Устройство для определения отклонения от вертикали при измерении кривизны скважин

 

OllHCAHME

ИЗОБРЕТЕНИЯ (,.) 558I- -".8

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.11.75 (21) 2188892, 10 (51) М. Кл.2 G 01С 9/02 с прпсое ttttetttte t заявки № осударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 28.06.77 (53) УДК 528.541(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. И. Трофимов, Б. М. Кербель и С. Д, Степаниченко

Первое отделение Томского ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнического института им. С. М. Кирова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЯ

ОТ ВЕРТИКАЛИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ КРИВИЗНЫ СКВАЖИН

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения искривления скважин ма101гo диаметра при углах искривления до 3 .

Известны устройства для измерения кривизны скважин, основанные на преобразовании отклонения маятника от вертикали или продольной оси прибора в электрический сигнал (1)

Недостатком этих устройств является их низкая чувствительность прп измерении малой кривизны. Повышение же чувствительности связано со значительным ростом .габаритов устройств, что делает их непригодным для измерения кривизны скважин малого диаметра.

Известно также устройство для измерения малых (до 4 ) углов отклонения оси скважжин от вертикали (2).

Этот прибор содержит маятниковый чувстВительный элемент и стеклянный стаканчик с плавиковой кислотой. При отклонении маятника от оси прибора вместе с ним отклоняется и державка стаканчика с плавиковой кислотой, при этом углы отклонения осей отвеса и державки обратно пропорциональны длинам плеч шарниров до точки их сочленения.

К недостаткам устройства следует отнести одноразовость его действия, отсутствие электрического выхода и низкую точность измерения. Кроме того, к недостаткам устройств со свооодно перс»cùài0ùttìñÿ маятником относится болыпая постоянная времсни1

Напоолсс близким по технической сущности к описываемому устройству является инклино5 метр, служащий для измерснпя малых углоз отклонения от вертикали (3), содержащий корпус, подвешенный в нем маяп1пк, преобразователь и измерительный прибор.

Это устройство имеет Недостаточную чувст10 вительность при измерении малых углов от1 ЛОНCН11Я И ООЛЬШX IO ПОСТОЯ НHУIО ВРСМЕНИ.

Д:IH повышения чувcтвитсльttocTII, pItcIII ttpcнпя рабочего диапазона в сторону ма1btx углов и уменыпения постоянной времени в пред15 ложенном устройстве преобразователь выполнен в виде закрепленного в всрхней части маятника П-образного I opoitttcла с вертикальными плечами, образованными пьезоэлектрическими бр сками с систсмамп электродов, код20 ной из которых подключен генератор элсктр 1ческих колебаний, к другой — измерительный прибор. Перемещение брусков î p3ttlt÷cl10 упорами, например микромстрпческпмп винтами, установленными в корпусе.

25 На чертеже приведена принципиальная схема ОппсыВаез!Ого устройства, Внуrp» кopttyca 1 которого расположен маятник 2, свободно качающийся в опорах, например подшипниках качения. Вертикальные плечи П-образного коЗО ромысла маятника представляют собой пьсзоr> >r> q 1:I q

2д

50

Составитель Л. Колюбакина

Тскред М. Семенов Корректор А. Николаева

Редактор С. Хейфиц

Заказ 1257/3 Изд. № 462 Тираж 904 Подписное

ЦНИИПИ Государственпого комнгета Совета Министров СССР по делам изобрсте шй и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 электрические оруски (пьезоэлементы) 3 ll 1, каждый из которых снабжен дву мя системами электродов б и b, к одной из которых подкл1очен генератор электрических колебаний, к другой — измерительный прибор. Перемещение плечей коромысла (пьезоэлектрических брусков) ограшгчивается уч1орными микрометрическими вгн тами 7, установленными в корпусе, Электрическое соединение пьезоэлементов с гснераторо I электрических колебаний и измерительным прибором осуirlccTB;Iÿeòñÿ через кабельный разъем 8, Устройство работает следующим образом.

Гerlcpa; ор, подключенный к системе электродов б каждо-о из пьезоэлемен — îâ 3 и 4, возбуждает в них мехаш1ческие колебания, которые вызыва1от появление разности потенциалов на второй системе б, Г1ри отклонении устройства от вертикали маятник через вертикальное плечо П-образного коромысла создает продольное усилие на соответствующем знаку отклонения пьезоэлементе. Под действием усилия изменяются амплитуда механических колебаний пьезоэлемента и, соответственно, разность потенциалов на выходной системе электродов б, которая служит мерой отклонения устройства от вертикали.

Таким образом, в устройстве исключено перемещение, как промежуточное действие преобразования измерения угла наклона в электри1ескнй сигнал. Это позволяет значительно увеличить чувствительность устройства и дает возможность измерять углы наклона в диапазоне ог О до 1;1ри малых диаметрах скваж1ш.

1г,роме того, жесткие сочленения маятника с пьсзообразоватслями и через опоры с корпусом исключают его колебания при резком изменении угла наклона, т. е. значительно уменьшается постоянная времени устройства.

Увеличение уровня выходного сигнала повышает помехоустойчивость устройства, что очень важно прп проведении геофизических исследований.

Чувствительность электрического выхода устройства, составляющая 2,2 В/град., позволяет измерять отклонения скважин от вертикали в пределах Π— 1 .

Формула изобретения

Устройство для определения отклонения от вертикали при измерении кривизны скважин, содержащее корпус, подвешенный в нем маятник, преобразователь и измерительный прибор, о т л и ч а Io Ilt, å е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, расширения рабочего диапазона в сторону малых углов и уменьшения постоянной времени, в нем преобразователь выполнен в виде закрепленного в

5 верхней части маятника П-образного коромысла с вертикальными плечами, образованными пьезоэлектрическими брусками с системами электродов, к одной из которых подключен генератор электрических колебаний, к дру10 гой — измерительный прибор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. С. С. Сулакшин. «Искривление скважин».

Госгеологтехиздат, М., 19бО.

15 2. Лвторское свидетельство № 150798, М.

Кл. Е 21В 47/022, 19б1.

3. Патент CIIIA № 3143719, кл. 33б — 30, опубл. 04.08.б4 (прототип).