Установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометров
Изобретение относится к метрологическому обеспечению геофизических исследований скважин. Цель изобретения - повьппение точности настройки и ускорение процесса исследований. Для этого установка содержит две платформы (П) 5 первая II имеет упор ортогональной фиксации и установлена соосно плите между второй П и плитой. На образующей поверхности первой П выполнены четыре диаметрально противоположных взаимно перпендикулярных па за. Установка имеет узел крепления корпуса инклинометра, выполненный в виде двух штурвалов (Ш), цилиндра и сменной цанги удлиненной формы с разрезными пазами в торцовых частях. Резьбовыми соединениями Ш связаны с цилиндром. Последний лсестко связан с диском червячно-зубчатой передачи. Цанга установлена внутри Ш соосно с диском 15. Упор выполнен в виде п1эофилированного штока с пружиной и ша рового фиксатора с плоской пружиной, установленных на дополнительной П с возможностью воздействия одновременно с двумя пазами из четырех в первой П. Благодаря такому выполнению узла крепления повышаются точность и достоверность оценки метрологических характеристик инклинометра. Эта весьма актуально для инклинометров, у которых преобразователи выполнены в виде ортогональных феррозондов. Наличие дополнительной П позволяет быстро и точно ориентировать ортогонально . дискретно корпус инклинометра,в плоскости горизонта. 1 з.п,ф-лы, 7 ил. С (Л О Ф
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
« 11 4 Е 21 В 47/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4119352/22-03 (22) 17.09.86 (46) 30.11,88. Бюл. № 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) Г.Н.Ковшов, Г.В.Миловзоров, Р.А,Султанаев, Г.Б.Воеводин и Л.Н.Егоркина (53) б22.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 791957, кл. Е 21 В 47/02, 1978.
Установка для проверки.и испытания гироскопических приборов УПГ-48 ° Техническое описание и инструкция по зксплуатации. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАСТРОЙКИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИНКЛИНОМЕТРОВ (57) Изобретение относится к метрологическому обеспечению геофизических исследований скважин. Цель изобретения — повьппение. точности настройки и ускорение процесса исследований. Для этого установка содержит две платформы (П), первая П имеет упор ортогональной фиксации и установлена соосно плите между второй П и плитой. На
„„SU 1441061 А1 образующей поверхности первой П выполнены четыре диаметрально противоположных взаимно перпендикулярных паза. Установка имеет узел крепления корпуса инклинометра, выполненный в виде двух штурвалов (Ш), цилиндра и сменной цанги удлиненной формы с разрезными пазами в торцовых частях.
Резьбовыми соединениями Ш связаны с цилиндром. Последний жестко связан с диском червячно-зубчатой передачи.
Цанга установлена внутри Ш соосно с диском 15. Упор выполнен в виде профилированного штока с пружиной и ma рового фиксатора с плоской пружиной, установленных на дополнительной П с
П. Благодаря такому выполнению узла крепления повышаются точность и дос- С товерность оценки метрологических характеристик инклинометра. Эта весьма актуально для инклинометров, у кото- > рых преобразователи выполнены в виде ортогональных феррозондов. Наличие дополнительной П позволяет быстро и точно ориентировать ортогонально дискретно корпус инклинометра в плос- «© кости горизонта. 1 з.п.ф-лы, 7 ил. Ф « 1441061 Изобретение относится к метрологическому обеспечению геофизических исследований скважин и может быть использовано на предприятиях, выпускающих скважинную аппаратуру, в метрологической службе производственных организаций, в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях для выполнения технологичес- 10 ких процессов настройки инклинометров, в частности регулировки чувствительных элементов и балансировки под-. вижных частей по отношению к опорным базисам, а также для выполнения комп- 15 лекса экспериментальных исследований новых типов инклинометров и их стендовых испытаний. Цель изобретения — повышение точности настройки и ускорение процесса исследований инклинометров. На фиг.! приведена установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометров, общий вид; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — 25 вид А на фиг.1; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг,2; на фиг.5 — разрез В-B на фиг. 2; на фиг. 6 — Разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг.7 — расположение взаимно перпендикулярных пазов на нижней основ- 30 ной платформе установки, подпружиненного упора и шарового фиксатора, Установка содержит U образную подставку 1 в виде плиты 2 и двух вертикальных стоек 3 и 4„нижнюю основную платформу 5 с узлами 6 крепления к стационарному основанию, верхнюю .