Устройство для измерения угла искривления скважины

 

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для измерения пространственного положения скважины в процессе бурения. Цель изобретения - ускорение процесса измерения за счет увеличения времени непрерьшной работы и уменьшение габаритов. Для этого устр-во имеет

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 21 В 47/022

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Р."

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -лко; —,,: „ ! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ

Ф гифюуив кле а фггмглущ любу

Ю

° ° (61) 1209837 (21) 4145854/22-03 (22) 20 ° 08.86 (46) 23.03.88. Бкл. Ф 11 (71) Грозненский нефтяной институт им.акад. M.Ä.Ìèëëèoíùèêîâà (72) Д.A.Áîðîäèí, В.Н.Есауленко и С.И.Есауленко (53) 622.241.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1209837, кл. Е 21 В 47/022, 1984.

ÄÄSUÄÄ1382936 А 2 (57) Изобретение относится к буренню скважин и предназначено для измерения пространственного положения скважины в процессе бурения. Цель изобретения — ускорение процесса измерения за счет увеличения времени непрерывной работы и уменьшение габаритов. Для этого устр-во имеет

1382936 установленный внутри рамки 1 с бал- газ поступает в цилиндр 16. Газ свяJIoHoM 8 со сжатым газом реактор, вы- зывается с,поглотителем, и давление полненный в виде цилиндра 16, запол- в рамке 1 падает. Вибрации, возникаюненного поглотителем 17. Полость ре- щие при бурении, способствуют хороактора сообщена с углублением 14 в шему перемешиванию поглотителя. Бластенке канала струйного элемента годаря этому увеличивается время между. приемным соплом 11 и соплом непрерывной работы устр-ва без подъе10 питания. При изменении угла ис- ма бурильного инструмента и ускоряет1 кривления рамка 1 с баллоном 8 пово- ся процесс измерения пространственрачивается. Баллон 8 разряжается, и ного положения скважины. 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин, предназначено для измерения пространственного положения скважины в процессе бурения и является усовершенствованием устройства по авт.св. Р 1209837.

Целью изобретения является ускорение процесса измерения за счет увеличения времени непрерывной работы и уменьшение габаритов.

На чертеже показано устройство для измерения угла искривления скважины, общий вид.

Устройство, которое размещают над долотом в контейнере (не показан), состоит иэ рамки 1, выполненной в виде герметичной камеры, свободно вращающейся в опорах 2 и 3, 13-образной трубки 4, жестко закрепленной в панели 5 внутри рамки 1 и заполненной жидкостью 6, например ртутью, оставляя свободный объем 7 в каждом колене U-образной трубки 4. На нижней .стенке рамки 1 эксцентрично и жестко закреплен баллон 8 со сжатым газом, выполняющий функции источника энергии и одновременно эксцентрично груза рамки 1. Для обеспечения постоянства расхода газа на баллоне 8 установлен редуктор 9 постоянного сечения. На панели 5 закреплена система сопел: сопло 10 питания, приемное сопло 11 и выходное сопло 12, связанные между собой коммутационными каналами, размещенными внутри панели. 11-образная трубка 4 переводником 13 соединена с панелью 5, соплом 10 питания и приемным соплом

11. В панели 5 размещен также струйный элемент, выполненный в виде по. 2 верхности специального профиля, а углубление 14. в стенке канала струйного элемента между приемным соплом 11 и соплом 10 питания сообщается через отверстие 15 в панели 5 с полостью реактора, установленного внутри рамки 1 и выполненного в виде перфорированного цилиндра 16, заполненного поглотителем 17, например оксидом меди.

Выходное сопло 12 связано через гпдроусилитель с регистратором импульсов (не,показаны).

Работа устройства основана на эффекте Коанда — свойстве струи изменять направление при наличии поверхности специального профиля путем прилипания струи жидкости или газа к расположенной вблизи твердой стенке °

Устройство работает следующим образом.

Поток газа сопла 10 питания обтекает поверхность специального профиля в углублении 14 и заполняет свободный объем 7 0-образной трубки 4 через отверстие приемного сопла 11. В результате заполнения газом свободного объема 7 U -образной трубки 4 перед приемным соплом 11 у обтекаемой поверхности создается противодавление. Это вызывает отрыв потока газа от нее и переход этого потока в выходное сопло 12 и далее на гидро. усилитель (не показан). °

35 При этом давление в выходном сопле

12 возрастает скачкообразно и удерживается на максимальном уровне до тех пор, пока противодавление в приемном сопле 11 не снизится до вели40 чины, при которой поток вновь обте1382936 кает поверхность специального профиля и, следовательно, заполняет свободный объем U-образной трубки 4.

Частота колебаний определяется

С

Ч где Š— частота колебаний, Гц;

С - постоянный коэффициент, за1 висящий от конструктивных особенностей генератора;

V — - свободный объем 7 U-образной трубки 4, см .

