Устройство для определения положения инструмента в скважине

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>876979 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.0280 (21) 2881773/22-03 (51)М. Кл.

Е 21 В 47/02 с присоединением заявки Ho— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.1081, бюллетень М 40

Дата опубликования описания 301081 (53) УДК 622.241 ° .7.05(088.8) I

I "" (72) Авторы изобретения

Г.Н.Ковшов и И.З.Исмагилов

Уфимский авиационный институт им.Орджоиикидэе - . (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ

ИНСТРУМЕНТА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к промысло. вой геофизике и может быть использо но для ориентирования искусственных отклонителей в буровых скважинах.

Известен прибор для определения положения инструмента в скважине и замера кривизны их ствола, состоящий из корпуса с маятниковым подвесом, печати, арретирующего узла и часового механизма(1), Известно также устройство, содержащее арретирующий узел, подшипник, эксцентричный груз печать, реле времеии и еолиатеиь(2 .

Недостатками известных устройств являются низкая точность измерений из-эа наличия моментов сил сухого трения в опорах, которые оказываются соизмеримыми с устанавливающим моментом от эксцентричного груза, а так- 20 же сложность определения углов кривизны и низкая надежность арретирующего механизма вследствие большого числа кинематически связанных механических узлов и передач.

Цель изобретения — повышение точности определения положения инструмента и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что арретирующий узел выполнен в ви- 30 де связанной с газовым баллоном мембранной коробки со стойкой, а подшипник выполнен в виде аэростатического конуса со смещенным центром тяжести, причем конус имеет два магнита, симметрично установленные на его основании, при этом мембранная коробка расположена с возможностью взаимо действия с толкателем и через стойку жестко связана с конусом и соединена с реле времени.

На чертеже изображено предлагае,мое устройство для определения положения инструмента в скважине.

Устройство содержит аэростатический конический подшипник, подвижным элементом которого является усеченный конус 1 со смещенным центром тяжести относительно оси вращения, внутри которого расположены два постоянных магната 2 и 3 симметрично и встречно одноименными полюсами в плоскости, перпендикулярной к оси вра= щения. Усеченный конус 1 с малым зазором помещен в коническую полость корпуса подшипника, который состоит из двух частей 4 и 5 с полостью 6, являющейся объемом повышенного давления. В частях 4 и 8 корпуса выполнены питающие микроотверстия 7 и 8 для

876979 подачи сжатого газа из объема 6 повышенного давления в рабочий зазор 9, а также выходные каналы 10 для его отвода. С корпусом 5 подшипника жестко связано через стойки 11 нижнее основание мембранной коробки 12, а верхнее основание через толкатель 13 с фиксатором 14, представляющим собой резиновое кольцо. Резиновое кольцо прикреплено к нижнему торцу цилиндрической части толкателя 13, который установлен с возможностью перемещения вдоль своей оси в отверстии корпуса 5. Баллон 15 со сжатым газом подсоединен к мембранной коробке 12 и к питающим микроотверстиям 7 и 8 через вентиль 16, который связан 15 функционально с реле 17 времени.

Все узлы смонтированы в немагнитном герметичном кожухе 18, на нижнем конце которого находится свинцовая печать 19. 20

Принцип действия устройства для определения положения инструмента в скважине основан на применении аэростатического конического подшипника с подвижным элементом, устанавливающимся с большой точностью под действием эксцентричного груза относительно оси его вращения в плоскость наклона. Бесконтактный съем информации с арретированного подвижного элемента в точке определения положения З0 инструмента производится на поверхности земли с помощью феррозондов, реагирующих на положение постоянных .магнитов, закрепленных.в подвижном элементе. 35

Устройство работает следующим образом.

В первоначальном состоянии при спуске устройства в скважину на тросе подвижный элемент 1 толкателем 13 40 прижат к корпусу 4 подшипника, при этом баллон 15, заполненный сжатым газом, закрыт вентилем 16. При посадке устройства на нож кривого переводника на печати 19 остается след 45 ножа. По сигналу от реле 17 времени открывается вентиль 16 баллона 15 и газ под давлением поступает на мембранную коробку 12 и в полость 6, сообщающуюся с микроотверстиями 7 5р и 8 корпуса. Через микроотверстия 7 и 8 сжатый газ поступает в рабочий зазор 9. Под действием давления мемб, ранная коробка 12 поднимает фикса1 тор 14, тем самым разарретирует под вижный элемент 1 подшипника, одновременно давление в зазоре 9 отрывает подвижный элемент от корпуса 4.

При этом подвижный элемент 1, опирающийся только на слой газа в зазоре 9, смещенным центром тяжести 60 устанавливается в плоскость наклона. Через некоторое время после уменьшения количества газа в баллоне 15 давление его в полости 6 и в зазоре 9, а также в объеме герметич-65 ного кожуха 18 и в мембранной коробке 12 выравнивается. При этом ориентированный в плоскость наклона подвижный элемент 1 опускается и соприкасается с корпусом. 4, одновременно мембранная коробка 12 действует на фиксатор 14, который, перемещаясь, арретирует подвижный элемент 1. При ориентировании подвижного элемента 1 в плоскость наклона механический момент от взаимодействия магнитных полей Земли и постоянного магнита 2 компенсируется механическим моментом встречно направленного магнита 3. Положение инструмента в скважине определяется углом поворота подвижного элемента относительно следа на печати 19 от инструмента.

После подъема устройства на поверхность образованный угол считывается с помощью феррозондов, используемых в качестве нуль-индикатора, т.е. определяется угол между направлением оси постоянных магнитов 2. и 3 и плоскостью, проходящей через след на печати и ось подвижного элемента.

Предлагаемая конструкция позволяет.повысить точность за счет аэростатического подшипника, так как в нем отсутствует сухое трение, одновременно увеличивается надежность арретирования и упрощается конструкция вследствие меньшего числа механических узлов и передач. При этом бесконтактный съем информации с чувствительного элемента на поверхности земли с помощью феррозондов позволяет уменьшить время определения поло» жения инструмента, а также увеличить точность считывания информации,так как феррозонды позволяют измерять yrловые отклонения с точностью 1 угловой минуты.

Формула изобретения

Устройство для определения положения инструмента в скважине, содержащее арретирующий узел, подшипник, эксцентричный груз, печать, реле времени, толкатель, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности определения положения инструмента и упрощения конструкции, арретирующий узел выполнен в виде связанной с газовым баллоном мембранной коробки со стойкой, а подшипник выполнен в виде аэростатического конуса со смещенным центром тяжести относительно оси вращения эксцентричного груза, причем конус имеет два магнита, симметрично установленные на его основании, при этом мембранная коробка расположена с возможностью взаимодействия с толкателем и через

876979

Составитель И.Карбачинская

Редактор Т.Мермелштайн Техред А.Ач Корректор М. Коста

Заказ 9544/45 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 стойку жестко связана с конусом и соединена с реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

69875, кл. E 21 В 47/02, 1978.

2. Забойный инклинометр типа

ЗИ-1М, М., ГОСИНТИ, 1969

13

12