платформу 7 с консольно закрепленными в ней полуосями 8 и 9, опоры 10 и 11 вращения, узел 12 крепления корпуса 40 инклинометра, три диска 13-15 червячно-зубчатых передач, лимбы 16-18 с, делениями грубого отсчета задаваемых углов, два узла 19 и 20 резьбового крепления, три подпружиненных червя- 45 ка 21 -23, лимбы 24-26 точного отсчета задаваемых углов, дополнительную . платформу 27, подпружиненный упор 28 ортогональной фиксации, стационарное основание 29, шпильки 30-32 со сферическими торцами, контргайки 33-35, профилированные шайбы 36, винты 37" 39, два штурвала 40 и 41, цилиндр 42, технологическую платформу 43, сменную цангу 44 удлиненной формы с раэрезны55 ми пазами в торцовых частях, винт 45, накидную планку 46, стопорный винт 47, плоскую пружину 48, шпильку 49 с ,контргайками, коромысло 50, штифт 51, плоскую пружину 52, шпильку 53 с контргайками, коромысло 54, штифт 55, плоскую пружину 56, коромысло 57, кулачок 58, треугольные индексы 5964, откидной фиксирующий упор 65, винты 66 и 67, профилированный шток 68, пружину 69, .шаровой фиксатор 70, плоскую пружину 71, винты 72 и четыре взаимно ортогональных паза 73-76 нижней основной платформы 5, Полуоси 8 и 9 связаны посредством опор 10 и 11 вращения с верхними тями двух вертикальных стоек 3 и 4 U-образной подставки 1, Первый диск 13 червячно-зубчатой передачи жестко связан с плитой 2 и расположен горизонтально и соосно второму диску 15, жестко связанному с узлом 12 крепления корпуса инклинометра, а третий диск 14 установлен в вертикальной плоскости, жестко связан с верхней платформой 7 и размещен на одной из ее полуосей 8 соос:o с ней. Три лимба 16-18 с делениями грубого отсчета задаваемых углов установлены параллельно дискам 13-15 червячно-зубчатых передач. Два из них — лимбы 17 и 18 грубого отсчета зенитного и визирного углов жестко связаны соответственно с третьим диском 14 и вторым диском 15, а третий лимб 16 грубого отсчета азимута выполнен в виде кольца и по" средством двух узлов 19 и 20 резьбо". вого крепления связан с плитой 2. Три подпружиненных червяка 21-23 связаны зубчатыми зацеплениями соответственно с дисками 13-!5 ° Три лимба 24-26 точного отсчета задаваемых углов установлены соответственно на червяках 21-23. Дополнительная плат-. форма 27 .имеет упор 28 ортогональной фиксации и установлена соосно плите 2 между нижней основной платформой 5 и плитой 2. В нижней основной платформе 5 (фиг.3) на ее образующей поверхности BblIIoJIHBHbl четыре диаметрально противоположных взаимно перпендикулярных паза 73-76, Узлы 6 крепления нижней основной платформы 5 к стационарному основанию 29 выполнены в виде шпилек 30-32 со сферическими торцами, связанных реэьбовыми соединениями с отверстиями в нижней основ" ной платформе 5, и контргаек 33, 34 и 35. Сферические торцы шпилек механически связаны с профилированными шайбами 36, которые посредством винтов 37 жестко связаны с основанием 29. Опары 10 и 11 вращения полуосей 8 и 9 связаны с вертикальными стойками 3 и 4 посредствам винтов 38 и 39. Узел 12 крепления корпуса инклиномет5 ра выполнен в виде двух штурвалов 4041, цилиндра 42 и сменной цанги 44 удлиненной формы с раэрезными пазами в торцовых частях, Штурвалы 40 и 41 связаны резьбовыми соединениями с ци- 1Q линдром 42, который жестко связан со вторым диском 15 червячно-зубчатой передачи. Внутри штурвалов 40 и 41 соосно с диском 15 установлена сменная цанга 44 или технологическая плат 1б форма 43, Сменная цанга 44 предназначена для крепления корпуса инклинометра, а технологическая платформа 43, плоская поверхность Д которой выполняется 20 строго перпендикулярно образующей по-< верхности Е цилиндра, зажимаемого посредством резьб штурвалов 40 и 41, предназначена для горизонтирования верхней платформы 7. Узлы 19 и 20 25 резьбоваго крепления кольца лимба 16 грубого отсчета азимута содержат (сечение Б-Б на фиг. 2) винт 45, накидную планку 46 