АВТОНОМНЫЙ ИНКЛИНОМЕТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СТВОЛА СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

Полезная модель относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначена для контроля забойных параметров при бурении и геофизических исследованиях скважины.
Известно глубинное устройство для цифровой регистрации параметров траектории скважины, включающее датчики азимута, зенитного и визирного углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а первый вход блока управления подключен к выходу таймера. При этом процесс измерения совмещается с технологическим процессом подъема колонны бурильных труб для смены долота. Глубинное устройство после окончания очередного долбления сбрасывается внутрь колонны бурильных труб, в нижней части которого находится немагнитная бурильная труба (немагнитная вставка). В процессе подъема бурильного инструмента на поверхность в момент останова колонны бурильных труб для отвинчивания очередной свечи, глубинным устройством осуществляется измерение и результаты заносятся в блок памяти (величины зенитного угла, азимута и времени). После извлечения прибора из скважины он подключается к наземному устройству, которое считывает зафиксированную в блоке памяти глубинного устройства информацию (АС СССР №903565, кл. Е 21 В 47/02, 1980 г.).
Недостатком данного устройства является то, что оно производит измерение только при смене долота (т.е. при подъеме колонны бурильных труб), и не позволяет получать информацию о пространственном положении забоя на длине одной проходки до смены отработавшего долота. Этот недостаток
существенен при бурении пород средней и мягкой твердости с высокой скоростью проходки.
Известна также автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения, содержащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, АЦП, второй коммутатор, второй выход которого соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальной индикации и блок управления записью, выход которого соединен с входом первого и второго коммутаторов, таймер и блок памяти (АС СССР №941558, кл. Е 21 В 47/022, 1982 г.).
Недостатками известной системы являются низкая точность построения траектории скважины, так как измерение производится в точках, а интервал между точками измерения равняется длине свечи, и низкая достоверность измерений, так как параметр в данной точке скважины измеряется один раз и возможно ошибочное измерение.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является автономный инклинометрический прибор, в котором сигналы с датчика измерителя поступают на блок измерительных преобразователей, в котором преобразуются в сигналы с частотно-фазовой модуляцией (патент RU на ПМ №37524). Аналоговые сигналы зенитного угла, угла отклонителя, азимутального угла попеременно поступают на коммутатор.
Недостатком известного автономного инклинометрического прибора является ограниченность скорости обработки замеряемых параметров из-за попеременно-последовательной коммутации каждого из параметров, а, следовательно, точность параметров кривизны скважины так же ограничена.
Задачей полезной модели является повышение точности измерений в процессе бурения за счет увеличения скорости передачи параметров для дальнейшей обработки посредством параллельной передачи параметров.
Поставленные цели достигаются тем, что автономный инклинометрический прибор для измерения параметров траектории ствола скважины в процессе бурения, содержащий генератор, соединенный со схемой формирования питающих импульсов датчика, схему запуска силовых вентилей и микропроцессорное устройство, которое в свою очередь соединено с силовыми вентилями, которые соединены с блоком синхронизации и привязки к генератору, выполнен таким образом, что сигналы зенитного угла, угла отклонителя и азимутального угла с датчика измерителя поступают на схему формирования питающих импульсов, выполненную в виде трех параллельно соединенных устройств формирования указанных сигналов, выходы устройств соединены с входом микропроцессорного устройства, которое соединено с дополнительным микропроцессорным устройством по последовательному каналу связи, при этом дополнительное микропроцессорное устройство соединено с силовыми вентилями через усилительные устройства, блок синхронизации работы силовых вентилей соединен своим входом с сильноточной обмоткой генератора переменного тока, другая обмотка которого соединена через блок питания со схемой прибора.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлена функциональная схема автономного инклинометрического прибора.
Автономный инклинометрический прибор (фиг.1) включает в себя датчик измеритель 1, схему формирования питающих импульсов датчика, выполненную из трех параллельно подключенных устройств формирования 2, 3, 4, управляемый генератор 5 опорных напряжений, усилитель 6, микропроцессорное устройство 7, дополнительное микропроцессорное устройство 8, усилительные устройства 9, силовые вентили 10, блок синхронизации 11, генератор 12 переменного тока.
Предлагаемая полезная модель работает следующим образом.
Сигналы зенитного угла (ЗУ), угла отклонителя (УО), азимутального угла (АУ), снимаемые с датчика измерителя 1, поступают на устройства формирования 2, 3, 4 параллельно, далее сформированные сигналы углов поступают
в микропроцессорное устройство 7 для последующей обработки. Необходимые для питания первичных элементов датчика измерителя опорные напряжения (ОП) формируются в управляемом генераторе 5, далее через усилитель 6 поступают в датчик измеритель 1. Управляемый генератор 5 также вырабатывает управляющие сигналы, необходимые для работы формирователей 2, 3, 4. Микропроцессорное устройство 7 осуществляет обработку предварительно обработанных в формирователях 2, 3, 4 сигналов, выполняет необходимое количество усреднений и выдает цифровой сигнал по последовательному каналу связи в дополнительное микропроцессорное устройство 8 по его запросу. Также микропроцессорное устройство 7 осуществляет передачу информации на персональный компьютер для контроля работы прибора и программирования режимов работы прибора. Дополнительное микропроцессорное устройство 8 служит для управления силовыми вентилями 10 через усилительные устройства 9. Синхронизация работы силовых вентилей 10 осуществляется с помощью блока 11 синхронизации. Питание силовых вентилей 10 осуществляется генератором 12 переменного тока с сильноточной обмотки, а схем прибора - генератором 12 с другой обмотки через блок питания 13.
Полезная модель позволяет повысить точность измерений в процессе бурения за счет увеличения скорости передачи параметров для дальнейшей обработки посредством параллельной передачи параметров.