Измерительное приспособление к прибору для определения углов наклона буровых скважин

Измерительное приспособление к прибору для определения углов наклона буровых скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР

X 60185

Класс 5 à, 18„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

Зарегигтрироеоно е Отделе иэо pemenuu Госплана r pu ГНК СССР

Б. M. Здорик.

Измерительное приспособление к прибору для определения углов наклона буровых скважин.

Заявлено 17 февраля 1940 года в ВКГ за М 33430. -с >, Онублнкова";o 31 мая I94I года.

s i ° l!

1"

lJ (L) (1;., Предметом изобретения по нг- J стоящему авторскому свидетельству является измерительное приспособление к прибору для определения углов наклона буровых скважин, спускаемому к забою и фиксирующему угол наклона скважины при помощи расположенного в приборе зеркальца, автоматически устанавливающегося наклонно к оси прибора в соответствии с наклоном скважины.

Сущность изобретения, заключающаяся в оригинальном конструктивном выполнение предлагаемого приспособления и изложенная ниже в «предмете изобретения», поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен внешний вид предлагаемого измерительного приспособления, надетого на конец прибора для определения угла наклона скважины; на фиг. 2 — то же в разрезе; на фиг. 3 — схема расположения искомых углов наклона в приборе; на фиг. 4 — вид шкалы, отражающейся в зеркальце при рассматривании через лупу при определенном положении прибора; .на фиг. 5— ориентировка керна; на фиг. б— разрез общего вида всего прибора, для которого предназначено предлагаемое измерительное приспособление.

Спускаемый в буровую скважину направляющий фонарь 1 представляет собой отрезок бронзовой трубы длиной 1 vr иH д иHа м, еeт р оoм на

3 — 4 мм меньше внутреннего диа метра обсадных труб буровой скважины, наклон которой предположено измерить.

Фонарь 1 на верхнем своем конце имеет бронзовую переходную муфту 2 для соединения с буровыми штангами или с зажимом для кабеля. Прибор может опускаться к забою скважины или на штангах или на кароттажном кабеле.

На нижнем конце фонарь с внутренней стороны имеет винтовую нарезку 3 по двум своим диаметрально противоположным секторам по о0 каждый. Секторная нарезка дает возможность быстрого и прочного (без качки) соединения фонаря с чашкой 4, наружная поверхность которой несет подобную же нарезку 5.

Чашка 4 представляет собой от2

60185 резок бронзовой трубы с внутренни«м днишем 6, перегораживающим ее н а две камеры: верхнюю 7 и нижню«о 8. Нижняя камера запол:.«яется пластичной массой (сплав канифоли с салом), употребляемой в буровой технике для получения

«печатей» с обло««авшегося оурово"",о инструмента.

Между днищем 6 и пластичной массой, заполняющей нижнюю камеру 8, укладывается слой стеклянной ваты 29 в целях термоизоляции этой массы от нагревательных спиралей камеры 7.

Верхняя камера закрывается герметически крышкой 9. Гермети «ность достигается прокладкой 10 из вулканизированной резины, псмещаемой между закраиной 11 цилиндрической крьппки и верхним краем чашки.

Внутренняя поверхность верхнеи камеры имеет цил«и««дри «ескуfo форму; боковые стенки ее отполированы. Сверху крышка имеет квадратное гнездо 12 для отвинчивания кл«очом.

На дно верхней камеры укладывается пластинка круглой формы из мраморного порошка, склеенного силикагелем с впрессованной в «нее бифи««ярной спиралью из никелиновой проволоки 13. Никелиновая спираль продолжается в цилиндрическую ни«келииову«о обмотку 14 диаметром на 1 — 2 мм меныпе внутреннего диаметра верхней камеры, В эту обмогку вставляется полый цилиндр 15 из стекла (без дна1 диаметром на 1 мм меньше диаметра обмотки. Промежуток между стегками верхней камерь! и стеклянным ц и.! и и д р о м за и о:! н ««е«Г я м р ам с о 1 1ы и порошком, склеенным силикагелем; обмотка 14 представляет собой два вложенных один в друi ой соленоида, причем сечение и форма их подбираются таким образом, -побы возникающие вокруг «них магнитные поля имели равное напряжение, но противоположную полярность. Верхняя камера заливается на половину ее объема сплавом Вуда и.:.и какимлибо другим легкоплавким сплавом, не пои,«п«па«о«ц! и к стеклу. сли ««е требуется большая степень точности в измерениях зенитных углов наклона скважины, и прибор предполагается использовать главным образом как стратометр, то металлический сплав можно заменить парафином или сплавом олеиновой и пальмитиновой кислот. В этом случае конструкция прибора несколько упрощается: цилиндрическая обмотка, стеклянный цили|ндр и изоляция никелиновой спирали мраморным порошком отбрасываются, и спираль, отделенная от днища кружком слюды, помещается прямо в пара фин.

