Инклинометр

 

ИНКЛИНОМЕТР, содер ащиП .корпус, чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с осью подвеса, двигатель, блок съема сигналов, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности измерения зенитного угла, он снабжен пружиной, один конец которой соединен с подвесом, а«другой с валом двигателя, и жестко связанной с последним полумуфтой с вилкой, штифтами и подшипниками, причем одни концы штифтов жестко связаны с полумуфтой, а другие уст.ановлены в подшипниках.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ Х

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3151) E 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3557408/22-03 (22) 28.02.83 (46) 23.06.84. Бюл. 9 23 (72) В.Г.Терешин (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622.242(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

9 663826 кл. Е 21 В 47/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

)I 972070, кл. Е 21 В 47/02, 1981. (54)(57) ИНКЛИНОМЕТР, содер)кащий .корпус, чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с осью подвеса, двигатель, блок съема сигналов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения зенитного угла, он снабжен пружиной, один конец которой соединен с подвесом, а другой с валом двигателя, и жестко связанной с последним полумуфтой с вилкой, штифтами и подшипниками, причем одни концы штифтов жестко связаны с полумуфтой, а другие установлены в подшипниках.

1099061

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения профиля искривленных скважин, пробуренных в породах любой магнитной интенсивности.

Из вестен инклинометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде маятника с нулевой маятниковостью, подвес которого приводится во вращение двигателем, 10 устройство для съема сигнала (1).

Однако сложность обработки выходных сигналов чувствительного элемента из-за отсутствия непосредственных измерений зенитного угла и азиМута и необходимости замера фазы огибающей модулированного сигнала ограничивают область применения такого инклинометрического устройства.

Известен также инклинометр, содер- О жащий корпус с расположенные в нем чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, двигатель, блок съема сигнала.

Известный инклинометр позволяет производить более точные и непрерывные измерения угловых параметров скважины в процессе движения по ней (2 3.

Недостатком известного инклиномет- Зо ра является невысокая точность измерения зенитного угла из-эа неизбежной погрешности установки линейного акселерометра в корпусе относительно оси принудительного вращения под- 35 веса.

Целью изобретения является повышение точности измерения зенитного угла.

Указанная цель достигается тем, 4Q что инклинометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, центр тяжестн которого совпадает с осью подвеса, двигатель, блок съема сигнала, он снабжен пружиной, один конец 4 которой соединен с подвесом, а другой — с валом двигателя, и жестко связанной с последним полумуфтой с вилкой, штифтами и подшипниками, причем одни концы штифтов жестко связаны с полумуфтой, а другие установлены в подшипниках.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема инклинометра; на фиг.2 муфта, с помощью которой осуществляется сочленение вала двигателя с подвесом.

В корпусе 1 инклинометра расположены чувствительный элемент 2, центр тяжести которого совпадает с его осью 3 подвеса 4, двигатель 5, 66 блок съема сигнала, включакщий датчики б и 7 соответственно угла поворота чувствительного элемента 2 и поступательного перемещения 4 ° Свобода поступательного перемещения подвеса 4 с чувствительным элементом 2 относительно корпуса 1 вдоль вала двигателя 5 ограничена пружиной 8.

Сочленение вала двигателя 5 с подвесом 4 (на фиг.2) осуществляется с помощью полумуфты 9, жестко связанной с валом двигателя, штифтов 10 и 11, один конец которых эапрессован в полумуфту 9, а другой — соответственно в подшипники

12 и 13. Данные подшипники дают воэможность ограниченного пружиной 8 перемещения вилки (полумуфты) 14, жестко связанной с подвесом, вдоль вала двигателя 5.

Инклинометр работает следующим образом.

В процессе движения корпуса 1 инклинометра по искривленной буровой скважине на механическую систему, состоящую иэ,чувствительного элемента 2 (центр тяжести которого совпадает с его осью 3 подвеса 4) и его подвеса 4, вращакщихся с помощью двигателя 5, действуют, моменты центробежных и кориолисовых сил инерции, а также гравитационное ускорение под действием которых чувствительный элемент 2 колеблется с частотой принудительного вращения Я и амплитудой А равной

Π— зенитный угол; а — азимутальный угол °

Одновременно указ анная механическая система (чувствительный элемент 2 в подвесе) смещается относительно корпуса 1 вдоль оси принудительного вращения (вала двигателя 5), на расстояние S ограниченное пружиной 8 и определяемое следующей формулой

S — К -. ч ° cQs0 (2) где К вЂ” коэффициент передачи линейA но го акс еле роме тр а.

Замеряя с помощью датчиков б и 7 блока съема сигнала амплитуду отклонения чувствительного элемента 2, а

I также смещение S,подвеса 4 после некоторых математических преобразов аний определяется зенитный угол и азимут искривленной скважины

9 = arccos (---)

Кл%

t о а. +

1 (4)

К151пв и

О

Отметим, что вращение подвеса 4 чувствительного элемента 2 от двигателя 5 и воэможность одновременного продольного движения йодвеса 4 относительно корпуса 1 осуществляется с

1099061

Составитель И. Карбачинская

Редактор Г. Волкова Техред ж. Кастелевич Корректор,Ю. а р ,Ю.Макаренко

Заказ 4335/27 Тираж 564 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, 4 помощью полуйуфты 9, штифтов 10 и 11, подшипников 12 и 13 вилки полумуфты 14.

Предлагаемый инклинометр по сравнению с известными устройствами обладает следующими преимушествами: простая обработка полезных сигналов, вследствие отсутствия необходимости замера фазы огибающей модулированного сигнала чувствительного элеэлемента; 10 высокая производительность труда, так как необходиьме измерения осуществляются непрерывно в процессе движения инклинометра по искривленной скважине 15 высокая точность определения параметров скважины, так как зенитный угол измеряется непосредственно с высокой степенью точности соответствующим датчиком по перемещению вращающегося подвеса относительно корпуса вдоль оси принудительного вращения.

Выполнение подвеса чувствительного элемента с воэможностью ограниченного пружиной перемещения от-носительно корпуса вдоль вала двигателя выгодно отличает предлагаемый инклинометр от известных и базово го объекта, так как в предлагаемом инклинометре практически отсутствует погрешность измерений, связанная с неточностью осевой установки линейного акселерометра. Кроме того, принудительное вращение подвеса минимизирует влияние сухого трения в направляющих подвеса и существенно снижает зону нечувствительности.

Отметим также, что у предлагаемого инклинометра, в отличие от базового объекта, отсутствует линейный акселерометр, поскольку его функции выполняют элементы механической и измерительной систем предложенного инклинометрического преобразователя.

Ожидаем и эффект от использования -изобретения B народном хозяйстве заключается в улучшении технических показателей и функциональных возможностей. Экономический эффект от использования предлагаемого инклинометра в области промысловой геофизики составляет ориентировочно 25 тыс.руб. в год (300 руб. на один инклинометр за вычетом стоимости соединительной муфты и других необходимых элементов, составляющей приблизительно 50 руб