Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины

 

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения - повьшшние точности измерений и уменьшение поперечных габаритов. Устр-во содтержит корпус, внутри которого ортогонально установлены маятники зенитного 4 и визирного 3 углов и бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы (БСКТ) 1 и 2. Входы БСКТ 1 и 2 связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразователя фаза - длительность (ПФД) визирного угла. Выход БСКТ 1 и 2 подключены соответственно к вторым входам С « (Л со 4 05 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 134 77 (51)4 E 21 В 47 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4011693/22-03 (22) 27.01.86 (46) 23. 10.87. Бюл. К 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) Ю.Ю. Дмитрюков (53) 622.242(088.8) ( (56) Библиотека по радиоэлектронике.

Вып. 41. — M. Энергия, 1973, с.27-28.

Авторское свидетельство СССР

У 1155733, кл. E 21 В 47/02, 1983.

Авторское свидетельство СГСР

Ф 1150353, кл. E 21 В 47/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНОГО И ВИЗИРНОГО УГЛОВ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения повьш ение точности измерений и уменьшение поперечных габаритов. Устр-во содержит корпус, внутри которого ортогонально установлены маятники зенитного 4 и визирного 3 углов и бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы (БСКТ) 1 и 2. Входы БСКТ 1 и 2 связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразователя фаза — длительность (ПФД) визирного угла. Выход БСКТ 1 и 2 подключены соответственно к вторым входам

134

ПФД зенитного и визирного углов.—

Устр-во снабжено узлом передачи враще—

3ния под прямь3м углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес — малого 6 и большого 5 диаметра.

Колесо 6 закреплено на валу БСКТ 1, а колесо 5 — на оси маятника 4. Оба

БСКТ 1 и 2 установлены соосно в корпусе, а выход БСКТ 2 связан с первым входом ПФД зенитного угла. При наклоне прибора маятник 3 поворачивается на угол, пропорциональный в«зирно6773 му углу наклона скважины, и соответственно поворачиваются валы БСКТ 1 и 2. Поскольку БСКТ 2 изменяет фазу относительно фазы опорного напряжения, снятого с источника опорного напряжения, с ПФД визирного угла поступает сигнал о визирном угле скважины, Одновременно поворачивается маятник 4 на угол, пропорциональный зенитному углу скважины, и через колеса 5 и 6 вызывает дополнительный поворот БСКТ

1. 3 ил.

Изобретен«е относится K промыс;.овой геофизике и может бь3ть «спользовано в инклинометрах с первичными измерительными прео >pэзователями в виде

l бесконтактных синусно-косинусных трансформаторов (hCKT) для измерения угловых параметров скважин

Пель изобретен«я — повьпиение точ— !

О ности «çìåðå««é и уменьшение поперечных габаритов.

Па ф«г, « 2 предста13лень3 функциональная и киьематическая схемы предлагаемого устройства; на фиг. 3 зб блок-схема устройства.

Устройство для измерения .зенитного и визирного углов скваж«н содержит установленные соосно в корпусс. (не показан) по ос« ЛВ скважинного пр«бора первый 1 и второй 2 БСГГ, нк1нзченНЫЕ В рсж«МС ф;1 1с3нрС133113тЕЛя, ОртОГС3— нально установленные маятник 3 низ«рного угла « маятн«к 4 эенитногl угла, узел передачи вращения под прямым уг2с лом, который выполне« в виде редуктора из двух зубчатых колес — колеса

5 большего д«аметра, которое Закреплено на ос«вращения маятн«к;1 4 зенитного угла, и колеса 6 малого диаметра, которое закреплено на ва:1у пер30 вого БСКТ. Кроме того, устройство содержит преобра.зовател« фаза — дл«тельность (ИФД) зс нитного угла 7 « визирного угла 8 и источник 9 опорного напряжения, который связан с входами ЗБ первого и втс3рогс БСКТ и первым входом ПФД 8 визирного угла. Нь3ходь3 БСКТ

1 и 2 подклкзч.ны соответственно к вторым входам ПФД 7 и 8, а выход БСКТ

2, кроме того, связан с первым входом

Г!ФД 7 зенитного угла.

