Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Положение скважины в пространстве определяется с по­мощью инклинометрических измерений. Инклинометрия явля­ется одним из методов геофизических исследовании в скважи­нах, который использует особенности некоторых геофизических полей для определения пространственного положения скважин. К этим полям относятся, прежде всего, гравитационное и маг­нитное поля Земли. Особенности гравитационного поля исполь­зуют при измерении зенитного угла, датчиками которого служат отвес, уровень жидкости, сферический уровень, шарик на вогну­той полусферической поверхности н другие устройства, реагиру­ющие па направление силы тяжести.

Магнитное поле используется при измерении азимута с по­мощью магнитной стрелки.

В организационном отношении различают два вида кон­троля пространственного положения скважин: а) оперативный, нлц частичный, выполняемый силами буровой бригады;

б) плановый, ігліі полный, выполняемый геофизической служ­бой.

Ииклииометрическпе іі імгреїшя проводятся как в отдельных интервалах, так п по всему стволу скважины. Частота-шаг ни-

• I

п %ЇЮ

А-А

Рис. 10.1. Инклинометр СЖ-40У:

TOC o "1-5" h z а—схема инклинометра: 1 — амортизатор, 2 — буфер, 3 — заглушка, 4 гильза, 5 —

резиновые кольца, 6, 13, 20, 21, 29— пружины, 7, 15 втулки, 8— піикд, 0- апендаль-

и я я рамка, 10 — дюралевый стакан, 11 шток, 12— агатовая опора, N — курок, 16 ■■

1>ычаг, /7 — кулачок, 18 — удлинитель, 19 — выключатель пнтаппя, 22 — ротор, 23 —

мапштопровод, 24 — контакты, 25 — цилиндрические шасси, 26 — уіірліиіяюіцсе реле. 27 — реле времени, 28 — источник тока, 30—ниппель. 31 — муфта, 32 — соединительная

іоповка; б—чувствительный элемент инклинометра ОК-40У: 1—мапшты: 2 —катушка; ■3 — агатовые подшипники; 4 — упоры; 5 — отвес; 6—голопки; 7 — нтулка; # — игла; У — рамка; /0 —стакан; // —опора магнитов; 12 — упор

клинометрических измерений оперативного и планового кон­троля зависит от конкретной задачи, интенсивности искрнвлс — ння скважины, точности применяемых приборов и может со — стяплять 1—5; 10—15; 25—30; 50 и 100 м. Приборы для опе-
ративнпго контроля искривления скважин. Отличительная осо­бенность приборов этого гтша — их одноразовое действие, что обеспечивает лишь од ни результат намерений за один спуск прибора, но позволяет обойтись без специальной дистанцион­ной аппаратуры. Положение чувствительных элементов в таких приборах фиксируется механическим путем, как правило, ар­ретиром часового механизма. Время срабатывания арретира устанавливается в соответствии с затратами времени на спуск и выдержку — успокоение датчика прибора. Представителем приборов этого типа является, например, инклинометр ОК-40 (рис. 10.1,о), предназначенный для измерения искривления скважин диаметром не менее 46 мм и глубиной до 2000 м, про­буренных в слабомагнитиых породах. Датчиками прибора слу­жат магнитная стрелка и отвес, расшифровка показаний кото­рых производится после извлечения инклинометра на поверх­ность. Чувствительные элементы, арретирующий механизм с выключателем питания, исполнительное, управляющее реле, а также реле времени и источник питания смонтированы в шасси прибора, помещенном в защитной гильзе, герметически закрытой с обеих сторон.

Зенитный угол отсчитывается по взаимному положению по­лусфер отвеса и указателя на аспндальной рамке 9 (см. рис. 1-0.1, б).

Магнитный азимут устанавливается по расположению оси магнитов 1 относительно плоскости, проходящей через центр тяжести отвеса и геометрическую ось прибора (см. рис. 10.1,6). С помощью контактов осуществляется связь электрических це­пей верхней и нижней частей прибора.

Управление включением исполнительного реле в электриче­скую сеть достигается с помощью реле времени, представляю­щего собой часовой механизм. Включение реле времени про­исходит замыканием контактов часовой и минутной стрелок, при этом осуществляется замыкание источника тока на обмотку исполнительного реле; интервал времени включения от 5 мин до 12 ч.

Управляющее реле исключает ценообразование в момент замыкания часовой и минутной стрелок. Питание электрической цепи производится от автономного источника, которым могут служить электрические батареи, устанавливаемые на шасси прибора. Источник питания устанавливается на шасси прибора. Спуск прибора в скважину может осуществляться на тросе с помощью лебедки при угле 0 = 0 + 50° и на колонне буриль­ных труб при угле 0 = 50+178°.

Приборы для полного измерения искривления скважин. Они представлены инклинометрами, работающими: в немагнитных, слабомагнитиых и в ферромагнитных средах. Схема малога­баритного инклинометра дана на рис. 10.2.