и стопорный винт 47. Червяк 21, входящий в зубчатое зацепление с Зо диском 13 плиты 2, подпружинен плоской пружиной 48, которая механически связана посредством шпильки 49 с " контргайками " с плитой 2 и коромыслом 50, поворачивающимся вокруг штифта 51 (сечение В-В на фиг.2). Червяк 22, входящий в зубчатое зацепление с диском 14 верхней платформы 7, подпружи-. нен плоской пружиной 52, которая механически связана посредством шпильки 4р 53 с контргайками с вертикальной стойкой 4 и коромыслом 54, поворачи" вающимся вокруг штифта 55 (сечение Г-Г на фиг. 2), Червяк 23, входящий в зубчатое зацепление с диском 15, подпру" 4В жинен плоской пружиной 56, механичес- ки связанной с коромыслом 57 и кулачком 58, Лимб 24 точного отсчета азимута снабжен треугольным индексом 59, жестко связанным с плитой 2. Лимб 25 точного отсчета зенитного угла снабжен треугольным индексом 60, жестко связанным с вертикальной стойкой 4. Лимб 26 точного отсчета визирного угла снабжен треугольным индексом 61, жестко связанным с верхней платфор-. мой 7. Лимбы 16, !7 и 18 грубого отсчета задаваемых углов также снабжены треугольными индексами 62, 63 и 6l 64, свяэанпыми coo7ветственна с дополнительной глатформой 27, вертикальной стойкой 4 и верхней платформой 7, Узел 12 крепления корпуса инклинометра связан с верхней платфар" мой 7 посредством откидного фиксирую" щего упора 65. Диск 14 связан с лимбам 17 грубого отсчета зенитного угла посредством винтов 66, а диск 13с плитой 2 посредствам винтов 67. Упор 28 ортогональной Фиксации выполнен в виде прафилираванного штока 68 с пружиной 69 и шаровага фиксатора 70 с плоской пружина:"т 71, установленных диаметральна противоположно на дополнительной платформе 27 с возможностью одновременного взаимодействия с двумя пазами 73, 75 или 74, 76 из четырех в нижней основной платформе 5 при фиксированном положении относительно нее дополнительной платформы 27. Плоская пружина 71 шарового фиксатора 70 крепится к образующей поверхности плиты 2. Предлагаемое устройство работает в два этапа, Первый — этап точной пространственной ориентации самой установки, т.е. совмещение ее базиса (правой прямоугольной системы координат) с опорным базисом, образованным вектором ускорения свободного падения и горизонтальной составляющей полного вектора напряженности геомагнитного поля. Второй - собственно фиксированная ориентация обьекта исследования (инклинометра) на заданные азимут, зенитный и визирный углы. На первом этапе, заключающемся в подготовке установки к работе, шпильки 30-32 вместе с профилированными шайбами 36 посредством винтов 37 крепят к стационарному основанию 29. На плоскости плиты 2 против одного из узлов 6 крепления к стационарному основанию устанавливают оптический квадрант КО-10 (КО-30 и др.), выставленный в нулевое положение. Путем вращения U -образной подставки 1, установки оптического квадранта на плите 2 напротив каждо" ro узла 6 и вращения шпилек 30, 31 и 32 осуществляют горизонтирование плиты 2, после чего положение шпилек 30 31 и 32 фиксируют контргайками 33, 34 и 35, Затем в узел 12 крепления корпуса инклинаметра устанавливают ентацию планки 46. Далее, путем обратного вращения червяка 22 устанавливают зенитный угол, равный 0, и посредством обратного вращения штурвалов 40 и 4! дополнительное приспособление (цилиндр с буссолью) освобождают и удаляют иэ узла 12, Лимбы 18 и 26 соответственно грубого и точного отсчетов визирного угла в нулевое положение устанавливают в процессе работы с исследуемым объектом — инклинометром и предварительного выставления на первом этапе не требуют, На втором этапе исследуемый объJ ект — инклинометр вместе с цангой 44 устанавливают в цилиндр 42 узла 12 крепления и посредством вращения штурвалов 40 и 41 фиксируют неподвижно. Путем вращения червяков 21, 22 и 23 корпусу инклинометра задается любое пространственное положение в диапазоо нах азимута — 0-360, зенитного yrО о 25 ла — 0-90, визирного угла 0-360 Вращение червяка 21, связанного зубчатым зацеплением с диском 13, который посрецством винтов 67 жестко связан с плитой 2, приводит к развороту 30 в азимуте U -образной подставки 1, и соответственно самого инклинометра. Вращение червяка 22, связанного зубчатым зацеплением с диском 14, который посредством винтов 66 жестко связан с лимбом 17 грубого отсчета зенитного угла, установленным на