Ъ

С изменением угла искривления рам-1 ка 1 с эксцентрично закрепленным баллоном 8 поворачивается под действием силы тяжести и U- образная трубка 4 располагается в полости искривления скважины. При этом часть жидкости перетекает в свободный объем 7 Uобразной трубки 4, уменьшая его, что приводит к уменьшению времени заполнения этого объема и в связи с этим увеличению частоты колебаний струйного генератора. Таким образом, частота колебаний струйного генератора оказывается пропорциональной углу искривления скважины. Далее серия пневматических импульсов, полученных на струйном генераторе посредством гидроусилителя, преобразуется в серию мощных импульсов промывочной жидкости, которые регистрируютсй прибором на устье скважины.

В процессе работы устройства баллон 8 со сжатым газом разряжается, гаэ.(например, водород) расширяется, заполняет через отверстие 15 свобод" ный объем рамки 1 и попадает в полость перфорированного цилиндра 16 (реактора), заполненного поглотителем (например, оксидом меди или адсорбентом). В результате res связывается либо адсорбируется. Объем поглотителя оказывается во много раз меньЪ ше объема, занимаемого свободныи газом,(т.е. объема, который занял бы несвязанный газ при заданном давлении). При этом давление газа в рамке падает. Это продолжается до полного использования поглотителя. Вибрации, воэникакщие при бурении, способствуют хорошему перемешиванию пог.лотителя.

Рассчитаем время работы устройст-. Ээ ва, в котором отсутствует реактор.

Расход в струйных элементах со- . ставляет g 10-20 л/ч. При бурении с использованием бурильных труб диаметром 121 мм диаметр контейнера с глубинной аппаратурой мажет составлять 70 мм. При этом обеспечивается подача бурового раствора к забойному двигателю .(трубобуру). Диаметр контейнера выбирают равным D „ =

= 70 мм, а длину L „ = 1500 мм. Тогда

0 объем контейнера V „= 3 г» k L y

Ь

= 5769 75 см Конструктивно источник (баллон со сжатым газом) может занимать более 2/3 объема. Тогда его объем Чи = 3846 см или около 4 л.

Причем Ч „ = 3500 см = 3,5 л.

Устройство для измерения угла искривления скважины должно иметь приемную емкость, в которую поступает

0 отработавший гаэ, причем размеры приемной емкости ограничены. Допустим, что ее объем 70-80 л, что соответствует приблизительно контейнеру длиной 15 м. При таких размерах конструкции, согласно основного saкона термодинамики, Рх Чх = Рде Чщ, где Рм,Чпе давле е и объем в приемной емкости;

Р„, V„— давление и объем исто чника питания, 4 у»

Р„< = 5 кгс/см, ЯЕ

Для работы устройства перепад давления между приемной емкостью и источником должен составлять

0,01 кгс/см, а расход 10-20 л/ч.

Если за некоторый отрезок времени (q — W,) расход остается постоянным, то его можно определить как

Ч

С и 1

ape V — объем вещества (s данном слу" чае Ухх ), прошедшего через трубопровод sa отрезок времени 9 Cl

Подставив в приведенную форму значения расхода и объема приемной емкости, получают время непрерывной работы устройства:

Е - .e - 8 <.

1 1

Расчитаем теперь время работы на забое устройства, снабженного реактором.

В случае применения в реакторе поглотителя - оксида меди и газа—

1382936

Составитель A,Öâåòêoâ

Техред A.КравчукКорректор В.Бутяга

Редактор И.Николайчук

Заказ 1269/27

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграФическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 водорода, между ними произойдет известная реакция. 1 моль СиО 79,5 r

1 моль водорода 72 г и занимает при нормальных условиях объем 22,4 л, 5

Предположим, что B реактор загружено 8 кг СиО (что вполне реально) .

Количество водорода, которое прореагирует с оксидом меди, Ч 2240 л.

При расходе газа t0-20 л/ч предлагаемое устройство для измерения угла искривления скважины непрерывно проработает 100 — 200 ч, что значительно больше, по сравнению с устройством,. в котором отсутствует реактор. 1Размеры устройства, снабженного реактором, уменьшаются при этом в 1015 раз.

Увеличение времени непрерывной работы устройства без подъема буриль ного инструмента ускоряет процесс иэмерения пространственного положения скважины.

Виброустойчивость устройства соответствует виброустойчпвости иэвестнык струйных элементов.

Формула иэ обретения

Устройство для измерения угла искривления скважины по авт.св.

N - 1209837, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса измерения за счет увеличения времени непрерывной работы и уменьшения габаритов, оно снабжено установленным внутри рамки реактором, выполненным в виде перфорированного цилиндра, заполненного поглотителем, а полость реактора сообщена с углублением в стенке канала струйного элемента между приемным соплом и соплом питания.