Преобразователь зенитного угла

 

Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для определения пространственного положения траектории скважины. Цель изобретения - повьяпение точности измерения зенитного угла. Преобразователь зенитного угла содержит рамку 1 с эксцентричным грузом 2, токосъем 3, маятник 4 с установленным на нем постоянным магнитом 5 радиального намагничивания, грузом 6 и жидкостным маятниковым переключателем (ЖМП) 7. На рамке 1 установленьт две. секции коррекциойной обмотки 8, соединенные последовательно. Вдоль оси маятника 4 расположен магнитомодуляционный датчик 9 угла. Датчик 9 и ЙМП 7 угла с помощью токосъема 3 электрически связаныс электронным блоком, включающим генератор, два инвертора, два ключа и усилитель. При вертикальности оси маятника 4 воздушный пузырек ЖМП 7 находится в среднем положении. Потенциал на его центральном электроде (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Е 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4185698/22-03 (22) 26.01.87 (46) 07.11.88. Бюл. У 41 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) Р,А.Султанаев, Г.В.Миловзоров, В.Н,Якин, Ю.А.Тушина и В.А.Опрокиднев (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1002548, кл. Е 21 В 47/02, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛА (57) Изобретение относится к области бурения и может быть использовано для определения пространственного положения траектории скважины, Цель

„.SU 1435769 А 1 изобретения - повышение точности измерения зенитного угла, Преобразователь зенитного угла содержит рамку

1 с эксцентричным грузом 2, токосъем

3, маятник 4 с установленным на нем постоянным магнитом 5 радиального намагничивания, грузом 6 и жидкостным маятниковым переключателем (ЖМП)

7. На рамке 1 установлены две секции коррекционной обмотки 8, соединенные последовательно. Вдоль оси маятника

4 расположен магнитомодуляционный датчик 9 угла. Датчик 9 и ЙИП 7 угла с помощью токосъема 3 электрически связаны с электронным блоком включаюЭ а щим генератор, два инвертора, два ж ключа и усилитель, При вертикальности оси маятника 4 воздушный пузырек ЖМП /Я

7 находится в среднем положении, Потенциал на его центральном электроде

1435769 ранен полусумме потенц HJ!GH на крайних электродах, то есть равен нулю, При наклоне преобразователя изменяется потенциал центрального электрода, который может быть как положительньм, так и отрицательным. С электронного блока в коррекционную обмотку 8 поступают положительные или отрицательные импульсы. В результате взаимодействия импульсного направленного поля

Изобретение относится к бурению промысловых и геологоразведочных скважин и может быть использовано в состаBà инклинометрической а 1паратуры при определении пространственного положения траектории скважины, Целью изобретения является пов ааение точности измерения затратного угла.

На фиг.l изображена кинематическая схема преобразователя зенитного угла вид спереди; на фиг,2 = то же,.вид сбоку; на фиг,3 — структурная схема электронного блока преобразователя, Преобразователь содержит рамку 1 с эксцентричным грузом 2, на оси которой установлен токосъем 3,„ маятник

4 с установленными Hd. B -è постоянным магнитом 5 рациального намагничивания, который расположен в маятнике 4 с возможностью установки его оси намаг- 20 ничивания перпендикулярно оси вращения рамки 1 при вертикальном положении преобразователи, грузом 6, жидко-. стным маятниковым переключателем (ЖИП) 7, укрепленным на маятнике перпендикулярно оси его вращения. На рамке 1 вдопь продольной оси установлены две секции коррекционной обмотки

8, соединенные последовательно, а вдоль оси маятника 4 ма1-нитомодупяци, ЗО онный датчик 9 угла, реагирующий на угловые повороты постоянного магнита

5. ЖМП 7 и датчик 9 угла с помощью токосъема 3 электрически связаны с электронным блоком, в котором генератор 35

10 прямоугольных импульсов подключен к входу первого инвертора 11 и первого ключа 12, выход первого инвертора 11 подключен к входу второго клюобмотки 8 и постоянного поля магнита

5 маятник 4 стремится повернуться по направлению результирующего вектора, Воздушный пузырек NNII 7 занимает среднее положение между крайними электродами. Выполнение датчика 9 угла в виде магнитомодуляционного преобразователя углового перемещения постоянного магнита 5 однозначно определяет положение маятника 4, 1 з,п, ф-лы, 3 ил, 2 ча 13, выходы ключей 12 и 13 подключены к входу усилителя 14, выход которого соединен с выводом коррекционной обмотки 8, другой вывод коррекционной обмотки 8 заземлен, управляющий вход ключа 12 подключен к выходу второго инвертора 15, а управляющий вход ключа 13 - к входу второго инвертора 15 и к центральному электроду ЖМП 7, два крайних электрода которого подключены к плюсу и минусу напряжения питания через резисторы 16.

