Устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов

 

Изобретение относится к области геофизики и позволяет ускорить процесс получения геофизической информации . Внутри корпуса 1 установлен связанный с ним посредством стрежня (С) 2 и шарнира 3 установочный узел (УУ) 7, выполненный в виде шарового сегмента с магнитом 8. На С 2 параллельно горизонтальной поверхности УУ 7 закреплен токосъемный блок в ,виде электрических контактов 13, установленных над концентрически расположенными токопроводящими шайбами 6, и диска 5 с центральным отверстием . В последнем перпендикулярно дис-, ку 5 закреплен С 2. На УУ 7 размещены электропневмоклапан 10, электромагнит 16 и датчик временных интервалов в виде мультивибратора 17, соединенный с электромагнитом 16 и элект ропневмоклапаном 10. Для приведения УУ 7 в горизонтальное положение и его ориентации необходимо поднять его несколько раз на.воздушной подушке, пока, лишенный трения о вогнутую поверхность корпуса и под действием магнита 8 он не примет рабочее положение. Контакты 13 и шайбы 6 на это время размыкаются. .Длительность воздушных интервалов и их чисо $ (/ С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Е 2 1 В 4 7 /02 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3940464/22-03 (22) 12.08.85 (46) 23.01.87. Бюл. к- 3 (71) Институт физики Земли им. О.Ю.Шмидта (72) В.В.Князев и А.Н.Фурсов (53) 622.241 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 527508, кл. E 21 В 47/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1239291, кл. Е 21 В 47/022, 1986; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ПО АЗИМУТУ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение относится к области геофизики и позволяет ускорить процесс получения геофизической информации. Внутри корпуса 1 установлен связанный с ним посредством стрежня (С) 2 и шарнира 3 установочный узел (УУ) 7, выполненный в виде шарового сегмента с магнитом 8. На С 2 параллельно горизонтальной поверхности

УУ 7 закреплен токосъемный блок в .виде электрических контактов 13, установленных над концентрически расположенными токопроводящими шайбами

6, и диска 5 с центральным отверсти-: ем. В последнем перпендикулярно дис-, ку 5 закреплен С 2. На УУ 7 размещены электропневмоклапан 10, электромагнит 16 и датчик временных интервалов в виде мультивибратора 17 соУ единенньгй с электромагнитом 16 и электропневмоклапаном 10. Для приведения УУ 7 в горизонтальное положение и его ориентации необходимо поднять его несколько раз на.воздушной подушке, пока, лишенный трения о вогнутую поверхность корпуса и под дей:ствием магнита 8 он не примет рабочее положение. Контакты 13 и шайбы

6 на это время размыкаются. Длительность воздушных интервалов и их чис1285144 ло для установки по горизонту и азимуту.разное . По окончании установки

УУ 7 входит в корпус 1. Контакты 13 замыкаются.. Установленный по гориИзобретение относится к геофизике и может быть использовано при автоматическом ориентировании геофизических приборов. Устройство целесообразно применять в местах, где ручное ориентирование приборов невозможно, например скважины или во. доемы.

Целью изобретения является ускоУ рение процесса получения геофизичес кой информации.

На фиг.1 приведено устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов; на фиг.2 — зависимость числа воздушных циклов от .разности между начальным и конечным значениями азимутального угла.

Устройство состоит из корпуса i, стержня 2, шарнира Гука 3, втулки 4, диска 5, концентрических токопроводящих шайб b,.óñòàíoBî÷íoãî узла 7, стержневого магнита 8, ресивера 9, электропневмоклапана 10, воздухопро- вода 11, геофизического прибора 12, электрических контактов 13, регистрирующего комплекса 14, якоря 15 электромагнита, электромагнита 16, задатчика временных интервалов, выполненного, например, в виде мультивибратсра 17, источника 18 питания и штепсельного разъема 19.

Установочйый узел, выполненный в виде шарового сегмента, своей сферически выпуклой поверхностью плотно входит в сферически вогнутую поверхность корпуса 1, что обеспечивает хороший механический контакт этих деталей. В центре установочного узла 7 имеется втулка 4, куда своей иглой входит стержень 2, другим концом, через шарнир Гука 3, связанный с корпусом. Шарнир Гука размещен в сферическом центре основания (или установочного узла). На стержне

2 параллельно горизонтальной поверхзонту и азимуту геофизический прибор

12 электрически соединяется с регистрирующим комплексом 14. 2 ил.

1 табл.ности установочного узла 7 закреплен токосъемный блок, выполненный в виде электрических контактов 13 и диска 5, который имеет центральное

5 отверстие и концентрически расположенные токопровоцящие шайбы 6, свя- . занные электрическими проводами с регистрирующим комплексом 14 через штепсельный разъем 19. На установоч ном узле 7 закреплен геофизический прибор 12, провода от которого заканчиваются контактами 13, расположенными над соответствующими токопроводящими шайбами 6. Контакты и

15 шайбы могут быть разомкнуты, так как первые связаны с якорем 15 электромагнита 16-, который соединен с мультивибратором 17 и электропневмоклапаном 10. На установочном узле

20 закреплен ресивер 9, сжатый воздух от которого через электропневмоклапан 10 по воздухопроводу 11 поступает под сферически выпуклую поверх25 ность установочного узла, поднимая его. Режимом работы электропневмоклапана 10 и электромагнита 16 управляет мультивибратор 17. При разомкнутых контактах 13 энергопитание осуществляется от источника 18.