ПФ, имеет традиционное исполнение и содержит два формирователя (триггеры Шмитта), подключенные соответственно к источнику опорного напряжения и выходу БСКТ, сдвиг фаз которого надо измерить. К выходам формирователей через дифференцирующие цепи подключен

RS — триггер: первым входом — к выходу первого формирователя, вторым — к выходу второго. Длительность импульсон на выходе RS-триггера пропорциональна сдвигу фаэ между опорным и измеряемым напряжениями

Устройство работает следующим образом.

Г!ри наклоне продольной оси АВ скважинного прибора относительно вертикали маятник 3 визирного угла поворачивается на угол, пропорциональный виз«рному углу наклона скважины и вызывает соответствующий поворот валов

БСКТ 2 и 1. Поскольку БСКТ 2 при наклоне прибора изменяет фазу сигнала относительно фазы опорного напряжения, снятого с источника 9, то с выхода ПФД 8 снимается импульс, длительность которого определяется величиной визирного угла наклона скважины. Одновременно маятник 4 зенитI ного угла поворачивается на угол,пропорциональный измеряемому, и через систему зубчатых колес 5 и 6 вызывает дополнительный поворот вала БСКТ 1 ° з 134

Таким образом, общий поворот вала

БСКТ 1 определяется коэффициентом передачи редуктора (система зубчатых колес 5 и 6) и суммой зенитного и визирного углов.

Опорным напряжением для ПФЛ 7 зенитного угла является напряжение

U» U,sin (t +q), а измеряемым — напряжение

U„„= о sin (at+ Q n +ф, 6773

4 угла z» точности БСКТ 2, а погрешность измерения зенитного угла прямо пропорциональна погрешности обоих БСКТ

I и погрешности редуктора (6-12 для

5 колес средней точности) и обратно пропорциональна коэффициенту передачи рередуктора.

Применение узла передачи вращения под прямым углом позволяет отказаться от поперечного расположения одного иэ БСКТ и, следовательно, уменьшить диаметр скважинного прибора, Формула изобретения

35 где с — визирный угол;

Q — зенитный угол;

n — коэффициент передачи редуктора.

Следовательно, длительность импульса на выходе ПФД 7 пропорциональна сдвигу фаз между этими напряжениями, т.е. зенитному углу, умноженному на коэффициент передачи редуктора, который по конструктивным соображениям удобнее сделать равным 2 или 4.

Дальнейшую обработку измеренных значений углов ведут обычным способом, например используя метод заполнения временного интервала импульсами ЗО стабильной частоты и Нх счета за время действия измеряемого импульса.При этом, частота импульсов стабильной частоты, подаваемых на выход ПФД 7, должна быть в и раз меньше, чем частота импульсов, подаваемых на выход

ПФД 8, где и — коэффициент передачи редуктора.

Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины позволяет

40 избежать ошибки, вызванной ошибкой

I установки маятников (до 30 ), и позволяет отказаться от сложной схемы вычислений, при которой ошибка в процессе вычисления углов суммируется по

45 числу операций. Точность измерения вивизирного угла в предлагаемом устройстве зависит от величины зенитного

Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины, содержащее корпус, в котором установлены ортогонально маятники зенитного и визирного углов, первый и второй бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы, входы которых связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразователя фаза — длительность визирного угла, а выходы подключены соответственно к вторым входам преобразователя фаза — длительность зенитного угла и преобразователя фаза длительность визирного угла, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и уменьшения поперечных габаритов, оно снабжено узлом передачи вращения под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес малого и большого диаметров, при этом зубчатое колесо малого диаметра закреплено на валу первого синусно-косинусного трансформатора, зубчатое колесо большого диаметра закреплено на оси вращения маятника зенитного угла, оба синусно-косинусных трансформатора установлены соосно в корпусе, а выход второго синусно-косинусного трансформатора связан с первым входом преобразователя фаза — длительность зенитного угла.

1346773 фиг. 2

Составитель А. Цветков

Техред 11.Ходанич

Редактор Н. Лазаренко

Корректор С. Черни

Заказ 5103/31 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4