Устройство для контроля положения забоя

Устройство для контроля положения забоя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бурению скважин и позволяет определить координаты (к) забоя. Цель - осуществление оперативного контроля искривления скважины относительно ее проекта, Устр-во содержит датчики азимутально- : го 1 и зенитного 2 углов (У) и датчик 3. наклонной глубины, аналого-цифровые преобразователи 4, блок (в) 5 запоминания измеренных У, Б 6 пересче-; та координат (К), Б 7 аппроксимации, Б 8 запоминания К. Устр-во имеет анализатор К, Б 10 регистрации К, Б 11 сравнения, Б 2 вычисления шага дискретизации, В 13 экстраполяции К, Б 14 сглаживания, В 15 экстраполяции У, Б 16 запоминания проектных У, Б 17 регистрации. В 14 состоит из множительных В, сумматоров и Б деления . Вычисление К производится в Б 6 по результатам измерения У на концах интервала дискретизации по глубине. Экстраполированные значения К определяются в Б 13 по двум соседним измерениям . По текущим и экстраполированным значениям К вычисляется в Б 12 шаг дискретизации по глубине, который используется для расчета глубины и расстояния до следующей точки измерения . На Б 10 поступают текущие и экстраполированные значения К скважины, а также К наиболее близкой из ранее пробуренных скважин. Текущие значения У сглаживаются в Б 14, а в В 17 регистрируются проектные и сглаженные значения в прогнозируемой точке. Значения К ранее пробуренных скважин и проектных У хранятся соответственно в Б 8 и 16. Устр-во позволяет повысить точность определе- .ния К забоя и эффективность процесса проводки скважин. 1 з.п. ф-льт,2 ил. S (Л 4iik со N9 1ч9 00 ФиН

ф®Ь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 21 В.47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4204102/22-03 (22) 03.03.87 (46) 23.11.88. Бюл. Ф 43 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) Л,А,Арнополина и А.П.Загайнов (53) 622.241.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 746094, кл. Е 21 В 47/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛО КЕНИЯ ЗАБОЯ (57) Изобретение относится к бурению скважин и позволяет определить координаты (К) забоя, Цель — осуществление оперативного контроля искривления скважины относительно ее проекта, Устр-во содержит датчики азимутального 1 и зенитного 2 углов (У) и датчик 3 наклонной глубины, аналого †цифров преобразователи 4, блок (Б) 5 запоминания измеренных У, Б б пересче-. та координат (К), Б 7 аппроксимации, Б 8 запоминания К. Устр-во имеет анализатор К, Б 10 регистрации К, Б 11 сравнения, Б 12 вычисления шага дискретизации, Б 13 экстраполяции К, Б 14 сглаживания, Б 15 экстраполяции

У, Б 16 запоминания проектных У, Б 17 регистрации. Б 14 состоит из множительных Б, сумматоров и Б деления. Вычисление К производится в Б 6 по результатам измерения У на концах интервала дискретизации по глубине.

Экстраголированные значения К определяются в Б 13 по двум соседним измерениям. По текущим и экстраполированным значениям К вычисляется в Б 12 шаг дискретизации по глубине, который используется для расчета глубины и расстояния до следующей точки измерения, На Б 10 поступают текущие и экстраполированные значения К скважины, а также К наиболее близкой из ранее пробуренных скважин. Текущие значения У сглаживаются в Б 14, а в Б 17 регистрируются проектные и сглаженные значения в прогнозируемой точке. Значения К ранее пробуренных скважин и проектных У хранятся соответственно в Б 8 и 16. Устр-во позволяет повысить точность определе.ния К забоя и эффективность процесса проводки скважин. 1 з.п. ф-лы,2 ил.

1439223

Изсбретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам,для определения коор- динат забоя.

Целью изобретения является повыше5 ние точности определения координат забоя и осуществление оперативного контроля искривления скважины отно сительно ее проекта.

1О

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг, ?. — структурная схема блока сглаживания.

Устройство для контроля положения забоя содержит датчик 1 азимутального угля, датчик ? зенитного угла,датчик 3 наклонной глубины, аналого-цифровые преобразователи 4, блок 5 запоминания измеренных углов, блок 6 пересчета координат, блок 7 аппрокси- 20 мации, блок 8 запоминания координат, анализатор 9 координат, блок 1О регистрации координат, блок 11 сравнения, блок 12 вычисления шага дискретизации, блок 13 экстраполяции коор- 25 динат, блок 14 сглаживания, блок 15 экстраполяции углов, блок 16 запоми нания проектных углов и блок 17 реги1 с трации.

