SU802536A1 - Устройство дл измерени углаОТКлОНЕНи СКВАжиНы OT ВЕРТиКАли - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области промысловой геофизики и, в частности, касаетс  инклинометрических измерений в скважине , а также может найти применение дл  измерени  угла отклонени  скважины от вертикали и предназначено дл  использовани  в скважинном приборе аппаратуры каротажа в процессе бурени .

Устройство может быть также применено при проведении измерений прибора.ми, опускаемыми на каротажном кабеле или тросике.

Известны многие устройства дл  измерени  параметров искривлени  скважины, однако в силу р да недостатков они не могут быть эффективно использованы дл  измерений в процессе бурени . В широко примен емых в практике геофизических работ инклинометрах типа ИШ-2 (ИШ-4), И-7 в качестве устройства дл  измерени  угла отклонени  скважины от вертикали использована рамка с эксцентрично расположенным грузом, котора  может поворачиватьс  в опорах. Внутри рамки на кернах подвешен грузик (отвес), св занный с движком потенциометра. В таком устройстве измерение кр-ивизны проводитс  по падению напр жени  между началом потенциометра и движком 1.

Недостатком этого устройства  вл етс  ненадежность опор и контакта между движком и обмоткой потенциометра при длительных и больших вибраци х, вызванных работой бурильного инструмента.

В другом устройстве, обеспечивающем бесконтактное измерение и используемом в аппаратуре дл  исследовани  скважин в процессе бурени , применен неподвижно закрепленный ротор с измерительной обмоткой и статор с грузчиком поворачивающийс  в шарикоподшипниках вокруг ротора. Питание обмотки статора производитс  через скольз щий токоподвод 2.

Недостатком этого устройства  вл ютс  его сложность, а также ненадежность опор и скольз щего токоподвода.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, в котором применен индуктивный датчик на Ш-образном магнитопроводе с трем  обмотками. Чувствительный элемент устройства выполнен в виде дугообразного магнитспровода , поворачивающегос  в опорах. Измерительна  схема устройства содержит усилитель разбаланса сигнала двух измерительных обмоток индуктивного датчика, двигатель, св занный передачей с осью чувствительного элемента, и узел считывани  информации. Так как поворот чувствительного элемента возможен только в одной плоскости, все устройство смонтировано в цилиндрическом корпусе с эксцентрично расположенным грузом. Корпус может поворачиватьс  вокруг своей оси в опорах. При измерении кривизны корпус поворачиваетс  так, что чувствительный элемент располагаетс  в плоскости искривлени , и он отклон етс  пропорционально углу отклонени  скважины от вертикали. Напр жение разбаланса усиливаетс  усилителем и включает двигатель. Двигатель поворачивает чувствительный элемент до тех пор, пока напр жение разбаланса не уменьшитс  до нул . Информаци , снимаетс  с узла считывани  и завис ща  от отработки двигател , передаетс  дл  регистрации 3.

Недостатком этого устройства  вл етс  ненадежность элементов, предназначенных дл  обесаечени  поворота чувствительного элемента и корпуса. Кроме того, схема измерени  этого устройства сложна.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что корпус установлен неподвижно; а размещенный вдоль его оси чувствительный элемент выполнен в виде последовательно соединенных между собой гибких нитей, отвеса, ферромагнитного сердечника и отт жки, одна из гибких нитей расположена между фланцами индуктивного датчика.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в скважине при угле отклонени  от вертикали, равном нулю; на фиг. 2 - то же, при угле отклонени  d/.

В Скважине 1 устанавливают колонну бурильных труб 2, в которой смонтирован скважинный прибор 3. Цилиндрический корпус 4 устройства закреплен в скважинном приборе.

Устройство содержит также индуктивный датчик 5 с двум  обмотками 6 и 7, имеющими общие импедансы соответственно Zj и Zi, фланец 8 с отверсти ми, укрепленный на индуктивном датчике.

Чувствительный элеме::т устройства состоит из последовательно соединенных гибкой нити 9, отвеса 10, второй гибкой нити 11, ферро.магнитного сердечника 12, отт жки 13

Чувствительный элемент закреплен в корпусе в точке 14 через регулировочный винт 15.

Измерение кривизны показано на примере применени  мостовой схемы, содержащей сопротивлени  16 и 17 с импедансами Z и Z, прибор 18 и источник переменного тока 19.

Индуктивный датчик 5 неподвижно закреплен в корпусе 4.

Необходимый нат г чувствительного элемента осуществл етс  с помощью винта 15.

При отклонении скважины от вертикали , равном нулю, все части универсального элемента расположены по оси цилиндрического корпуса, и ферромагнитный сердечник 12 занимает симметричное положение

между обмотками 6 и 7. При условии Zf ZxиZJ Z. прибор 18 фиксирует нулевое значение измер емого параметра. При отклонении скважины от вертикали на угол , независимо от направлени  искривлени  отвес 10 отклонитс  от оси корпуса на угоЛ(, и сердечник 12 сместитс  вверх относительно своего первоначального положени . При этом увеличитс  Z и уменьщитс  Zi. Разбаланс моста приведет к по влению тона в диагонали, и прибор 18

зафиксирует сигнал, завис щий от величины отклонени  скважины от вертикали.

Дл  повышени  чувствительности возможно включение обмоток 6 и 7 так, чтобы они образовали противоположные плечи

моста. Возможны и другие схемы измерени .

Преимуществами устройства, нар ду с его простотой  вл ютс  отсутствие опор скольжени  или вращени , жесткое крепление всех узлов, привод щее, в конечном

счете, к повышению надежности устройства в работе в услови х бурени  скважины.

Применение предлагаемого устройства позволит получить экономию на стадии производства за счет его простоты и на стадии эксплуатации за счет удлинени  межремонтного промежутка времени и получени  достоверных данных.

Устройство может быть использовано в системах каротажа скважин в процессе бурени  с каналом св зи или автономной записью , а также в инклинометрах, спускаемых на каротажном кабеле или тросике.

Claims (3)

1. Зельцмаи П. А. Конст()уирование аппаратуры дл  геофизических исследований. М.,«Недра, 1968, с. 75-82.

2.Грачев Б. В. и Варламов В, П. Авто матический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М., «Недра, 1968, с. .

3.Авторское свидетельство СССР № 325357, кл. Е 21 В 47/22, 1972.