Виброустойчивый преобразователь зенитного угла

 

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и м.б, использовано для контроля параметров наклонно направленных скважин в процессе бурения. Цель изобретения - повьшение точности и виброустойчивости за счет уменьшении частоты собственных колебаний чувствительного элемента Преобразователь зенитного уг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (SII 4 F. 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ÄÅËÀÌ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 416219 7/22-03 (22) 15. 12.86 (46) 15. 10.88, Бюп. И- 38 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Б.В, Лавров и И.Я. Ниязов (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 933967, кл. Е 21 В 47/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1020572, кл. E 21 В 47/02, 1982.

\ (54) ВИБРОУСТОИЧИВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЗЕНИТНОГО УГЛА (57) Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и м.б. использовано для контроля параметров наклонно направленных скважин в процессе бурения. Цель изобретенияповышение точности и виброустойчивости за счет уменьшения частоты собственных колебаний чувствительного элемента. Преобразователь зенитного уг- .

1430509 ла содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью, внутри которого размещена маятниковая рамка 2 с элект-! рваческим преобразователем 3 угла по-! ворота и заполненным жидкостью чувствительным элементом с шариками, плотность которых меньше плотности жидкости. Преобразователь имеет полукольцо, перегородку 8 и гибкую трубку. Чувствительный элемент выполнен!

Изобретение относится к нефтепроь ысловой геофизике и может быть использовано для контроля параметров аклонно направленных скважин непос едственно.в процессе бурения.

Цель изобретения — повышение точности и виброустойчивосги преобразоцателя зенитного угла за счет уменьи1ения частоты собственных колебаний

góâñòâèTåëüHîãо элемента. !

На фиг. 1 показан предлагаемый реобразователь зенитного угла, обй вид, на фиг. 2 — разрез А-А на

r, 1. 15

Виброустойчивый преобразователь енитного угла состоит из корпуса 1, аполненного вязкой жидкостью, внут и которого размещены маятниковая амка 2 с электрическим преобразова- 20 елем 3 угла поворота и заполненным дкостью чувствительным элементом ,о шариками 4, изготовленными из пох имерных материалов, удельный вес ко. торых меньше удельного веса заполня- 25 ющей чувствительный элемент жидкости.

Чувствительный элемент выполнен в маятниковой рамке 2 в виде цилиндрической полости 5, в которой закреплены

Полукольцо 6 и электрический преобра- Зр зователь 3 угла поворота. Внутренняя поверхность цилиндрической полости 5 и наружная поверхность электрического преобразователя 3 угла поворота образуют полукольцевой канал 7, который разделен перегородкой 8, которая установлена на наружной поверхности электрического преобразователя 3 угла поворота. Шарики 4 в равном количест. Ве расположены по разные стороны перегородки 8 в полукольцевом канале 7, в виде цилиндрической полости 5, в которой закреплены преобразователь

3 и полукольцо. Под действием давления столба жидкости перемещаются шарики, которые поворачивают посредством перегородки 8 преобразователь 3 на угол, равный зенитному. В результате с преобразователя 3 снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла. 2 ил. выходные отверстия которого соединены между собой гибкой трубкой 9, внутренний диаметр которой больше диаметра шариков 4.

Съем информативного сигнала и питание осуществляется через коллектор 10 и герметичный штепсельный разъем 11.

Герметизация чувствительного элемента осуществлена посредством крышки 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении, когда виброустойчивый преобразователь зенитного угла установлен вертикально, перегородка 8 также находится в строго вертикальном положении. С электрического преобразователя 3 угла поворота снимается нулевой сигнал .

При отклонении от вертикали маят1 никовая рамка 2 устанавливается в плоскости наклона.При этом под действием давления столба жидкости происходит перемещение шариков 4, которое поворачивает посредством перегородки 8 наружное кольцо электрического преобразователя 3 угла поворота на угол, равный зенитному.При этом внутреннее кольцо электрического преобразователя угла поворота остается неподвижным и с электрического преобразователя угла поворота снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла.

Виброустойчивый преобразователь зенитного. угла может использоваться для измерения зенитного угла непосредственно в процессе бурения, сопровождающегося вибрацией. Для работоспособности преобразователя в процессе бурения необходимо, чтобы погрешность, 1 чувствительного элемента достигается применением жидкостного маятника, для которого значение частоты собственных колебаний определяется

30 (1) у = — сов 9

g о ) Ф где g — ускорение свободного падения;

1 — длина жидкостного маятника;

Π— зенитный угол.

Из соотношения (1) видно, что с увеличением длины жидкостного маятника (гибкой трубки), можно достичь значительного уменьшения частоты Р,, не увеличивая при этом диаметр пре- 40 образователя. Выполнение чувствительного элемента в виде цилиндрической полости, в которой неподвижно установлено полукольцо и электрический преобразователь угла поворота так, 45 что внутренняя поверхность цилиндрической полости и наружная поверхность электрического преобразователя угла поворота образуют полукольцевой канал, который разделен перегородкой, 50 з 1430 обусловленная вибрацией, не превышала предела допускаемого значения. Для этого частота собственных колебаний (), чувствительного элемента должна быть значительно меньше частоты вынуж- денных колебаний. Согласно экспериментальным данным диапазон частот вибрации составляет 20-100 Гц, Если частота собственных колебаний И чувствительного элемента ниже 0,5-1 Гц, то 0 преобразователь виброустойчив, погрешность от вибрации не превышает предела допустимого значения, зенитный угол измеряется без искажений.

В известных преобразователях, где в качестве чувствительного элемента используется твердотелый маятник, получить частоту собственных колебаний чувствительного элемента ниже 1-2 Гц практически невозможно, что обусловле<0 но невозможностью увеличения габаритов преобразователя из-за ограниченного диаметра скважины, В предлагаемом изобретении уменьшение частоты собственных колебаний

509 4 укрепленной на наружной поверхности электрического преобразователя угла поворота, причем по разные стороны перегородки в полукольцевом канале расположено равное количество шариков, а выходные отверстия полуколвцевого канала соединены между собой гибкой трубкой, внутренний диаметр которой больше диаметра шариков, беэ увеличения диаметра позволяет уменьшить частоту собственных колебаний чувствительного элемента, что значительно уменьшает погрешность от вибрации, ведет к повышению виброустойчивости и точности преобразователя

Формула и з о б р е т ения

Виброустойчивый преобразователь зенитного угла, содержащий корпус, заполненный вязкой жидкостью, внутри которого размещена маятниковая рамка с электрическим преобразователем угла поворота и заполненным жидкостью чувствительным элементом с шариками, плотность которых меньше плотности жидкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и виброустойчивости за счет уменьшения частоты собственных колебаний чувствительного элемента, он снабжен полукольцом, перегородкой и гибкой трубкой„ а чувствительный элемент выполнен в виде щтлиндрической полости, в которой закреплены полукольцо и электрический преобразователь угла поворота, при этом внутренняя поверхность цилиндрической полости и наружная поверхность электрического преобразователя угла поворота образуют полукольцевой канал, который pasделен перегородкой, установленной на наружной поверхности электрического преобразователя угла поворота, причем шарики в равном количестве расположены по разные стороны перегородки в полукольцево . канале, выходные отверстия которого соединены между собой гибкой трубкой, внутренний диаметр которой больше диаметра шариков, 1430509

Составитель А. Цветков

Редактор А. Долинич Техред А. Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 5309/28

Тираж 531 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 i, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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