SU555284A1 - Устройство дл контрол параметров траектории скважины - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измере1ш  азимутального, зенит; него угла и угла установки отклонител  в процессе бурени  скважины..;

Известные, устройства аналогачного назначени  имеют недостаточно высокую точность измерени , сложную конструкцию и не могут быть использованы в процессе буровых работ.

Ближайшим по тех шческой сущности описываемому устройству  вл етс  устройство дл  контрол  параметров траектории скважины и направлени  отклонител .

Устройство содержит корпус, датчик азимута и датчик зенитного угла и угла установки отклонител  с чувствительными элементами ма тникового типа, систему подвеса и регистрирующий прибор.

Однако в таком устройстве при малых зенитньк углах точность установки нул  преобразовател  в плоскость наклона невелика, так как моменты трени  в ос х подвеса рамки оказываютс  соизмеримыми с устанавливаюшим моментом от эксцеитришого груза. В результате погрешность измерени  азимута при малых зенитных углах оказываетс  значительной, подобными устройствами можно измер ть азимут скважины с зешпными

углами, большими 3-5, кроме того, наличие контактных токопередающих злемвнтов усложн ет конструкцию и снижает надежность.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности при измерени х в процессе бурени .

Это достигаетс  тем, что. датчик азимута и датчик зенитного угла и угла установки отклонител  разнесены на рассто ние, исключающее взаимное вли ние их магнитных систем и подвешены в опорах без трени , причем чувствительный элемент датчика азимута выполнен в виде сферы со смещенным вниз центром т жести, снабженным посто нным магнитом, а чувствительный элемент датчика и угла установки отклонител  - в виде конуса с центром т жести, смещенным эксцентрично относительно оси его вращени  и с расположенным в нем посто нным магнитом с центром т жести, наход щимс  ниже оси его качани , который служит ротором преобразовател ; тем, что над :И под магнитами,размещенными в сфере и конусе,ус новлены мапшточувстйительные элементы, например феррозонды, а также тем, что отверсти  дл  подачи и отвода воздуха к аэростатическим опорам

соединены между собой через компрессор, ресивер и приспособление дл  подачи сжатого воздуха,

На фиг. 1 представлена кинематическа  схема устройства; на фиг. 2-электрическа  при1щипиальна  схема устройства; на фиг. 3 - блок-с -ема устройства.

Устройство состоит из двух отдельных датчиков: датчика положени  колонны труб относительного магнитного меридиана, датчика азимута 1 и датчика 2, измер ющего зенитный угол и угол установки отклонител . Чувствителышм элементом в первом датчике  вл етс  сфера 3 со смещгнным посредством груза 4 центром т жести, в которую установлена магнитна  система 5, состо ща  из двух цилиндрических параллельных друг другу магнитов, во втором дат ике-конусный ишп 6, центр т жести которого смещен эксцентрично относительно, оси вращени  грузом 7. Магнит 8, центр т жести которого ниже его оси вращени , поворачиваетс  в опорах, установленных в конусе, Плоскость качани  магнита совпадает с плоскостью, проход щей через ось симметрии и конуса и центр т жести эксцентричного груза 7. Магнит 8  вл етс  ротором преобразовател .

Датчик 2 установлен на такое рассто ние от датчика 1, при котором практш ески исключаетс  вли ние магнита 8 на магнитную систему 5. Чувствительные элементы датчиков подвешены в опорах, моменты сил сухого трени  в которых отсутствуют, например, в аэростатическом подвесе. Дл  подачи сжатого воздуха к аэростатическим опорам через микрортверсти  9 .в устройстве предусмотрены компрессор 1.0, 11 и прерывающее приспособление 12. Дл  измерени  положени  магнитов, установленных в ефере /и относительно корпуса устройства предусмотрены магнитрмодул ционные электрические преобразователи-феррозонды 13,14. Такой феррозонд может быть выполнен , например, в виде кольцевого магнитопровода 15 с обмоткой подмагничиванн  16, равномерно уложенной по магнитопроводу, запнтанной посто нным током, предназначенной дл  создани  посто нного начального подмаг ичиванн , и трем  сигнальными обмотками 17,18,19, занимающими кажда  сектор в 120°, соединенными звездой и запитанными переменным 3-х фазным током повышенной частоты,  вл ющимис  переменными ннодтктивными сопрот вле1ш ми, величина которых зависит от положени  магнитов (см. фиг.2). Дл  увеличени  чувствительности феррозонд вьшолнен из двух идентичных элементов, установленных над и аод магнитами, а сигнальные обмотки соедннеща параллельно и образуют трехфазное мостовое соединение . Выходное напр жение снимаетс  между Обвдими точками звезд. Аналоговые )выхаддае:сигналы с помощью цифровьк устр| та.|,2:1,22 преобразуютс  в цифровой код (20,21 ;ареобразователи фаза-код,22-преобразователи .напр жение- код). Дл  определени  азимута по сигналам датчиков 1 и 2 предусмотрено устройство алгебраичеосО

