Инклинометр

 

Изобретение относится к геологоразведочной технике и позволяет ускорить процесс определения пространственного положения скважин и процесс обработки результатов измерений. В корпусе 1 размещена заполненная жидкостью цилиндрическаяпрозрачная камера 3, на наружной поверхности которой расположен фоточувствительный слой (ФС) 5. Внутри камеры 3 на шарнире 6 укреплен измерительный узел 7

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (39) (10 (51)4 Е 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с-ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4179459/22-03 (22) 13.01.87 (46) 23.10.88. Бюл. и 39 (7 1) Ижевский механический институт (72) В.Н.Шиляев, В.А.Мыльников и В.С.Дородов (53) 622.241 ° 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1239287, кл. Е 21 В 47/02, 1980.

Авторское свидетельство .СССР

У 1362123, кл. E 21 В 47/02, 1986. (54) ИНКЛИНОМЕТР (57) Изобретение относится к геологоразведочной технике и позволяет ускорить процесс определения пространственного положения скважин и процесс обработки результатов измерений. В корпусе 1 размещена заполненная жидкостью цилиндрическая прозрачная камера 3, на наружной поверхности которой расположен фоточувствительный слой (ФС) 5. Внутри камеры 3 на mapнире Ь укреплен измерительный узел 7

1432202 в виде маятника. В пустотелом стержне 8 маятника размещен световод 9, оптически взаимодействующий с источником 2 света и с оптической системой. Последняя размещена в прозрачной капсуле !1 и выполнена в виде конденсора 13, оптически связанного с отражающим элементом в виде жестко закрепленного на магнитной стрелке 15 конуса (К) 14 с углом 90 при вершине. Электропривод 17 кинематически связан с непрозрачным поворотным диском t6, размещенным между источником

2 и световодом 9. На диске 16 равномерно по окружности выполнены диафрагмы (Д) 18 иэ .оптически прозрачного материала с частотно-селективными, слоями. На боковую поверхность К 14

Изобретение относится к геологоразведочной технике и может быть использовано для определения пространственного положения скважин.

Целью изобретения является ускорение процесса определения пространственного положения скважины за счет обеспечения многократности измерений и ускорение процесса обработки результатов измерений.

На фиг. 1 представлена схема инклинометра, на фиг.2 — поворотный диск; на фиг.3 — отражающий элемент в проекции; на фиг.4 — определение зенитного и азимутального углов по результатам измерения в скважине.

Инклинометр содержит корпус 1, внутри которого размещен источник 2 света и цилиндрическая прозрачная камера 3 с жидкостью 4. На наружной стороне камеры 3 размещен фоточувст-. вительный слой 5, а внутри камеры 3 на шаровом шарнире 6 укреплен измерительный узел 7 в ниде маятника, в пустотелом стержне 8 которого размещен гибкий световод 9, один торец которого закреплен в крышке 10 и оптически взаимодействует с источником

2 света. Другой конец световода 9 оптически взаимодействует с оптической системой, расположенной в капсуле 11 с боковыми прозрачными стенками 12 и нанесены кодовые площадки и две зеркальные площадки. Одна из вертикальных площадок выполнена кольцевой и расположена концентрично основанию

К 14, а другая - в виде узкой полоски, размещенной по образующей К 14 и имеющей направление на нулевой азимут.

Кодовые площадки расположены вдоль зеркальной площадки К 14 и выполнены в виде частотно-селективных слоев с диапазоном длин волн, соответствующим диапаз ону слоев на Д 18. Световой поток через одну из Д 18, световод 9 и конденсор 13 поступает на К 14 и отражается от его зеркальных и кодовых площадок на ФС 5. Зенитный и азимутальный углы определяют по кривым на развертке ФС 5. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. выполненной в виде конденсора 13, оптически связанного с отражающим элементом, выполненным в виде конуса 14 о с углом 90 при вершине, жестко за5 крепленным на магнитной стрелке 15 соосно с ней. Между источником 2 света и концом световода 9 размещен поворотный диск t6, выполненный из непрозрачного материала и кинематически связанный с электроприводом 17 ° В поворотном диске 16 равномерно по окружности выполнены диафрагмы 18 из оптически прозрачного материала, на поверхности которых нанесены частотно-селективные слои 19 с различными диапазонами длин волн пропускания.

Например, если в диске 16 выполнено

l пять диафрагм 18 (фиг.2), то частотно-селективный слой 19 на одной иэ них может отражать световое излучение с длиной волны, и пропускать световое излучение с длинами волн h A, 54,, на другой диафрагме частотноселективный слой отражает световое излучение с длиной волны 1i, à про пускает с я y $g y 4 9у и т д

Конус 14 на боковой поверхности имеет две зеркальные площадки (фиг.3), одна из которых выполнена кольцевой

З1 в виде узкого кольца 20, расположенного концентрично окружности основания конуса 14, а другая — в виде

143? 202

50

55 узкой полоски 21, размещенной по Образующей конуса 14 и лежащей в плоскости, проходящей через ось вращения и продольную ось магнитной стрелки

15, и имеет направление на нулевой азимут, т.е. направление соответствующего конца магнитной стрелки 15.

