифтов магнитной стрелки, или только одного центрального из них, дл  чего последний можно сделать несколько длиннее остальных, а в электрическую внешнюю цепь включать или выключать добавочное сопротивление, измен юш,ее силу тока, а следовательно, и силу действи  электромагнитов прибора, вследствие чего на сферической поверхности башмачка и будут получатьс  оттиски то одного центрального штифта магнитной стрелки, то всех трех штифтов ее, из каковых оттисков средний будет несколько глубже остальных.

На фиг. 2 показан случай III расположени  трех р дов оттисков магнитной стрелки, из каковых два крайних соответствуют отпечаткам крайних штифтов магнитной стрелки при упом нутой выше параллельности магнитных осей, а средний р д б представл ет собой оттиск центрального штифта и пр мо указывает вид горизонтальной проекции пути искривлени  буровой скважины.

Чтобы при многочисленности оттисков штифтов на поверхности башмачка было легче разобратьс  в том, какому пор дковому номеру соответствует тот или иной оттиск, можно оттиски трех штифтов магнитной стрелки (тройные оттиски) производить с определ емой вперед постепенностью (но не периодичностью) получени  оттисков только одного центрального штифта. Поэтому, например, на чертеже между тройными оттисками число промежуточных (ординарных) мен етс  6т 1 до 3.

Случай параллельности осей магнитной стрелки на поверхности башмачка может иметь место тогда, когда за все врем  нахождени  прибора в буровой скважине, во-первых, его магнитна  стрелка не выходит из плоскости магнитного меридиана данного места, что будет свидетельствовать об отсутствии в районе исследований магнитных руд, и во-вторых, когда вращени  прибора вокруг своей продольной оси не происходит , так как в противном случае все предшествующие оттиски магнитной стрелки поворачивались бы по отношению к последующим на некоторые углы, соответствующие поворотам самого прибора , каковое обсто тельство .хот  и изменило бы указанный на чертеже вид

расположени  непрерывных р дов крайних оттисков штифтов магнитной стрелки,, но ни в какой степени не помешало бы пользоватьс  ими попрежнему. В случае залегани  на пути буровой скважины или вблизи ее магнитных руд, способных отклонить магнитную стрелку прибора от своего нормального положени  на некоторый уголдг, дл  возможности пользоватьс  дл  исследований тем же прибором , необходимо прин ть меры к недопущению самопроизвольного вращени  во врем  нахождени  его в буровой, скважине, по направлению оттисков, полученных при нахождении прибора в устьи буровой скважины или вообще на той глубине ее, где вли ние магнитных руд на магнитную стрелку не сказываетс . При этом безразлично, какой из двух вышеупом нутых оттисков будет предшествовать другому. Важно лишь, чтобы угол между двум  вышеупом нутыми направлени ми магнитной стрелки, равн ющийс  при указанных услови х как раз вышеозначенному . углу х, не изменил бы своей величины за весь промежуток времени получени  оттисков магнитной стрелки, соответствующих названным направлени м. Определение величины угла искривлени  буровой скважины при указанных выше услови х , т.-е. при наличии в районе исследований магнитных руд, не измен ет описанного выше способа определени  величины этого угла по рассто нию оттиска центрального штифта магнитной стрелки от центра сферической поверхности башмачка.

Применение описанного прибора может быть расширено дл . исследовани  им залеганий магнитных руд, т. к., определ   с его помощью на различной глубине буровых скважин углы отклонени  магнитной стрелки от нормального поло- жени  и направлени  этих отклонений, можно получить данные дл  характеристики .расположенных в этом районе магнитных руд.

По указанию изобретател , предлагаемый прибор значительно проще по конструкции, чем другие известные приборы , служащие дл  той же цели, т.-е. дл  определени  кривизны скважин. Как на преимущества прибора, он указывает на возможность получени  за один спуск

прибора в буровую скважину целого р да его показаний, применимость прибора дл  обследовани  различных буровых скважин и, наконец, на применимость этого прибора непосредственно дл  исследований залеганий магнитных

рудПредмет изобретени .

Прибор дл  определени  кривизны буровых скважин, отличающийс  применением выпуклой магнитной стрелки Л с трем  штифтами на ней, насаженной на посто нно сохран ющую вертикальное положение ось 2, и полусферического башмачка -б, св занного при посредстве штока 8 и пружины 13 с  корем 9, прит гиваемым электромагнитом 7 в моменты пропускани  тока из внешней цепи, дл  получени  отпечатка штифтов стрелки 1 на навощенной или покрытой желатином поверхности башмачка 6.