Никелиновая спираль и цилиндрическая обмотка питаются током, подводимь«м по проводам, спрятанным внутри полых штан«, или по кабелю, на котором прибор oTI) скается в скважину. Источником тока может служить небольшая батарея аккумуляторов или динамомашина с ру-I!II!i; приводом.

В сплав Вуда впаивается сверху топкий;«еревянный кружок-поплавок 16 с зрезанными в него неподвиж««о тремя параллельными магнитными стрелками 17. На стрелки наклеивается круг,.!ое стеклянное зеркальце !8 с награ«вирова«нными на

:.«ем черточками, параллельными магнитным стрелка .

Диаметр поплавка 16 немного

:;«еньше впутрението диаметра камеры 7. По периферии поплавка 15 и радиусам его воткнуты горизонталь««о шест««адцать тонк«! х проволо«ех 19, меп«аю«пих поплавку прилипать к стенкам «гамеры H приближаться к пим настолько, чтобы изогнутый край »РННРНа расплавле!:.ного сплава выводил поплавок из горизонтального положения.

Надземная часть прибора, т. предлагас,«ое измер««те «ь««ое приспев соблени:, состоит из стакана с чву— мя надетыми на него кольцами. С-. :кан 20 имеет внутренний диаметр. равный наружному диаметру чашки приоора, и надевается па нее неподвижно после того, как она извлечена из направляющего фонаря..

Стакан 20 имеет прямоугольные прорези д,«я по,«е«пения выступа«ощих на наружной поверхности чашки 4! нарезанных секторов 5. Снизу он ! снабжен выступающей закраинои 21 для того, чтобы с .него не соскакивало кольцо 22.

Кольца 22 и 23 надеваются (фиг. 1) сверху,на стакан 20 и могут свободно на нем вращаться.

Каждое из них может закрепляться арретирами 24 и; 25. На внешней поверхности кольца 22 по линии соприкосновения его с кольцом 23 нанесен нониус для отсчета углов поворота одного кольца относительно другого. На кольце 23 соответственно нанесены градусные деления от

0 до 360

Сверху к кольцу 23 прикреплена неподвижно пластина 26, изогнутая в виде дуги, радиус которой лежит в вертикальной плоскости и равен расстоянию от конца пластины до центра круга, образуемого поверх-, ностью застывшего сплава Вуда в камере 7. На поверхности дуги, обращенной к этому центру, нанесены перевернутые зеркальные изображения цифр по градусной шкале от 0 до 45"- (предельный зенитный угол, измеряемый прибором).

Против дуги 26 к кольцу 23 не- подвижно прикреплена лупа 27, оп-, тическая ось которой лежит в пло-; скости шкалы дуги и направлена точно в центр круга (эллипса), оо-, разуемого поверхностью застывшего сплава Вуда в камере 7.

На объективе лупы награвирована вертикальная черта, лежащая в одной плоскости со шкалой дуги 26 и центром круга.

Прибором пользуются следующим образом. На штангах или на кабеле направляющий фонарь опускается к забою скважины после того, как от- туда оторван и вынут керн, ориенги- ровку которого нужно определить., Прибор ударяется о пенек керна в забое и на массе, заполняющей ка-, меру 8, получается «печать», т. е. негативный слепок поверхности, пенька керна. После этого по про- водам пускается электрический ток, нагревающий никелиновую спи- раль 13 и обмотку 14.

Сплав в камере 7 расплавляется теплом обмотки, впаянный в него поплавок с магнитными стрелками освобождается и, плавая в жидком металле Вуда, ориентируется по магнитному меридиану. Вместе стем поверхность раоплавленного металла Вуда, независимо от угла наклона скважины, принимает горизонтальное положение.

