Скважинный гравиметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Ьатс| СКОМЬ СВИДЕТЕЛЬСтВЮ

Союз Ссеетсиик

Социалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42с, 44

Заявлено 01,|||.1963 (№ 823011/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08.||.1966. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 14.IV.1966

МПК G Olc

УДК 550.831(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

84k(N, ЗРД1|

П. И. Лукавченко В. Ф. Демченко и M. A. Белкит I>) 1" Т- -|П 60-!

1 (>g; ..g | j ь-" МОТЕЛЕ, Авторы изобретения

Заявитель

СКВАЖИННЪ|Й ГРАВИМЕТР

Изобретение относится к области гравиметрических измерений в скважинах с целью определения плотности горных пород в естественных условиях их залегания.

Известны кварцевые скважинные гравиметры, содержащие кварцевую чувствительную систему, температурный компенсатор, оптическую систему и измерительное устройство.

Предложенный гравиметр отличается от известных тем, что в измерительном устройстве установлены электромагнитные счетчики, связанные через знакочувствительное реле, коллектор и редуктор с измерительным микровинтом, а температурный компенсатор выполнен в виде последовательно соединенных между собой кварцевых рамок, оси вращения рычагов которых жестко связаны с основной рамой чувствительной системы. Такое конструктивное выполнение гравиметра позволяет повысить точность и упростить дистанционные измерения силы тяжести.

На чертеже представлена принципиальная схема скважинного гравиметра.

Гравиметр содержит кварцевую упругую чувствительную систему, температурный компенсатор, оптическую систему, измерительное устройство.

Упругая кварцевая система построена по принципу упругой системы наземного гравиметра типа ГАК. Она состоит из главной пружины 1, маятника 2, нитей подвеса маятника

3, диапазонной пружины 4, измерительной компепсационной пружины 5, измерительной рамки б, нитей подвеса измерительной рамки

7, Упругая система укреплена на основной раме 8.

Температурный компенсатор представляет собой систему из трех-четырех рамочных компенсаторов, содержащих кварцевые нити 9, 10, 10 11, 12, кварцевые рычаги 13, 14, 15, нити подвеса 1б, 17, 18 кварцевых рычагов, неподвижные рамки 19, 20, 21, подвижную рамку 22, нити подвеса 28 этой рамки, пружину 24 компенсации криволинейности температурного

15 коэффициента. Упругая система и температурпый компенсатор укреплены на одной и той же основной раме 8 и представляют собой единый кварцевый монолит.

Оптическая система гравиметра состоит из

20 электрической лампочки 25, конденсора 2б, объектива 27, подвижного зеркала 28, делительной призмы 29.

Измерительное устройство включает измерительный микрометрический винт 30, ци25 линдрический редуктор 31, связывающий микрометрический винт с электродвигателем 82, цилиндрический редуктор 38, связывающий коллектор 84 с электродвигателем 82 и микрометрическим винтом 80, две контактные щет30 ки 85, служащие для замыкания тока при вра179486 щении коллектора 84, диапазонный винт 86.

Все перечисленные части измерительного устройства монтированы на собственно гравиметре, заключенном внутри скважинного снаряда (не показан).

В пульте управления размещены следующие элементы измерительного устройства: знакочувствительпое реле 88, посылающее импульсы тока на электромагнитные счетчики 89 и

40, миллиамперметр 41 контроля тока, подаваемого на электродвигатель 82 и реле 88, миллиамперметр 42 контроля тока накала лампочки 25, реостат 48 регулировки тока накала лампочки, реостат 44 регулировки тока в цепи электродвигателя, переключатель тока 45 в цепи электродвигателя, гальванометр 46 фототока. Пульт управления связан с гравиметром посредством семижильного каротажного кабеля (не показан).

Принцип действия измерительного устройства заключается в следующем. При измерении ускорения силы тяжести (например, при ее увеличении) маятник 2 вместе с зеркалом

28 отклоняется вниз от своего исходного положения, в результате .чего световой поток, посылаемый зеркалом 28 на делительпую призму 29, большей своей частью сместится на нижнюю ее грань и попадет на нижний фотоэлемент 87, вызвав появление разностного тока в цепи гальванометра 46. Чтобы привести маятник 2 в исходное положение, включают электродвигатель 82, который, вращаясь, через редуктор 81 одновременно вращает микровинт

80 и редуктор 83, связанный с коллектором

84. При вращении микровинт 80 поднимается вверх, растягивая компенсационную пружину

5, изменение величины деформации которой компенсирует увеличение силы тяжести и обеспечивает возвращение маятника 2 и зеркала

28 в исходное положение.

При вращении микровинта 30 редуктор 81 посредством редуктора 83 одновременно вращает коллектор 34, который, замыкая цепь на щетках 85, подает электрические импульсы на реле 88, а через реле «а электромагнитные счетчики 89 или 40. Редуктор 88 рассчитывается таким образом, чтобы при одном обороте микровинта 80 коллектор 84 делал сто или кратное ста число оборотов и соответственно посылал такое же число электрических им5 пульсов на электромагнитные счетчики 89 или

40, которые в цифрах выдают долю оборота и полные обороты микровинта. После того как маятник 2 с зеркалом 28 вернулись в исходное положение, определяемое отсутствием тока

10 в цепи гальванометра 46, на счетчике 39 или

40 (в зависимости от направления вращения микровинта 80) снимают цифровые отсчеты.

Умножив разность отсчета, полученного на любой глубине в скважине по отношению к

15 исходной глубине, на цену деления отсчетного устройства, получают приращение силы тяжести в миллигалах между этими глубинами.

Списанное устройство позволяет получить цифровой отсчет с точностью до 0,002 оборота

20 мнкровинта, что при цене одного оборота микровинта в 20 мгл обеспечивает точность измерения силы тяжести в 0,04 мгл. Отсчетная система без заметных погрешностей может работать в условиях резко изменяющегося тем25 пературного градиента вдоль скважины. Габариты устройства позволяют применить его в приборе диаметром в 50 — 60 мм.

30 Предмет изобретения

Скважинный гравиметр, содержащий кварцевую упругую чувствительную систему, температурный комп енсатор, оптическую систе35 му, измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения дистанционных измерений, в измерительном устройстве установлены электромагнитные счетчики, связанные через знакочув40 ствительное реле, коллектор и редуктор с измерительным микровинтом, а температурный компенсатор выполнен в виде последовательно соединенных между собой кварцевых рамок, оси вращения рычагов которых жестко

45 связаны с основной рамой чувствительной системы.

179486

Заказ 726/14 Тираж 750 Формат бум. 60Х9У/а Объем 0,24 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва. Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2

ЗФ зз

Составитель 3. П. Попова

Редактор И. Г. Карпас Техред Л. К. Ткаченко

Корректоры: О. Б. Тюрина и Ю. М. Федулова