верх" ней платформе 7, приводит к повороту на зенитный угол верхней платформы 7 посредством вращения ее полуосей 8 и 9 в опорах 10 и ll связанных с U-образной подставкой винтами 38 и 39, Виэирныи угол задают путем вращения червяка 23 и соответственно диска 15, жестко связанного с цилиндром 42 узла 12 крепления корпуса инклинометра. Откидной фиксирующий упор 65 служит для предотвращения вращения цилиндра 42 с диском 15 относительно верхней платформы 7 при вращении штурвалов 40 и 42 при установке цанги 44 с инклинометром в узле 12 крепления его корпуса. Значения задаваемых угловых параметров пространственной ориентации корпуса инклинометра считывают по по казаниям лимбов 16-18 грубого и лимбов 24-26 точного отсчетов с помощью треугольных индексов 59-64 с точностью †угл.мин. Червяки 21-23 вводят5 !44!061 технологическую платформу 43, которую путем вращения штурвалов 40 и 41 закрепляют в цилиндре 42 узла 12 неподвижно, Оптический квадрант устанавли5 в ают на поверхность Д технологической платформы 43 и ориентируют в плоскости наклона, Посредством вращения червяка 22 и контроля индикатора оптического квадранта технологическую, 1О платформу 43 выставляют горизонтально. При этом, лимб 25 точного отсчета зенитного угла путем вращения при неподвижном червяке 22 выставляют в нулевое положение. Техническая реализация конструктивного исполнения позволяет при этом установить треугольный индекс 63 напротив "нуля" лимба 17 грубого отсчета зенитного угла. Далее, оптический квадрант устанавли- 2р вают на технологической платформе 43 в плоскости вертикальных стоек 3 и 4, т.е. в плоскости, перпендикулярной плоскости наклона, и осуществляют контроль горизонтального положения поверхности Д технологической платформы. Затем путем обратного вращения штурвалов 40 и 41 технологическую . платформу 43 освобождают и удаляют из узла 12 крепления. Следующей операцией является совмещение плоскости наклона с направлением на север магнитного меридиана. При этом, в узел 12 крепления устанавливают дополнительное приспособление — цилиндр с закрепленной на нем буссолью (типа ОБК-1), которое также с помощью штурвалов 40 и 41 закрепляют неподвижно в узле 12. При ориентации оси цилиндра на север магнитного меридиана бус- 40 соль ориентируют в нулевое положение, Затем вращением червяка 22 осуществ0 ляют наклон узла 12 на 90 и путем плавного вращения плиты 2 в плоскости горизонта, посредством вращения 45 червяка 21, выполняют совмещение плоскости наклона с направлением на север магнитного меридиана, что регистрируется нулевым показанием буссоли. При этом лимб 24 точного отсчета азимута при неподвижном положении червяка 21 устанавливают в нулевое положение, Лимб 16 грубого отсчета азимута путем вращения на плите 2 также устанавливают в нулевое положение, после чего,, кольцо лимба фиксируется накидкой планкой 46 и винтом 45 узлов 19 и 20 крепления, в которых стопорный винт 47 обеспечивает радиальную орис разрезными пазами в торцовых частях позволяет повысить точность ориентации корпуса инки:.гометра по отношению к главной оси установки, что повьш ает точность настройки и достоверность оценки метрологических характеристик инклинометра и что весьма актуально для инклинометров, в состав которых входит преобразователь азимута, выполненный в виде трех ортогональных жестко закрепленных в корпусе феррозондов. Оснащение установки дополнительной платформой с узлом ортогональной фиксации, в виде расположенных диаметрально противоположно на дополнительной платформе подпружиненного профилированного штока и шарового фиксатора, установленных с возможностью взаимодействия с взаимно перпендикулярными пазами, выполненными в основной платформе„ позволяет быстро и точно осуществить операцию по ортогональной дискретной ориентации корпуса инклинометра в плоскости горизонта, что ускоряет процесс исследования инклинометров. 1. Установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометров, содержащая U-образную подставку в виде плиты и двух вертикальных стоек, нижнюю основную платформу с узлами крепления к стационарному основанию, верхнюю платформу с консольно закрепленными в ней полуосями, которые связаны посредством опор вращения с верхними частями двух вертикальных стоек U-образной подставки, узел крепления корпуса инклинометра, три диска червячно-зубчатых передач, первый из которых жестко связан с плитой и расположен горизонтально и соосно второму диску, жестко связанному с узлом крепления корпуса инклинометра, а третий диск установлен в вертикальной плоскости, жестко связан с верхней платформой и размещен на одной из ее полуосей соосно с ней, установленные параллельно дискам червячно-зубчатых передач три лимба голубого отсчета задаваемых углов, два из которых — лимбы грубого отсчета зенитного и визирного углов жестко связаны соответственно с третьим и вторым дисками, а третий лимб грубого 144106! Я ся н зацепление с зубчатыми дисками 13-15 посредством пружин 48, 52 и 56, шпилек 49 и 53 и кулачка 58, путем поворота коромысел 50, 54 и 57 вокруг штифтов 51 и 55 и поворота кулачка 58. Такое конструктивное исполнение червячно-зубчатых пар позволяет осуществить быстрое ручное вращение дисков 13, 14 и 15 пар качественной оценке работоспособности исследуемых объектов. Для настройки, регулировки и экспериментальнь х исследований феррозондовых инклинометров, в частности для обеспечения ортогональности и го- 15 риэонтальности осей их чувствительности, а также для оценки распределения систематических погрешностей в о . опорных точках диапазона азимута (О 90, 180, 270 ), необходима быстрая ортогональная дискретная ориентация корпуса инклинометра в плоскости го— риэонта. Это обеспечивается следующим. Путем оттягивания профилированного штока 68, при сжатии пружины 69 25 подпружиненного упора 28 ортогональной фиксации выходят из жесткого сопряжения дополнительная платформа 27 и нижняя ocYoâêàÿ платформа 5, что позволяет осуществить вручную орто- 3ц Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я гональный поворот U îáðàçíîé подставки 1 вместе с дополнительной платформой 27 относительно нижней основной платформы 5, т,e, в плоскости горизонта. При этом дополнительная платформа 27 вместе с U-образной подставкой 1 вращается до тех пор, пока шаровой фиксатор 70, подпружиненный плоской пружиной 71, которая установлена на дополнительной платформе 27 пос- 4О редством винтов 72, не войдет в оче— редной паз (один из четырех ортого— нальных пазов 73-76) нижней основной платформы 5. Далее путем введения профилированного штока 68 -в противо в . 4> положный паз нижней основной платформы 5 осуществляется точная ортогональная фиксация U-образной стойки I при ее ориентации в азимуте. После завершения работ по настройкеи экспериментальным исследованиям инклинометр вынимают из узла крепления 12 посредством обратного вращения штурвалов 40 и 41. Выполнение узла кРепления коРпуса инклинометра в виде двух штурвалов, связанных посредством резьбовых соединений с цилиндром и размещение внутри них сменной цанги удлиненной формы (14410 отсчета азимута посредством двух узлов резьбового крепления связан с плитой, три подпружиненных червяка, связанных зубчатыми зацеплениями с, rz дисками, и три лимба точного отсчета задаваемых углов, установленные на червяках, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности настройки и ускорения процесса иссле- 1О дований, она снабжена дополнительной платформой, которая имеет упор ортогональной фиксации и установлена соосно плите между нижней основной . платформой и плитой, а в нижней ос- 16 ковкой платформе на ее образующей поверхности выполнены четыре диаметрально противоположных взаимно перпендикулярных паза, при этом узел крепления корпуса инклинометра выпол- 2п 61 10 нен в виде двух штурвалов, цилиндра и сменной цанги удлиненной формы с раэрезными пазами в торцовых частях, причем штурвалы связаны резьбовыми соединениями с цилиндром, который жестко связан с вторым диском червячно-зубчатой передачи, а сменная цанга установлена внутри штурвалов соосно с диском. 2, Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что упор ортогональной фиксации выполнен в виде про» филированного штока с пружиной и шарового фиксатора с плоской пружиной, установленных диаметрально противоположно на дополнительной платформе с воэможностью одновременного взаимодействия с двумя пазами из четырех в нижней основной платформе. 1441061 Фиг.2 ВША В-8 по5ернуво и Фиг.5 Г-Г! 44!06! Составитель А. Цветков Техред д. олейник " Корректор С. Шекмар Редактор И. Сегляник Тираж 532 Подписное Г ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 6256/36 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная 4
