Устройство для контроля положения бурового снаряда в пространстве

Устройство для контроля положения бурового снаряда в пространстве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмн рес убямк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. санд-ву (51)М. Кл.

Е 21 В 47/00 (22) Заквлемо04.04.80 (2I ) 2905623/22-03 с присоединением заявки М (23) Прноритет

Гос7дорстокиный KoMNT97

Опублкковамо 07.05.82. Ьтоллетеиь РЬ 17

Дата опублмковамяя описанмя 07.05.82

00 делам изо4ретеиий и открытий (53) ЙК 622.241..7 (088.8) (72) Авторы изобретении "=«ъэ»

В. Т. Загороднюк, В. П. Корнеев, Ю.. Попков, С. А. Шепотков, и В. А. Яцкевич т

l

Шахтинский филиал Новочеркасского инстнтута нм. Орджонттккйзе (7т) Заянитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ

БУРОВОГО СНАРЯДА В ПРОСТРАНСТВЕ

Изобретение относится к бурению, в частности к направленному бурению скважин в горном деле, строительстве н прн бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Известные устройства для контроля положения буровых снарядов и измерення кскривления скважин основаны на применении маятников, отвесов, гироскопов, поплавков, индуктивных датчиков н светооптических приборов (13 и (2) .

Известные устройства нашли применение в различных областях техники, но так и не решили проблемы в целом. Стнн обладают рядом существенных недостатков. Конструкция этих устройств ы нх отдельных элементов достаточно сложна, так как все устройства содержат самостоятельные элементы для нзмерення каждого параме тра, определяющего направленне скважины к положение бурово- го снаряда (зеннтный угол, азнмуталь ное направление, крен, курс н т.п.), при

2 йсйопьзованнн маятников и отвесов устройства становятся чувствительными к вибрацни н необходимо демпфированне элементов. Известные устройства не обеопечнвают кругового контроля положения бурового снаряда прн вращении корпуса снаряда вокруг его продольной осн, чао» то наблюдающемся у автономных буровых снарядов, н работают эффективно только прн ограничениях углов отклонения снаряда от заданной траекторнн.

Известно также устройство для контроля нскрявлення, которое содержнт сферыческую камеру, фотоэлемент, источник света, электрнческую линию связн и вторячную аппаратуру (31 .

Это устройство нрнменяют для язмерення только небольших отклонений от

20 вертикального положения, йевозможно прнмененне устройства,для контроля положення бурового снаряда при движении по наклонным н горнзонталытым траекториям,оно чувствительно к вибрациям. 3 9262

1(ель изобретения — расширение пределов определяемого положения бурового снаряда в пространстве.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительными фотоэлементами, равномерно установленными на внутренней поверхности сферической камеры, а источник света расположен в центре камеры, внутрь которой помещена капля непрозрачной жидкости. 10

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 - контролирующий, алемент, разрез.

В корпус бурового снаряда 1 помещен контролирующий элемент 2, имеющий фор му шара, и жестко закреплен в хвостовой секции бурового снаряда. Контролирующий элемент 2 соединен с многожильным кабелем 3, по которому сигнал выводится на поверхность, где расположены усилитель 4 и индикатор положения .5. Все элементы устройства получают питание от блока питания 6. Устройство содержит полый шар 7, внутри которого находится капля 8 непрозрачной жидкости. В центре полого шара 7 расположен источник света 9 в виде миниатюрной лампы накаливания, подвешенной на растяж- 30 ках 10, которые одновременно являются и токопроводами для подвода напряже» ния к источнику света 9. По поверхнос.ти шара 7 в отверстиях установлены фоточувствительные элементы 11 таким образом, чтобы их линзы (чувствитель- .

35 . ный слой) находились на уровне внутренней поверхности корпуса шара 7.

Фоточувствительные элементы образуют координатное поле, размеры которого . 40 определяют степень точности показаний устройства. Фоточувствительные элементы 11 одним своим выводом соединяются с блоком питания 6, а другим - с усилителем 4 с помощью многожильного кабеля 3, От усилителя 4 сигнал поступа45 ет на индикатор 5 положения, который представляет собой развернутое координатное поле, в точности повторяющее координатное поле контролирующего элемента, только в индикаторе фоточув50 ствительные элементы заменены на алектрические индикаторные лампочки. Координатное поле контролирующего элемента ориентируется по горизонтальному положению бурового снаряда, по отношению к которому в дальнейшем судят о текущем положении бурового снаряда в пространстве.

55 4

Устройство для контроля положения бурового снаряда в пространстве работает следующим образом.

Так как шаровой корпус контролирующего элемента 2, имеющего форму полого шара, заключен в корпус бурового снаряо да и жестко соединен с ним, то при изменении положения корпуса бурового снаряда в пространстве корпус контролирук stet 0 элемента будет перемещаться вместе с ним, При этом капля непрозрачной жидкости (например ртути) все время занимает нижнее положение.в полом шаровом корпусе 7 контролирующего эле.мента 2 и закрывает собой по очереди один фоточувствительный алемент за другим в направлении изменения положения бурового снаряда. Все остальные фоточувствительные -элементы 11 остаются освещенными источником света 9. Комбинация затемненного и освещенных фоточувствительных элементов 11 и формирует сигнал об изменении положения бурового снаряда в пространстве. Сигнал об. изменении положения бурового снаряда в пространстве с контролирующего элемента по многожильному кабелю поступает на вход усилителя. 12, а затем усиленный сигнал подается на вход индикатора

13 положения. Все устройство получает питание от блока питания 6.

Введение дополнительных фотоэлемен» тов и капли непрозрачной жидкости хотя и несколько усложняет конструкцию предлагаемого устройства, зато позволяет получить ряд преимуществ по сравнению с извес тнымие

Предлагаемое устройство имеет относительно малые размеры контролирующего элемента, что очень важно при разработке и конструировании автономных буровых снарядов, обеспечивает круговой контроль положения бурового снаряда в пространстве; обладает помехоустойчивостью в услових электрических и магнитных полей и виброустойчивостью. С помощью. одного измерительного устройства контролируются два параметра (крен и дифферент), причем одновременно.

В. устройстве полностью применяется бесконтактная схема. для непрерывного определения положения бурового снаряда в пространстве неойсодимо, чтобы площадь, занимаемая непрозрачной каплей жидкости на внутренней поверхности сферической камеры, обеспечивала всегда закрытие одного из фотоэлементов.

5 928255 6

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я источник света расположен в центре камеры, внутрь которой помещена капля

Устройство для контроля положения непрозрачной жидкости. бурового снаряда в пространстве, содер- Источники информация, жащее сферическую камеру, фотоэлемент, S принятые во вннманне при экспертизе источник света, электрическую линию н 1. Михайловский В. Н., Иванов С. К. вторичную аппаратуру, о т л .и ч а ю - Измерение кривизны скважищ Киев, щ е е с я тем, что, с целью расширения АН УССР, 1960, с. 83. пределов определяемого положения бу- 2, Системы контроля за траекторней рового снаряда в пространстве оно снаб- Е отвала скважины за рубежом. Обзорная жено дополнительными фотоэлементами, информация. М., ВНИИОЭНТ, 1980. равномерно установленными на внутрен- 3, Патент США, % 3289510, ней поверхности сферической камеры, а кл. 33-306, опублик. 1974. (нрототип).

026255

Составитель В. Варламов

Редактор А. Коэориз Техред A. Ач Корректор А. Дзятко

Заказ 2921/21 Тараи G-"4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, °