Измерительный блок инклинометра

 

Изобретение предназначено для определения пространственных координат скважин и может найти применение для контроля правильности бурения газовых и нефтяных скважин. Цель изобретения - повышение точности и улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит корпус, гироскопический двухосный датчик угловой скорости и устройство измерения зенитного угла, состоящее из трех акселерометров. В предлагаемом измерительном блоке оси чувствительности гироскопа направлены перпендикулярно оси рабочего движения корпуса, а оси двух других акселерометров направлены вдоль осей чувствительности гироскопа. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951049/22 (22) 27.06.91 (46) 15,07.93. Бюл. М 26 (71) Московский институт электромеханики . и автоматики (72) В.И,Галкин, Е.А.Измайлов и А.А.Маслов (56) Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин, M. . Недра, 1987. с.36, 78 — 83. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ БЛОК ИНКЛИНОМЕТРА (57) Изобретение предназначено для определения пространственных координат скважин и может найти применение для

Изобретение предназначено для определения пространственных координат скважин, в частности для контроля правильности бурения газовых и нефтяных скважин.

Целью изобретения является повышение точности определения азимута скважины при уменьшении времени измерения, за счет проведения измерения во время кратковременных технологических остановок в процессе бурения.

На чертеже изображен общий вид описы ваемого:устройства.

Инерциальный блок инклинометра включает в себя корпус 1, в котором установлен гироскоп 2, оси чувствительности которого Х и Y направлены перпендикулярно оси рабочего движения корпуса 2. Между датчиками угла 3, измеряющего отклонения ротора 4 и датчиками момента 5 включены последовательно корректирующие усилители 6 и постоянные сопротивления 7 для из.мерения сигнала пропорционального Ы 1827541 А1 (я)5 G 01 С 19/00//Е 21 В 47/02 контроля правильности бурения газовых и нефтяных скважин. Цель изобретения — повышение точности и улучшение эксплуатационных характеристик. Устройство содержит корпус, гироскопический двухосный датчик угловой скорости и устройство измерения зенитного угла, состоящее из трех акселерометров, В предлагаемом измерительном блоке оси чувствительности гироскопа направлены перпендикулярно оси рабочего движения корпуса, а оси двух других акселерометров направлены вдоль осей чувствительности гироскопа. 1 ил. проекциям угловой скорости вращения Земли О» и Uy на оси Х и Y. Одновременные акселерометры 8,9, IO установлены вдоль осей x,у,z. С акселерометров измеряются сигналы д», gy, gz, равные проекциям ускорения вектора свободного падения на оси х,у,z.

По сигналам Ux.Uy.gx,gy.gz определяют азимут скважины l1 a:

a =arctg, А где A=U»gy-Uyg» (1)

9z gx+ 9 г г

B=(U 9 ()у9у) — — Ur — - (1)

9 g

Г

9= igx + ду + 9z

При определении квадранта угла а учи- тывают знаки А и В.

Если А>0 и В>0, то а в квадранте, если А>0 и S<0, то а во !! квадранте, если А<0 и В<0, то а в !!! квадранте, если А<0 и В>0, то а в IV квадранте.

1827541

Зенитный угол равен (2) Угол поворота устройства

p = arctg+

gx (3) Устройство работает следующим образом.

Гироскоп останавливают в скважине 11 на время измерений, которое не превышает нескольких минут. Затем измеряют напряжения на постоянных сопротивлениях 7, пропорциональные проекциям скорости вращения Земли U, а с трех акселерометров

8, 9, 10 получают сигналы, пропорциональные проекциям вектора ускорения свободного падения g. Полученная информация с измерительной части инклинометра используется для расчета азимута скважины, зенитного угла и.поворота инклинометра, Положительный эффект от применения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. заключается в повышении точности определения азимута скважины и улучшения эксплуатационных характеристик.

Точность повышается за счет отсутствия горизонтальной и азимутальной коррекций, осуществляемых с большими погрешностями, обусловленными различ5 ной ориентацией измерительного блока.

Эксплуатационные характеристики улучшаются за счет отсутствия необходимости выставки гироскопа в определенном направлении и опускании его в скважину на

10 требуемую глубину. Это позволяет проводить бурение без остановок для измерений.

Формула изобретения

Измерительный блок инклинометра, со15 держащий корпус, гироскопический чувствительный элемент, три акселерометра с взаимноортогональными осями чувствительности,отл и чаю щий с я тем, что, с целью повышения точности при уменьше20 нии времени измерения, гироскопический чувствительный элемент выполнен в виде двухосного датчика угловой. скорости, при этом оси чувствительности датчика угловой скорости перпендикулярны оси рабочего

25 движения корпуса, ось чувствительности одного акселерометра направлена по оси рабочего движения корпуса, а оси чувствительности двух других акселерометров параллельны осям чувствительности датчика

30 угловой скорости.