Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине

 

Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано в горной и газовой промышленности. Цель - повьтение точности фиксации места гидроразрыва. Устр-во содержит корпус (к) 1, элемент 5 для фиксации гидроразрыва, регистрирующий узел 6, включающий измерительные датчики. Элемент 5 вьтолнен в виде набора колец 7 с радиальными выступами 8 и угlUWfW «rtl rQ.. зЛлСг (О (Л с 4 СО со N9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„3 43922 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4179495/22-03 (22) 09.01.87. (46) 23.11.88. Бюл. 11 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) С,Н.Журин, А.В,Топорков. и Б.А.Фомин (53) 622,023 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1262029, кл. Е 21 В 47/00, 1984. (51)4 Е 21 В 47/00, Е 21 С 39/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИ.ЕНТАЦИИ ПЛОСКОСТИ ГИДРОРАЗРЫВА В

СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к измерительной технике и м.б. использовано в горной и газовой промышленности.

Цель — повышение точности фиксации места гидроразрыва. Устр-во содержит корпус (К) 1, элемент 5 для фиксации гидроразрыва, регистрирующий узел 6, включающий измерительные датчики, Элемент 5 выполнен в виде набора колец 7 с радиальными выступами 8 и yrI439221 лублениями 10 и размещен ме р щ .жду паке- При гидроразрыве поток жидкости поворами 4. Коль а 7 к ц укреплены соосно с рачивает каждое кольцо 7 до совпадеК 1 и вращаются. На выступах коле ту колец 7 ния выступов 8 с соответствующим учаустановлены лопасти 9 в а аю р щ щиеся стком трещины в скважине, а лопасти вокруг оси, -перпендикулярной оси 9 ориентируются вдоль трещин, ДатчиК 1. В качестве измерительных датчи- ки 11 и 12 регистрируют углы повороков используют размещенные в углубле- та каждого кольца 7 и лопастей 9 и ниях 10 колец 7 датчики 11 и 1 2 yr- определяют пространственную ориенталов поворота лопастей 9 относительно цию трещин и гидроразрыва. 5 ил. колец 7 и последних относительно К 1. 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в горной прамьппленности,гидротехническом строительстве, нефтяной и газовой промышленности. 5

Целью изобретения является повышение точности фиксации места гидрораэрыва.

На фиг.I показано устройство, размещенное в скважине, на фиг, ? — разрез А-А на фиг,I на фиг. 3 — внутренняя развертка поверхности кольца элемента определения ориентации плоскости гидроразрыва; на фиг, 4 — часть развертки поверхности скважины до

15 гидроразрыва с проекцией на нее радиальных выступов колец и лопастей; на фиг. 5 — то же, после образования трещины, Устройство состоит из трубчатого

20 корпуса I с радиальным каналом 2, соединенным с помощью одного (или двух, в зависимости от совместного или раздельного нагнетания жидкости в пакеры и загерметизированный интервал. скважины) трубопровода 3 .(второй вариант, отвечающий раздельному нагнетанию, фиг.1, пунктир) с источником высокого давления .(насо:сом), пакеров 4, размещенных на корпусе по разные стороны от радиального канала (фиг,1 и 2, положение пакеров в рабочем состоянии, пунктир), блока 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва и регистрирующего узла б, размещенного вне скважины (фиг, 1 и 2). Блок 5 определения ориентации плоскости гидроразрыва выполнен в виде соосных с корпусом 1 колец 7 с радиальными выступами 8, на

10 которых размещены лопасти 9, в кольцах выполнены углубления 10 (фиг.1 и 2), где размещены датчики 1 1 и 1 2, регистрирующие углы поворота лопастей относительно колец и колец относительно корпуса соответственно, например, на основе упругих элементов, прогиб которых пропорционален повороту колец и лопастей. В случае использования таких датчиков на валу лопастей и B кольцах на внутренней поверхности выполняются спиральные прорези

13, по которым движется свободный конец упругих элементов датчиков (фиг.3). Датчики соединены с регистрирующей аппаратурой 6 посредством кабелей 14.

Устройство работает следующим образом.

Намеченный участок скважины герметизируется с помощью пакеров 4 и в загерметизированный интервал скважины нагнетают жидкость до давления, приводящего к гидроразрыву скважины и образованию трещины 15 (фиг, 5), Признаком гидроразрыва является резкое падение давления жидкости в загерметизированном интервале при постоянном темпе нагнетания, В момент образования трещины и ее распространения вглубь массива жидкость из загерметизированного интервала поступает в трещину 15, Поток жидкости поворачивает каждое подвижное кольцо

7 до совпадения радиальных выступов

8 с соответствующим участком трещины, а лопасти 9 при этом ориентируются вдоль трещины 15 (фиг. 2 и 5). Регистрируя углы поворота каждого кольца и лопастИ с помощью датчиков 12 и

Измерение

Давление Ориентировка трещины разрыва, гидроразрыва

MIIa

Расстояние загерметизированного интервала от устья скважины,м

Вертикально, под углом 45 к оси скважины, параллельно стенке выработки

0,6-),6

6,0

2 0,8-1,8

3 2, 2-3,?

4 2,6-3,6

11,5

То же

21,5

18,5 з 143922

11 и регистрирующей аппаратуры 6, определяют пространственную ориентацию трещины и гидрораэрыва, по которой судят, например, о направлении больщей компоненты поля напряжений.

Устройство характеризуется следующими параметрами: диаметр пакеров 102 мм, диаметр трубчатого корпуса 80 мм, длина устройства 2940 мм, толщина колец 10 мм, щирина колец

10 мм, высота радиальных выступов

5 мм, высота лопастей 6 мм, масса устройства 157 кг, максимальное давление 50 МПа.

В качестве датчиков углов поворота применены датчики на основе упругих чувствительных элементов, прогиб

Формула из обр ет ения 4п

Устройство для определения ориентации плоскости гидроразрыва в скважине, включающее корпус, элемент для фиксации места гидрораэрыва, регистрирующий узел, включающий измеритель- ные датчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фиксации места гидроразрыва, оно снабжено размещенными на корпусе пакерами и лопастями, причем корпус выполнен в виде полой трубы с радиальным отверстием, элемент для фиксации

1 которых пропорционален углу поворота, при этом прогиб регистрируется с помощью тенэорезисторов. В качестве регистрирующей аппаратуры 6 применен цифровой тензометрический мост с печатающим устройством.

Измерения проводят в горизонтальной скважине, пробуренной из горизонтальной подземной горной выработки на глубине 200 м от дневной поверхо ности, под углом 45 к оси выработки, Выработку проходят в биотитовых сланцах. Измерения проводят в четырех точках, длина герметиэируемого интервала 1 м.

Результаты измерений приведены в таблице. места гидроразрыва выполнен в виде набора колец с радиальными выступами и углублениями и размещен между пакерами, при этом кольца укреплены соосно с корпусом с возможностью вращения, на выступах колец установлены лопасти с возможностью вращения вок"

pyr оси, перпендикулярной оси корпуса, а в качестве измерительных датчиков использованы размещенные в углублениях колец датчики углов поворота лопастей относительно колец и колец относительно корпуса.

1439221

А-А

Составитель И.Фомичева

Техред А.Кравчук

Корректор С.Черни

Редактор О.Головач

Заказ 6048/30

Подпи сно е

Тирам 531

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4