о суммировани  23, которое может располагатьс  ак в скважи1шой части комплекса, так и на оверхности.

Устройство работает следующим образом. СУКЛьш воздух через шкpooтвepcти. 9 поступает в рабочие зазоры между сферой и корпусом, конусом и корпусом. Чувствительные элементы (сфера, конус ) датчиков оказываютс  подвешенными на тоной воздушной пленке, при этом силы сухого трени  в опорах полностью отсутствуют. Если устройство отклонено от вертикали даже на малый угол, то конус под действием зксцентричного груза 7, поворачива сь, устанавливаетс  центром т жести в плоскость наклона, магнит 8 сохран ет горизонтальное положение, магнитна  система 5 сферы 3 устанавливаетс  по магнитному меридиану и грузом 4 в плоскости горизонта. Дп  уменьшени  времени установлени  чувствительных злементов в искомые плоскости предусмотрена прерывиста  подача сжатого воздуха прерьщатеде мИ, В момент прекращени  подачи сжатого, воз уйе1 ительнме элементы датчика, каса сь ;к0 пу«6|8,,рассеивают во врем  движе1ш  кинейческую энергию. Пространственное положение магнитов чувствительшлх элементов относительно корпусов измер етс  феррозондами.

Фаза выходного напр жени , снимаема  с феррозонда 14 датчика 2 (см. фиг. 2)пропорциональна повороту Kopnycia относительно плоскости наклона угла установки отклонител  - ф амплитуда не зависит от зенитного угла наклона осважины.

Дц  передачи информации по каналу св зи удобнее преобразовать аналоговые сигналы (фазу, напр жение) в щ{фровой код с помощью устройств 20,21,22. Это удобно и дл  вычислени  азимута о скважины по сигналам датчиков 1 и 2 с помощью цифрового алгебраического сумматора 23. В нем осуществл етс  исключение из :игналов датчика 1 угла скручивани  труб визирного угла|Устройство позвол етрцредеп ть 1знму7альный угол с точностью в пределах it,причем.t 4HOCTb не зависит от зенитного угла, а определ е.тс : разрешающей способностью электричес орШ:Преобразрвател .

/ . , : ;. , , .

Фррмула изобретени 

Claims (3)

1. l.ycTppiicTBo дл  контрол  параметров траектории скважины, содержащее корпус, датчик азимута и датчик зенитного угла и угла установки отклонител  с чувствительными элементами ма тникового типа, систему подвеса и регистрируюищй прибор, отличающеес  тем, что, .С целью повышени  точности и надежност  измерени х в процессе бурени , в нем датчик азимута и датчик зенитного угла   угла установки отклонител  разнесены на рассто ние, исключан цее взаимное вли ние их магнитных систем и подвешены в ( юрах без

   прени , причем чувствительный элемент датчика азимута вьтолнен в виде сферы со смещенным вниз центром т жести, снабженной посто нным магнитом а чувствительный элемент датчика зенита и утла установки отклонител  - в виде конуса с центром т жести, смещенным эксцентрично относительно оси его вращени  и с расположенными нем посто нным магнитом с центром т жести, наход щимс  ниже оси его качани , который служит ротором преобразовател ..
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес , тем, что над и под магнитами, размещенными в сфере и

   конусе, установлены магнитсчувствигельные элементы , например, феррозонды.
3. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем что отверсти  дл  подачи и отвода воздуха н аэросташческим (мюрам ооединеиыг между собой через компрессор, ресюер и нрмспоообтюте дп  прерывани  сж тго воздуха.

   «

   12

   9

   11

   /Ф Я

   0ue.Z

   Фиг,3