Инклинометр

2 Изобретение относится к горному делу, в частности, к измерению искривле ния скважин при разведочном бурении.Известен инклинометр однократного действия (авторское свидетельство СССР М 91368450, кл. Е 21 В 47/02, 1987), включающий отвес с эксцентричным грузом, магнитную стрелку и арретирующее устройство.Однако такой инклинометр сложен, т.к. для привода арретирующего устройства используют либо часовой механизм, либо реле времени, и он не может быть включен в состав бурового снаряда, т.к. время арретирования должно соответствовать окончанию рейса, что практически невозможно предугадать.Известен инклинометрический регистратор (авторское свидетельство СССР М 91498905, кл. Е 21 В 25/16, 1989), включающий цилиндрический корпус со сферической полостью, заполненной прозрачной жидкостью, в которой во взвешенном состоянии размещен шар с вмонтированным в нем эксцентричным грузоммагнитом, и арретирующее устройство, подпружиненный шток которого может взаимодействовать с шаром через эластичную диафрагму днища корпуса. Для фиксации положения шара через бурильные трубы забрасывают Шариковый клапан, перекрывающий канал подачи промывочной жидкости, в результате чего под ее давлением срезается штифт и освобождается подпружиненный шток, который прижимает шар к сферической поверхности корпуса.После подъема снаряда с регистратора с помощью специального приспособпения в виде сферической палетки определяют азимутальный и зенитный углы скважины.Известное устройство требует значительных дополнительных трудозатрат,так как время движения шарикового клапана внутри бурильной колонны зависит от плотности промывочной жидкости и глубины скважины и может достигать,например, в глинистом растворе, два часа и более. Кроме того, устройство имеет низкую точность, т.к. идеальной (нулевой) плавучести шара в жидкости достичь практически невозможно, если учесть, что на забое скважины под влиянием изменившихся температуры и давления свойства жидкости меняются и шар либо всплывает, опираясь при этом на верхнюю часть корпуса, либо опускается на эластичную диафрагму. В обоих случаях возникает дополнительный момент трения, препятствующий точной установки магнита в плоскости магнитного меридиана.Возникают также сложности при считывании зенитных и азимутальных уг лов, так как используемое для этой цели приспособление усложняет конструкцию3 всего устройства, требует дополнительных затрат времени И вызывает дополни тельную погрешность измерений, зависящую от физиологических свойств и состояния оператора.Задачей изобретения является разработка компактного, надежного, технологичного в изготовлении, просто по конструкции инклинометра, позволяющего обеспечить снижение трудозатрат на проведение измерений и повышении их точности.Это достигается тем, что в инклинометре включающем цилиндрический корпус с верхней прозрачной частью, заполненной инертной жидкостью, в которой во взвешенном состоянии размещен шар с вмонтированными в него чувствительными магнитным элементом и отвесом, и арретирующее устройство, состоящее из подпружиненного поршня, шток которого взаимодействует с эластичной диафрагмой днища корпуса, а также основание с наружным кожухом, поршень арретирующего устройства имеет дроссель, при этом корпус инклинометра установлен в основании на упругих опорах с зазором между корпусом и внутренней поверхностью кожуха, причем зазор от верхней кромки корпуса имеет плавно расширяющийся участок, а на поверхность шара нанесена измерительная градусная сетка.на фиг.1 в продольном разрезе изображена схема предлагаемого приборана фиг.2 показано зафиксированное положение шара с измеряемыми азимутальным и зенитным углами скважины.