Блок 14 сглаживания состоит из мно- O жительных блоков 18, сумматоров 19 и блоков 20 деления.

Первый и второй входы блока 5 запоминания измеренных углов подключены к цифроаналоговым преобразователям 4 датчиков 1 и 2 азимутального и зенитного углов, .третий вход соединен с выходом блока 11 сравнения, первый и второй выходы блока 5 заломннания измеренных углов соединены Ап с первь.м и вторым входами блоков 6 и 14 пересчета координат и сглаживания, a его третий выход — с третьим входом блока 14 сглаживания, При этом выходы блока 14 сглаживания под-45 ключены к первому и второму входам блока 15 экстраполяции углов, третий вход которого соединен с выходом блока 12 вычисления шага дискретизации, а выход блока 15 экстраполяции углов подключен к первому входу блока 17 регистрации углов, второй вход которого связан с выходом блока 16 запоминания углов, подключенного входом к выходу блока.12 вычисления шага дискретизации. Причем первый вход блока 8 подключен к выходу блока 7 аппроксимации, первый вход которого подключен к выходу блока 12 вычисления

+ dX,.;

+ду,;

Х.: = Х1.1 — Y 1 — 1-1

+ D7 — декартовые координаты i-й точки траектории скважины, — mar дискретизации по глубине по -му измерению; приращения координат, рассчитываемые по формулам

Е „= Е где Х;, Y. 7.;

hX;,6Y h Z

Д1;

dX; = — — -- (sin 8;„cos4;+„+

+ sing;cos q.); шага дискретизации, а второй вход блока 7 аппроксимации подключен к выходу блоха 6 пересчета координат и к первым выходам блока 13 экстраполяции и блока 12 вычисления шага дискретизации. При этом выход блока 13 экстраполяции подключен к первому входу анализатора 9 координат и второму входу блока 12 вычисления шага дискретизации, выход которого соединен с пер- вым входом блока 11 сравнения, второй вход которого подключен к выходу третьего аналого-цифрового преобразователя 4 наклонной глубины, а выход— к управляющему входу блока пересчета координат, Устройство работает следующим образом.

Вначале, когда датчики 1 — 3 находятся в устье скважины, производится сброс в. нуль регистров и сумматоров блоков устройства. В блоке 12 вычисления шага дискретизации устанавливаются наклонная глубина и расстояние до первого измерения и производится запись в блок 5 значений азимутального и зенитного углов.Второй и последующие моменты записи сигналов с датчиков 1 и 2, преобразованных в цифровую форму в аналогоцифровых преобразователях 4, соответствуют равенству заданной глубины глубине, отсчитанной датчиком 3 наклонной глубины. Только при этом условии блок 11 выдает разрешение на запись информации блоком 5 и пересчета координат блоком 6.

Вычисление координат в блоке 6 производится по результатам измерения углов, выполненным в начале и конце интервала d 1;, по формулам

9223

4 исследуемой скважины и наиболее близкой из ранее пробуренных.

Поступающие из блока 5 на входы

5 блока 14 сглаживания измеренные углы в i, i+1, i+2 точках сглаживаются по формулам (2) (3) углы в i u

i+ I точках.

Полученные значения координат поступают в блок 13 экстраполяции, где по двум соседним измерениям вычисляются экстраполированные значения координат Хз, Уз, Z 3 Экстраполированные значения координат траектории скважины и координаты измеренной точки передаются соответственно на второй и первый входы блока 12 вычисления ц1ага дискретизации, где по этим величинам определяются наклонная глубина и расстояние до следующей точки измерения.

При перемещении датчиков I и 2 на интервал, равный вычисленному в блоке 12 шагу дискретизации, прЬизвадится запись измеренных углов в блок 5.

При этом все три записанные значения углов для точек с номерами i i+1 +2 подаются в блок !4 сглаживания, Координаты траектории в блоке 6 определяются только по i и i+1 точкам.

При перемещении датчиков .в i+3 точку вновь производится запись измеренных углов, причем данные в блоке

5 регистрируются в следующем порядке: i+I, i+2, i+3.

Рассчитанные значения координат подаются на блок 7 аппроксимации, который осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию траектории скважины.