Преобразователь работает следующим образом.

Когда ось маятника 4 вертикальна, воздушный пузырек ЖМП 7 находится в среднем положении (фиг.1) и потенциал на его центральном электроде будет равен полусумме потенциалов на крайних электродах. т.е. нулю, При этом на выходе второго инвертора 15 будет также нулевой сигнал и ключи

12 и 13 при нулевом управляющем сигнале будут закрыты, При наклоне преобразователя на некоторый угол рамка

1 под действием момента эксцентричного груза 2 поворачивается до совпадения плоскости вращения маятника 4 с апсидальной плоскостью, маятник 4 отклоняется и под действием груза 6 стремится развернуться по вектору ускорения свободного падения. Наличие сухого трения в опорах маятника 4 препятствует этому, При этом смещение воздушного пузырька МЖП 7 приводит к изменению потенциала третьего (среднего) электрода, по положительному значению которого открывается второй ключ 13 и через инвертор 15

1435769 закрывается первый ключ 12, а по отрицательному значению потенциала наоборот. На входы ключей 12 и !3 поступают прямоугольные импульсы поло5 жительной полярности с выхода ГПИ 10 и отрицательной с выхода инвертора

11, Следовательно, в коррекционную обмотку 8 через усилитель 14 поступают положительные или отрицательные 10 импульсы в зависимости от состояния ключей 12 и 13, Коррекционная обмот.ка 8 установлена в рамке так, чтобы наводимое в ней импульсное электромагнитное поле пронизывало постоян- 15 ный магнит 5 маятника 4 в продольном направлении рамки 1. В результате взаимодействия импульсного направленного поля коррекционной обмотки 8 и постоянного поля магнита 5 маятник 20

4 стремится повернуться по направлению результирующего вектора до положения маятника 4, в котором воздушный пузырек ЖИП 7 занимает среднее положение между крайними электродами; 25 данное положение маятника 4 является наиболее устойчивым. Выполнение датчика 9 угла в виде магнитомодуляцион» ного преобразователя углового перемещения постоянного магнита 5 од-, 30 ноэначно определяет положение маятника 4, Известные меры по уменьшению момента трения в опорах маятников для инклинометрических преобразователей зенитного угла: применение прецизионных подшипников качения, разгрузка опор поплавками-маятниками в жидкости .и др. позволяют достичь порога чувст- щ вительности не менее 20 угл,мин.

Формула изобретения

1, Преобразователь зенитного угла, содержащий рамку с эксцентричным грузом, маятник с взаимно перпендикулярными осями вращения, жидкостный маятниковый переключатель, установленный на маятнике, токосъем, датчик угла, источник питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен цилиндрическим постоянным магнитом радиального намагничивания, неподвижно закрепленным на маятнике, коррекционной обмоткой, установленной на рамке по оси ее вращения, генератором прямоугольных импульсов, первым и вторым инверторами, перI вым и вторым ключами и усилителем, причем выход генератора прямоугольных импульсов подключен к входу первого ключа и через первый инвертор к входу второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены с входом усилителя, .выход которого эаземлен через коррекционную обмотку, при этом первый и второй электроды жидкостного маятникового переключателя соединены через резисторы соответственно с плюсом и минусом:источника питания, третий электрод подключен к управляющему входу второго ключа и через второй инвертор к управляющему входу первого ключа, 2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что постоянный.магнит радиального намагничивания расположен в маятнике с возможностью установки его оси намагничивания перпендикулярно оси вращения рамки при вертикальном положении преобразователя.

1435769

Составитель А.Рыбаков

Редактор Г.Волкова Техред И.Ходанич Корректор В.Романенко

Заказ 5623/31

Тираж 531 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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