После хороткого промежутка времени, необходимого для расплавления сплава и успокоения колебаний магнитных стрелок вместе с поплавком, ток выключается. Прибор держится в забое до застывания сплава Вуда и затем извлекастся на поверхность земли.

Чашка 4 вынимается (при повороте вокруг ее оси на 90 ) из фонаря 1, крышка 9 с нее свинчивается.

Керн, оторванный и вынутый из скважины перед опусканием в нее стратометра, ориентируется в отношении чашки 4 по отпечатку поверхности его отлома, имеющемуся на мастике в камере 8. Положение этого отпечатка по странам света фиксировано положением стрелки 17 в камере 7, закрепленной засты,вшим сплавом Вуда.

Положение северного конца стрелки выводится на боковую поверхность керна с помощью лекала 28, как показано на фпг, 5.

Зенитный угол наклона скважины равняегся углу между большой осью эллипса, образованного застывшим сплавом Вуда, и образующей внутренней цилиндрической поверхности камеры (фиг. 3).

Азимутальный угол наклона схвгжины равняется углу между большой осью эллипса и направлением стрелок.

Для определения обоих этих угло в пользуются предлагаемым приспособлением следующим образом.

Вынутая из фонаря чашка 4 ставится вертикально на стол и после отвинчивания крышки 9 на чашку надевается измерительное приспо. собление с освобожденными аррегирами (фиг. 2).

Через лупу 27 наблюдается в зер кале 18 отражение ыхалы, нанесен60185 ной на дуге 26. Картина, видимая при этом в лупу, изображена на фиг. 4. Во всех случаях, когда плоскости дуги и оптической оси лупы не совпадают с большой осью эллипса, зеркальное отражение шкалы 26 имеет вид дуги, касательной к черте 30, натравированной «а объс ктиве лупы 27, Поворотом кольца 23 большая ось элли пса совмещается с плоскостью дуги 26. Изображение шкалы дуги 26 в зеркальце 18 при этом совпадает с чертой 30 на объективе лупы и с помощью метки 31 на ней может быть отсчитан зенитный угол наклона скважины.

Арретиром 25 кольцо 23 закрепляется на измерительном стакане, после чего к нулевому делению на шкале этого кольца .подводится нуль нониуса подвижного кольца 22.

Затем арре тир кольца 22 закрепляется, а кольцо 23 освобождается и вращается до тех пор, пока линии, награвированные на зеркальце 18, не станут параллельно черте на объективе лупы 27, Угол поворота кольца 23 по отношению к нулю шкалы кольца 22 отсчитывается по нониусу, нанесенному на последнем. Этот угол, составляемый большой осью эллипса и осью магнитных стрелок, и есть искомый азимут (магнитный) наклона скважины (и керна).

Предмет изобретения.

Измерительное приспособление к прибору для определения углов наклона буровых скважин, спускаемому к забою н фиксирующему угол наклона скважины при помощи расположенного в приборе зеркальца, автоматически устанавливающегося наклонно к оси прибора в соответствии с наклоном скважины, отл ич а ю щ е е с я тем, что оно выполнено в виде стакана, надеваемого на конец прибора и снабженного двумя поворотными вокруг стакана и друг относительно друга кольцами 22 и 23 с нониусами и арретирами, из коих кольцо 23 несет дугообразную пластину 26 со шкалой и лупу 27 для рассматривания этой шкалы в зеркальце 18 прибора, с тем, чтобы можно было определить зенитныл угол путем поворота кольца 23 дс совмещения большой оси видимой элли псоидальной проекции зеркальца с плоскостью пласти|ны 26 и лупы 27, а азимутальный угол — путем поворота кольца 22 до совмещения нуля его нониуса с нулем нониуса кольца 23, последующей фиксации кольца 22 и поворота кольца 23 в положение, при котором нанесенные на зеркальце 18линии располагаются параллельно штриху, нанесенному ча объективе лупы 27, К авторскому св цетельству № 6О185

Ore. ректор П. В. Никитин

Тнп. «Сов. меч.». М 69167. Зйс. ¹ 4226 — 45О

Цещ Зб феи

Гоепланяздат

ФягР РигГ