Вдоль кольцевой зеркальной площадки

20 конуса 14 расположены кодовые площадки 22, различные по форме или размерам и выполненные в виде частотноселективных слоев, диапазон длин волн пропускания которых соответствует диапазону длин волн пропускания частотно-селективных слоев 19 на диафрагмах !8.

Например, кодовая площадка, выполненная в форме треугольника, отражает световое излучение только длиной волны %, в форме квадрата A и т.п.

Инклинометр работает следующим образом.

Устройство на каротажном кабеле, тросе или с помощью бурильных труб опускают в скважину до тех пор, пока инклинометр не займет положение на участке скважины, положение в пространстве которого необходимо определить. При отклонении участка скважины, на котором производится измерение, от вертикальности за счет силы тяжести измерительный узел 7 примет вертикальное положение. По сигналу с поверхности включается источник 2 света. Световой поток, содержащий, например, излучение с длинами волн A A, A, A4, %, постУпает через диафрагму 18 поворотного диска 16 на входной торец световода 9, закрепленного в крышке 10. При этом, если на диафрагме 18, находящейся напротив световода 9, нанесен частотно-селективный слой 19, отражающий световое излучение с длиной волны,, то в световод 9 проходит световой поток, содержащий свет с длинами волн %, %, A 4 A>.,ПРОЙДЯ пО сВетОВОДУ 9 световой поток поступает в конденсор 13, который формирует пучок параллельных лучей, которые поступают на конус 14 и отражаются от кольцевой зеркальной площадки ?0 и полоски 21.

При этом лучи, отразившиеся от кольцевой зеркальной площадки 20, образуют световой диск, который формирует на фоточувствительном слое 5 измерительную информацию в виде линии 23

Б

40 (фиг.4), а лучи, отразившиеся от узкой полоски 2 1, на фоточувствительном слое 5 формируют перпендикулярньп1 линии штрих 24. Кроме того, фоточувствительный слой 5 зафиксирует и отраженные от кодовых площадок 22 световые лучи, причем только от тех, частотно-селективные слои которых соответствуют длинам волн света, присутствующим при д нном измерении в световом потоке, Если отсутствует свет с длиной волны 3,, то на фоточувствительном слое 5 вдоль линии 23 будут засвечены четыре кодовых знака 25, соответствующие длинам волн

Ф AÇ, % 4 %5 . После соответствующей выдержки по команде с поверхности источник 2 света выключается и Включается электропривод- 17, который поворачивает диск 16 на соответствующий угол. При этом напротив световода 9 располагается другая платформа 18, на которой нанесен частотно-селективный слой 19, не пропускающий свет с длиной волны A .. Инклинометр перемещаетт ся на другой участок скважины и процесс измерения повторяется. При этом засвеченная на фоточувствительном слое 5 линия. отличается от предыдущей комбинацией кодовых знаков. Так, при данном измерении, например, не засветится кодовый знак, соответствующий Длине ВОлны 11

На развертке фоточувствительного слоя засвеченные кривые несут информацию, достаточную для однозначного определен 1я зенитного и азимутального углов. Параметр (p несет информацию о зенитном угле, а о — об азимуталь— ном, так как перпендикулярный каждой кривой штрих соответствует нулевому азимуту.

Фор мула из обретения

1. Инклинометр, содержащий корпус, внутри которого размещены источник света, цилиндрическая прозрачная камера с жидкостью, на наружной стороне которой расположен фоточувствительный слой, измеритель11ьп" узел в виде маятника, укрепленного с помощью шарнира внутри ципиндрической прозрачной камеры соосно с НрН световод, размещенный в пустотелом стержне маятника и оптически взаимодействующий с одноro конца с источником света, а с другого — с опти 1еской системой, распо1432202 ложенной в капсуле с боковыми прозрачными стенками и выполненной в виде конденсора, оптически связанного с жестко закрепленным на магнитной стрелке отражающим элементом, ыа по5 верхности которого нанесены различные по форме или размерам кодовые площадки, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса определения пространственного положения скважины за счет обеспечения многократности измерений, он снабжен установленными в корпусе и кинематически связанными между собой электро5 приводом и поворотным диском, который выполнен из непрозрачного материала и размещен между источником света и концом световода, а отражающий элемент выполнен в виде конуса с углом о

90 при вершине и имеет на боковой поверхности две зеркальные площадки, одна иэ которых выполнена кольцевой в виде узкого кольца, расположенного концентрично окружности основания ко-25 нуса, а другая — в виде узкой полоски, размещенной по образующей конуса, при этом в поворотном диске равномерно по окружности выполнены диафрагмы иэ оптически прозрачного материала, на поверхности которых нанесены частотно-селективные слои с различными диапазонами длин волн пропускания, а кодовые площадки расположены вдоль кольцевой зеркальной площадки конуса и выполнены в виде частотно-селективных слоев, диапазон длин волн пропускания которых соответствует диапазону длин волн пропускания частотноселективных слоев на диафрагмах.

2. Инклинометр по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ускорения процесса обработки результатов измерений, зеркальная площадка, размещенная по образующей конуса, лежит в плоскости, проходящей через ось вращения и продольную ось магнитной стрелки, и имеет направление на нулевой азимут. !

1432202

Составитель А.Цветков

Техред М.Моргеитал, Корректор М. Васильева

Редактор Л. Гратилло

Заказ 5402/26

Тираж 531

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