Из блока 7 аппроксимации в блок 8 запоминания координат выдаются только координаты концов аппроксимирующих отрезков. Экстраполированное значение координат с выхода блока 13 и текущее их значение из блока 6 поступают на первый и второй входы анализатора 9 координат, который вырабатывает адреса, поступающие на второй вход блока 8. Блок 8 выбирает числовые значения координат ствола ранее пробуренных скважин, поступающие на третий вход анализатора 9, С выхода анализатора 9 на регистратор 10 координат подаются экстра.полированные и текущие координаты

10 з

143

011

-1 1 7 (iп8 + + sin М.„+

11<

+ sin 8;sin g );

d1 „

dZ = — -"- (cos 8 + cos О ) 1 141 1 t где (., Ц,, 8., 8,„— азимутальные и зенитные

Ч ; + 2Ч +Mi i с 4

6; + 28; + 8 i1

8 1 1

С1

Такое сглаживание позволяет уменьшить погрешности выполненных измере н и

Сглаженные значения углов поступают на вход блока 15 экстраполяции углов, в котором па сглаженным значениям углов и ранее вычисленному в бло20 ке 12 шагу дискретизации определяются экстраполированные значения углов, поступающие на первый вход регистратора 17 углов.

На второй вход блока 17 подаются

25 значения проектных углов скважины данного интервала глубины.

Выбор значений проектных углов в блоке 16 осуществляется по величине

1 наклонной глубины, поступающей из

30 блока 12. В блоке 17 визуально отображаются проектные и сглаженные значения углов в прогнозируемой точке скважины.

Блок 14 сглаживания состоит из двух идентичных каналов сглаживания зенитного и азимутального углов по формуле (3). Измеренные значения углов, соответствующих i i+I i+? точкам, поступают на сумматор 19. Причем угол, принадлежащий i+! точке измерений, предварительно проходит множительный блок 18, где его величина удваивается. Полученная на выходе блока 19 сумма делится на 4 в блоке 20 деления, выход которого является выходом блока 14 сглаживания., Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения координат забоя и осуществить оперативный контроль искривления скважины относительно ее проекта, Формула изобретения

1. Устройство для контроля положения забоя, включающее датчики аэимутального и зенитного углов, подклю ченные к входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, 5 14 блок пересчета координат, выход которого соединен с первыми входами блоков экстраполяции и вычисления шага дискретизации и с вторыми входами анализатора координат и блока аппроксимации, первый вход. которого подклю,чен к выходу блока вычисления шага дискретизации и первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен через третий аналого-цифровой преобразователь с датчиком наклонной глубины, а выход подключен к управляющему входу блока пересчета координат, выход блока аппроксимации соединен с первым входом блока запоминания координат, второй вход которого подключен к первому выходу -анализатора координат, третий вход которого соединен с выходом блока запоминания координат, первый вход подключен к второму входу блока вычисления шага дискретизации и выходу блока экстраполяции, второй вход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход анализатора координат подключен к блоку регистрации координат, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения координат забоя и осуществления оперативного контроля искривления скважины относительно ее проекта, оно снабжено блоком запоминания измерен-. ных углов, блоком сглаживания, блоком экстраполяции углов, блоком запоминаJ ния проектных углов и блоком регистрации углов, причем первый и второй входы блока запоминания измеренных

39223

>5 2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок сглаживания содержит две идентичные цепи, состоящие нэ множительного блока, сумматора и блока деления, причем

30 первый и второй входы сумматора и вход множительного блока являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока сглаживания, выход множительного блока соединен с

ЗБ третьим входом сумматора, выход сумматора подключен к входу блока деления, выход которого является выходом блока сглаживания. углов подключены к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, третий вход соединен с уп5 равляющим входом блока пересчета координат, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам блока запоминания. измеренных углов и первому и второму входам блока сглаживания,третий вход которого соединен с третьим выходом блока запоминания измеренных углов, первый и второй выходы подключены соответственно к первому и второму входам блока экстраполяции углов, третий вход которого соединен с входом блока запоминания проектных углов и с выходом блока вычисления шага дискретизации, выход блока экст20 раполяции соединен с первым входом блока регистрации углов, второй вход которого подключен к выходу блока запоминания проектных углов. рц111ГПц Заказ 6048/30 Тираж 531 11оппис ное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Преект ял, 4