Устройство для определения угла наклона и азимута

 

Изобретение может быть использовано в качестве инклинометра для непрерывного измерения кривизны скважины в процессе бурения. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. Устройство выполнено в виде полой сферы 3 с тремя светофильтрами 8 - 10 и внутри которой расположены постоянный магнит 5 с источником света 7, и подвешенной в опоре без сухого трения. С помощью светофильтров формированные лучи трех цветов проходят через регулярный световодный жгут 11 и регистрируются фотоприемниками 13 - 15, распределенными на три взаимно перпендикулярные группы и установленными на синхронно вращающемся диске 12, воспринимающие красный цвет - 13, синий - 14, желтый - 15. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 С 01 С 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ WHT СССР

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИЯ . К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4181393/24-10 (22) 14.01.87 (46) 23.09.89. Бюл.Р 35 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) M.З.Исмагилов, P.È.Àëèìáåêîâ и Ф.P.Ãàááàñoâ (53) 528.541(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1435941, кл. G 01 С 9/06, 26.05.86.

Авторское свидетельство СССР

У 1199916, кл. Е 21 В 47/02, 23.03 ° 84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА И АЗИМУТА (57) Изобретение может быть использо-; вансь в качестве инклинометра для не2 прерывного измерения кривизны скважины в процессе бурения. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. Устройство выполнено в виде полой сферы 3 с тремя светофильтрами 8 — 10, внутри которой рас-. положены постоянный магнит 5 с источником света 7, и подвешенной в опоре без сухого трения. С помощью светофильтров формированные лучи трех цветов проходят через регулярный световодный жгут,11 и регистрируются фотоприемниками 13 — 15, распределенными на три взаимно перпендикулярные группы и установленными на синхронно вращающемся диске 12, воспринимающие красный цвет — 13, синий †14, желтый — 15. 2 ил.

3 15095

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использов ан о для иэ мер ения азимута и угла наклона скважины в процессе, бурения.

Цель изобретения — упрощение конструкции за счет уменьшения числа фотопреобразователей и световодов. °

Ф

На фиг.l изображена схема устройства; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.l. 10

Устройство содержит каналы 1 для подачи и отвода сжатого воздуха, рабочий зазор 2, сферу 3, корпус 4, постоянный магнит 5, груз 6, источник 7 света, красный светофильтр 8, 15 желтый светофильтр 9, синий свето фильтр 10, регулярный световодный жгут 1! диск 12, группу фотоприемников 13, воспринимающих красный цвет, группу фотоприемников 14, вос- 20 принимающих синий цвет, группу фотоприемников 15, воспринимающих желтый цвет (выполненных на основе фотодиодов)4

Устройство работает следующим об- 25 разом.

Подается сжатый воздух через микроотверстия 1 в рабочий зазор 2 между сферой 3 и корпусом 4. В результате сфера 3 оказывается подвешенной 30 на тонкой воздушной пленке. Постоянный магнит 5 ориентирует сферу 3 по магнитному меридиану, а груз в плоскости горизонта. От источника 7 света, расположенного на магните 5 в центре сферы с помощью трех светофильтров (окна в сфере) . -красного 8,. желтого 9, синего 10 формируются световые лучи трех цветов. Далее эти лучи проходят через регулярный свето- 40 водный жгут ll и регистрируются фотоприемниками 13 — 15, установленными на синхронно вращающемся диске 12 и фотоприемники распределены на три . взаимно перпендикулярные группы; 45 воспринимающие красный цвет — 13, синий — 14, желтый — 15. Причем необязательно использование разных фотоприемников, чувствительных к разным цветам, можно снабдить достаточно широкополосные фотоприемники такими же светофильтрами, как в све- товых окнах сферы 3.

Угол наклона определяется по номеру сработавшего под действием желтого цвета фотоприемника из группы 15.

Одновременно со срабатыванием фотоприемника автоматически начинается отсчет времени.

Для определения азимута измеряют- . ся два временных промежутка: время с между последовательным срабатыванием двух фотоприемников: от желтого луча (зенит) ж одного из лучей, направленных вдоль постоянного магнита (в зависимости от того какой из лучей попадает в просматриваемое фотоприемниками поле);.время Т полного синхронного оборота диска, т.е. промежуток времени между двумя последовательными срабатываниями одного и того же фотоприемника (например, от желтого луча), По известным Т и v азимут находится аппаратным способом в блоке обработки. Время Т делится на 4, т.е. устанавливается соответствие /2 о радиан (или 90 ) некоторому времени

Далее, если зарегистрирован синий луч и v e t, то азимуту соответствует время c + /Т вЂ” c/; при ь r t азимуту соответствует время ь +

Если же зарегистрирован красный луч и (/Т вЂ” t/, то азимуту соответ ствует время с + t, при ) /Т вЂ” t/ азимуту соответствует время ь — /Т— t/. Полученное таким образом значение азимута можно выводить как в условных временных единицах, так и преобразовав в радианы или градусы.

Для повышения точности можно пре.дусмотреть измерение азимута по нескольким оборотам диска и последующее усреднение.

Предлагаемое устройство позволяет производить непрерывную регистрации параметров траектории при движении инклинометра в скважине, т.е. автоматизировать процесс бурения. Это необходимо для проведения точного бурения и для решения задач интерпретации данных геофизических исследований.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона и азимута, содержащее корпус с продольной осью, в сферической полости которого в воздушном подшипнике размещена сфера со смещенным центром тяжести, постоянным магнитом, источником света и двумя ортогональ ными каналами, первый иэ которых направлен от источника света параллельно оси постоянного магнита, а

Наоро3линие Зраи еииЯ

4Ьк 2

Составитель В.Сараханов

Техред И.Верес

Корректор Т.Малец

Редактор С.Патрушева

Заказ 5789/31 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1509589

6 второй перпендикулярно азимутальной оси корпуса сфера выполнена с третьим плоскости сферы, и световоды, входные каналом, направленным противоположно торцы которых равномерно распределены первому, в каждом из каналов размело поверхности сферической полости в . щен введенный светофильтр, цвет котопределах ее верхней полусферы, а ьы- рого отличается от остальных, фото-.

5 ходные торцы сопряжены с фотопреобра- преобразователи расположены на диске зователями, связанными с блоком обра- в виде радиальных равномерных рядов, Ьотки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, два из которых установлены по днаметчто, с целью упрощения конструкции 10 ру диска, третий перпендикулярно им, за счет уменьшения числа фотопреоб- а фотопреобразователи каждого из ря- разователей и световодов, оно снаб- дов выполнены чувствительными к оджено диском, установленным с возмож- ному из соответствующих светов светоностью вращения вокруг продольной фильтров.