Датчики инклинометров, работающих в слабомагнитиых

средах, как правило, размещают в свободно вращающейся рамке, ось ко’Горой совмещена с осыо прибора.. Центр тяжести рамкн не совпадает с осыо ее вращения за счет дебаланса, под действием которого рамка, а соответственно, и датчики всегда занимают устойчивое положение в наклонной скважине, при котором плоскость рамки совпадает с плоскостью наклона скважины, т. е. с ансндалыюй плоскостью. Датчик зенитного угла в этих приборах чаще всего представлен отвесом со стрел­кой 8, контактирующей с реохордом. Дуга 2 обеспечивает фик­сацию положения стрелки 8 Вид 4

в момент измерения зенитного и ’ угла. Включение датчика па поверхности достигается через контактовые кольца 9 и щетки 10 электромагнитом (па схеме не показаны). При этом тол­катель 7, воздействуя на кольцо 6, стержень 5 и си­стему рычагов дугой 2 прижи­мает стрелку 8 к реохорду 1.

Угол 0 измеряется величиной сопротивления включенной части реохорда, заключенной ‘между стрелкой 8 и началом реохорда. Отсчет зенитного угла ведется по шкале пульта управлення на поверхности.

Датчиком азимутального Рис. ю.2. Схема малогабаритного нн-

угла служит (см. рис. 10.2) клшюметра

буссоль с грузом 14, кольце­вым реохордом 13, токосъемным кольцом 3 н контактной стрел­кой 12 с двумя магнитами 11. Стрелка 12 агатовым подпятни­ком опирается па иглу 4. Благодаря грузу 14 буссоль, подве­шенная на цапфах, всегда устанавливается в горизонтальном положении. Включение датчика достигается через систему ры­чагов стержнем 5. При этом дуга 15 отходит, прижимая стрелку 12 к реохорду 13 п токосъемному кольцу 3. Азимут устанавли­вается по сопротивлению участка включенного в цепь реохорда. Измерение угла а производится от начала реохорда, всегда совпадающего с апсидальпой плоскостью до стрелки 12 па рео­хорде. Отсчет азимута в градусах берется, как и зенитного угла, па поверхности. Число измерений углов а и 0 пеогрлпи — чено. По этой схеме или близкой к ней работают ппклппометры МИ-30 (УМИ-25), ИШ-З п др. Ипклипометрическая аппаратура состоит из двух частей: а) погружного ппклинометра; б) по­верхностного пульта управления. В скважину инклинометры спускаются на одножильном бронированном или трехжплыюм каротажном кабеле с помощью лебедки каротажной станции.

В ферромагнитных средах измерение азимутальных углов с помощью магнитной стрелки становится невозможным. В этих условиях применяются гироскопические инклинометры. В ка­честве датчика азимутальных углов в этих приборах вместо магнитной стрелки применяется гироскоп с двумя степенями свободы в виде быстровращающегося маховика, установлен­ного в подвижной рамке, которая может поворачиваться отно­сительно продольной оси при­бора. Благодаря такому устройству подвески, гироскоп под действием центробежной силы, возникающей вслед­ствие суточного вращения Земли, устанавливает плос­кость своего вращения в плос­кости географического мери­диана. Это свойство гироскопа впервые было использован.’) Фуко для экспериментального доказательства суточного вра­щения Земли, что прекрасно иллюстрирует зна меиитыи маятник Фуко в Исаакнев — ском соборе в Ленинграде. Позднее свойства гироскопа были положены в основу соз­дания современной навига­ционной аппаратуры. Схема измерительной системы гпдро — сколического инклинометра дана на рпс. 10.3.

Риг. 10.3. Схема измерительном сне­гом ы гироскопического инклинометра

Датчиком азимута в при — боре ИГ-36 (рис. 10.3), яв­ляется курсовой гироскоп, устанавливаемый в карданной раме I н связанной с круговым реохордом 2. Начало реохорда совпадает с плоскостью гироскопа. Угол между апендалыюн

Краткая техническая характеристика инклинометров

Типы инклинометров………………………… .

Диапазон измерения зенитных углов,

градус………………………………………………….

Погрешность измерении, градус-.

зенитных углов…………………………………

азимута при зенитных углах 51′ н более Наружный диаметр, мм…….

Длина, мм……………………………………………..

Масса, ьг……………………………………………….

ОК-4()У	МИ-30	ИГ-50*	ИШ-4
2—178	0—54	0-60	0-50
±1,(1	±0,5	±0,5	±0.5
±5	±5	+4—8	±4
40	25	50	65
2371)	ПОП	2010	2185
13	2,5	12,5	26

♦ Выходит и сгршм мидернизириваиниб инклинометр ИГ-Зй

плоскостью (проходящей через ось прибора и щетку 3) II пло­скостью вращения гирокомпаса, направленной при рабочем ре­жиме по истинному азимуту, соответствует азимуту в данной точке скважины. Величина его пропорциональна сопротивлению включенной части кругового реохорда и отсчитывается в граду­сах па поверхности. Датчик зенитного угла представлен отве­сом и работает по уже описанной выше схеме.

Инклинометры, обеспечивающие измерение искривления скважины по а и 0, включаются в состав каротажных станций, монтируемых на специальных автомашинах, которыми оснаща­ются геофизические отряды.

Комментарии запрещены.