Инклинометр состоит из корпуса, включающего в себя разъемный стакан 1,верхняя половина которого заполнена инертной жидкостью 2, в которой плавает шар 3, на котором нанесена градусная сетка 4. В нижней части шара размещены чувствительный магнитный элемент 5 И отвес 6. Днищем верхнего стакана служит эластичная диафрагма 7, а его верхняя часть закрыта прозрачной крышкой 8 в центре которой нанесена метка 9. Герметичность корпуса обеспечивается гайками 10 с резиновыми прокладками. В эластичную диафрагму упирается шток 11 поршня 12 с дросселем 13. Надежность арретации достигается упругими резиновыми втулками 14, предварительное натяжение которых регулируется крышкой 15,ввернутой в нижнюю половину стакана и гайкой 16. Верхняя часть инклинометра защищена рассекателем 17.Корпус инклинометра устанавливают в основание 18 на упругие опоры 19.Основание 18 с обеих сторон имеет резьбу. На нижнюю резьбу наворачивают ко 37354 лонковую трубу (на фиг. не показана), а к верхней - присоединяют наружный ко жух 20, через который инклинометр соединяют с бурильной колонной.Зазор 21 между внутренней поверхностью кожуха и корпусом инклинометра,начиная от верхней кромки рассекателя 17 имеет плавно расширяющийся участок и служит для прохода промывочной жидкости и создания переменного давления на корпус инклинометра. Отверстия 22 в корпусе инклинометра и в его нижней крышке 15 также служат для прохода промывочной жидкости. Корпус инклинометра, с возможностью вертикального перемещения на величину лыски 23, закрепляют в основании винтом 24.Инклинометр работает следующим образом. Корпус инклинометра вместе с основанием 18 и кожухом 20 устанавливают над колонковой трубой или непосредственно над долотом и осуществляют бурение на общепринятых режимах.Для измерения искривления останавливают вращение и переключают насос на более высокую производительность подачи промывочной жидкости. При этом над дросселем 13 возникает избыточное давление, под влиянием которого поршень 12 перемещается вниз, сжимая упругие втулки 14, и освобождает шар 3 вместе с чувствительным элементом 5 и отвесом 6. Разарретированный шар занимает строго определенное положение относительно сторон света и оси скважины. Этому способствуют вертикальные колебания инклинометра, устраняющие момент трения между шаром 3 и внутренней поверхностью стакана 1.Указанные колебания возникают под воздействием потока промывочной жидкости, подаваемого насосом с высокой производительностью, который проходя через зауженный зазор 21 между рассекателем 17 и кожухом 20, вызывает перепад давления над крышкой рассекателя 17. Под давлением этого давления, корпус инклиномегра сжимая упругие опоры 19, перемещается вниз, где зазор расширяется и давление падает. Упругая сила опор перемещает корпус вверх в зону повышенного давления и процесс повторяется.После выключения насоса, под влиянием упругой силы резиновых втулок 14,шар прижимается к прозрачной крышке 8. После подъема снаряда, корпус инклинометра извлекают из основания 18, отворачивают рассекатель и по точке, где метка 9 (фиг.2) в прозрачной крышке 8 соприкасается с градусной сеткой 4 шара 3, определяют зенитный и азимутальный углы скважины.Применение предлагаемого инклинометра В практикескважин ПОзволит сократить дополнительные трудозатраты, в 2-3 раза снизить погрешностьизмерений И сократить ЕГО СТОИМОСТЬ ПО СРЗВНСНИЮ С базовым.1. Инклинометр, включающий цилиндрический корпус с верхней прозрачной частью заполненной инертной жидкостью, в которой во взвешенном состоянии размещен шар с вмонтированными в него чувствительным магнитным элементом и отвесом, аррегирующее устройство, состоящее из подпружиненного поршня, шток которого установлен с возможностью взаимодействия с эластичной диафрагмой днища верхней части корпуса, основание и наружний корпус, отличающийся тем, что поршень арретирующего устройства снабжен дросселем, при этом корпус установлен в основании на упругих опорах с зазором между корпусом и внутренней поверхностью кожуха, причем зазор от верхней кромки корпуса имеет плавно расширяющийся участок.2. Инклинометр по п. 1, отличающийся тем, что на поверхность шара нанесе на измерительная градусная сетка.