Устройство работает следующим об разом.

После того как устройство достигло намеченной точки измерений (например, определенная глубина скважи35,ны) оно находится в наклонном положении и не сориентировано по сторонам света. Для приведения установочного узла 7 в горизонтальное положе,ние и его ориентации требуется не40 сколько поднятий установочного узла на воздушной подушке в течение кото-. рых он, лишенный трения о сферически вогнутую часть корпуса, под действием силы тяжести и силы встроен45-,ного магнита примет рабочее положение. Контакты 13 и шайбы 6 на это

3 1285144 4 время размыкаются. Требуемая длительность воздушных интервалов и их число для установки по горизонту и .азимуту разные.При установке по горизонту поднятый воздушной подушкой установочHblH узел 7 под действием силы тяжести начинает совершать колебания и, если угол отклонения от положения равновесия не велик, период колеба- 10 ний равен

Т =2% - — гор 1

f5

20 щим комплексом 14.

Узел 7 достигает нижнего положения (угол отклонения от положения равновесия равен О) через I/4 Т,следовательно, и длительность воздушного цикла должна быть такой же. Если первоначальный угол отклонения большой, то необходимо два цикла. Первый приведет узел к углу, близкому к нулю, а второй установит его точно в ,ноль. Макетные испытания для сферы диаметром 400 мм дают Т, близкий к

0,8 с.При установке по магнитному азимуту поднятый на воздушной подушке узел 7 под действием встроенного в него постоянного магнита 8 начинает совершать крутильные колебания с периодом где Х вЂ” моменты инерции, à D — - коэффициент, характеризующий магнит. Эта формула верна лишь при небольших отклонениях от нуля. С увеличением угла отклонения период увеличиваето ся и при угле 180 он теоретически становится бесконечным. Так как установочный узел может первоначально оказаться отклоненным на все углы, вплоть до 180, необходимо последовательными воздушными циклами привести его к нулевому азимуту. Длительность последнего установочного цикла определяется приведенной фор- мулой или путем практических измерений периода. При испытаниях макета с массой установочного узла и приборов на нем в 18 кг период оказался равным 48 с. Т.е. при малых углах отклонения установочный узел пересечет линию магнитного меридиана через 12 с. В результате эксперимента получена таблица начальных и конечных углов колебания длительностью в 12 с.

Цальнейшие измерения углов встречаются с практическими затруднениями из-эа вибраций, вызванных городскими микросейсмами, движением воздуха и т.п.

Начальный угол, от которого начинают расчет необходимого числа воздушных циклов, зависит от желаемой вероятности выполнения точной установки. Если принять вероятность

Р=0,99, то число циклов необходимо рассчитывать от угла в 178, так как 0,99 ° 180 =178

Разности углов, начиная с 3-ro цикла, отложенные в логарифмическом масштабе, ложатся на прямую (фиг.2), продолжая которую в сторону увеличения циклов можно определить их необходимое число. При начале отсчео та в 178 число циклов равно 9.

Следовательно, для установки устройства по горизонту и азимуту необходимо два цикла 1/4 Т, и девять циклов 1/4 „,„ (Р=0,99). На мультивибратор 17 через контакт а и разъем

19 с поверхности поступает сигнал к началу .циклов, при этом мультивибратор вырабатывает указанную последовательность (2 и 9) электрических сигналов, включающих электропневмоклапан 10 и электромагнит 16. Иэ ресивера 9 сжатый воздух по воздухопроводу 11 поступает под установочный узел 7, поднимая его. Стержень

2 своим острием входит во втулку 4, что обеспечивает концентричность расположения диска 5 и установочного узла 7. Шарнир Гука служит при этом для обеспечения параллельности этих элементов. Одновременно для снятия трения, связанного с якорем

15 электромагнита 16, контакты 13 отключаются от токопроводящих шайб

6. Центр тяжести системы подобран так, что он проходит через стержень

2 и плоская поверхность установочного узла 7 оказывается горизонтальной. Электропитание обмоток электропневмоклапана 10 и электромагнита

16 осуществляется от источника 18 питания. По окончании установки установочный узел входит в корпус 1, а контакты 13 замыкаются, обеспечивая электрическую связь установленного по горизонту и азимуту геофизического прибора 12 с регистрирую12851

Разность углов, град.

Конечный угол, град, Начальный угол, град.

Цикл

59

50

110

110

146

146

163

171

163

171

175 + и б (fld J

ЗЧзd78УЮ11 2/"

Ae.f

BHHHIIH Заказ 7619/34 Тираж 532

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобретения

Устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов, содержащее корпус, внутри которого раз- мещен установочный узел, выполненный в виде шарового сегмента с маг нитом и свяэаняый с корпусом посред ством шарнира и. стержня о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесща получения.геофизической информации, оно снабжено токосъемным блоком и размещенными

".на устайовочном узле электропневмо44 6

/ .клапаном, электромагнитом и задатчи.ком временньгх интервалов, выполненным в виде мультивибратора, а токосъемный блок выполнен в виде электрических контактов и диска, который имеет центральное .отверстие..и концентрически расположенные токопроводящие шайбы, при этом стержень закреплен в центральном отверстии перпендикулярно диску, а электрические контакты установлены над токопроводящими шайбами и связаны с электромагнитом, который соединен с мультивибратором и электропневмокла паном