Инклинометры для производства работ в условиях, характеризующихся влиянием магнитного поля

характеризующихся влиянием магнитного поля

Электромеханические инклинометры типа ИГ-70, ИГ-50, в отличие от рассмотренных выше инклинометров с магнитной стрелкой, для измерения азимута скважины оснащены гирокомпасом. Диапазон измерения зенитных углов у этих приборов составляет 0-60°, и они имеют достаточно близкие к уже приведенным ранее параметры точности измерений зенитного (±0,5°) и азимутального углов (±5°).

Электромеханические инклинометры «Зенит 8-70» и «Зенит 8-50» (диаметр корпуса 70 и 50 мм соответственно), разработанные КазИМС, принцип действия которых заключается в последовательном перемещении из точки в точку на длину между шарнирно соединенными частями корпуса для измерения азимутального угла, также могут применяться в магнитных средах, поскольку не имеют датчика в виде магнитной стрелки. Зная начальный азимут скважины в определенной точке ствола, можно определить его последовательно для всех других точек, фиксируя угол перекоса корпуса в шарнире, который последовательно при спуске копирует траекторию ствола скважины. Этот метод измерений получил название «метод последовательных шагов».

Инклинометр состоит из двух частей: измерительной и копирующей, соединенных между собой шарнирно. Для точного копирования траектории ствола корпус инклинометра в скважине центрируется рессорами, которые размещаются сверху и снизу измерительного блока и на корпусе копирующей части.

Связь пульта со скважинным прибором осуществляется по кабелю. Исполнение приборов «Зенит» взрывобезопасное.

Недостатком прибора является более низкая точность измерений в сравнении с другими современными инклинометрами.

Повышение точности измерений инклинометрами типа «Зенит» осуществляют за счет повторных дублирующих замеров.

Технические средства контроля над искривлением ствола в процессе бурения

Для решения задачи предупреждения искривления ствола скважины в НИЦ «Кольская сверхглубокая» разработаны и успешно эксплуатировались при бурении СГ-3 сигнализатор предельного зенитного угла и автономные индикаторы кривизны [6].

На рис. 3.7 представлена принципиальная схема сигнализатора- индикатора предельного зенитного угла СПЗУ-1, предназначенного для получения оперативной информации в процессе бурения о достижении заданного предельного угла отклонения ствола скважины от вертикали.

Одновременно это устройство может использоваться в качестве автономного индикатора зенитного угла искривления.

Индикатор-сигнализатор содержит корпус 1, установленный в контейнере 2, диск 3 со сферической вогнутой поверхностью, выполненный из материала с пониженной твердостью, на котором расположен стальной шар 4, поршень 5, имеющий в нижней части цилиндрический выступ и жестко соединенный штоком 6 с затвором 7, седло 8, установленное на перегородке 9, имеющей боковые отверстия Б для прохода бурового раствора, возвратную силовую пружину 10.

Верхняя часть корпуса 1 имеет перегородку, в которой выполнены промывочные отверстия А. Полость корпуса сигнализатора заполняется рабочей жидкостью и изолируется уплотнительными элементами 11 и 12.

При отсутствии потока бурового раствора прижимной элемент - поршень 5 и шток 6 под действием предварительно сжатой пружины 10 будут находиться в крайнем верхнем положении. При этом шар 4 под действием силы тяжести займет на сферической поверхности диска 3 определенное положение, соответствующее углу наклона прибора (зенитному углу искривления скважины). Отклонение г шара 4 от оси прибора зависит от значений зенитного угла 0 и радиуса R сферической поверхности диска 3:

3. Технические средства измерения и контроля искривления скважин

Схема сигнализатора-индикатора зенитного угла искривления ствола скважины СПЗУ-1

Рис. 3.7. Схема сигнализатора-индикатора зенитного угла искривления ствола скважины СПЗУ-1

Предельный зенитный угол 0преД? при котором должен сработать сигнализатор, будет определять диаметром диска прижимного элемента 5.

При наличии потока бурового раствора в отверстиях А образуется перепад давления, действующий через отверстие В в корпусе 1 на прижимной элемент 5, который, преодолевая усилие сжатия пружины 10, опустится вниз. Если угол наклона прибора будет меньше предельного зенитного угла, прижимной элемент 5 дойдет до упора в шар 4 и зафиксирует его на диске 3. При этом на поверхности диска 3 останется след от прижатия шара 4, место которого будет характеризовать текущий зенитный угол:

Если шар 4 окажется в положении, когда 0 > 0пред, прижимной элемент 5 будет иметь возможность опуститься в крайнее нижнее положение, при котором затвор 7 дойдет до упора в седло 8 и перекроет его отверстие. При этом весь поток бурового раствора направится в отверстие Б, а шар 4 будет свободно находиться в кольцевом пространстве между цилиндрическим выступом прижимного элемента 5, внутренней стенкой корпуса 1 и диском 3. Так как суммарная площадь отверстий Б выбрана существенно меньшей, чем площадь отверстия в седле 8, при закрытии последнего затвором 7 резко возрастает давление прокачиваемого бурового раствора, что служит сигналом о достижении установленного предельного зенитного угла.

Для устранения ложных срабатываний сигнализатора, вызванных перемещением шара 4 в предельное положение из-за действия центробежных сил при вращении забойного двигателя, необходимо соблюдать условие, при котором его вал не должен вращаться до гарантированной фиксации шара 4 прижимным элементом 5. Для этого усилие сжатия Fn пружины 10 должно выбираться из условия

где Su - площадь поршня прижимного элемента 5; Артт - перепад давления в отверстиях А, соответствующий минимальному расходу бурового раствора, при котором вал забойного двигателя еще не начал вращение.

Прижимной элемент 5 и сферический диск 3 выполнены съемными и имеют различные диаметры D и радиусы R сферы, чтобы обеспечить срабатывание прибора при заданном предельном угле и необходимый диапазон измерения.

Сигнализатор-индикатор зенитного угла устанавливается в КНБК в нижней её части, как правило, сразу перед забойным двигателем. Его использование позволяет эффективно контролировать предельное отклонение ствола скважины от вертикального положения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >