Устройство для определения азимутального угла скважины

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (11) 60267 1 (51) М. Кл.

Е 21 В 47/02 (22) Заявлено 11.05,76 (21) 2359792/22-03 с присоединением заявки №

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано1 5.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 27.03.78 (53) УДК 622.241.7 (088.8) (72) Автор изобретения

О, В. Тарханов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОГО

УГЛА СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения азимутальных углов скважин.

Известен преобразователь азимута, содер- 5 жаший поплавок с магнитной стрелкой, размещенные в герметичном корпусе. Поплавок, расположен на роторе, связанном с воздушным, трансформаторным преобразователем угла, которь1й соединен с тремя парами ци- тл линдрических обмоток, расположенньгх на оси подвижной системы и в корпусе (1), При повороте магнитной стрелки в соответствии с направлением магнитного поля

Земли сигнал на выходе трансформаторного 15 преобразователя пропорционален положению магнитной стрелки.

Недостатками такого вида преобразователя являются сравнительно низкая чувствительность из-за использования воздушного транс-30 форматора и низкая точность передачи сигнала по амплитуде.

Наиболее близким решением к изобретению является преобразователь, содержащий корпус, поплавок, на котором размещен ротор Л с двумя магнитными стрелками. Ротор уст ройства связан с трансформаторным преобразователем угла. Между магнитными стрелками помещена центрирующая струна (2).

Недостатки преобразователя — низкая чувствительность трансформаторного преобразователя и малая надежность из-за подвижных токоподводов у роторной обмотки, 11ель изобретения - повышение надежности работы и чувствительности устройства, Указанная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено ферромагнитным кольцом, жестко связанным с корпусом и размещенным концентрично относительно одного из магнитов, имеющего продольную намагниченность, а второй магнит размещен в статоре, который жестко связан с корпусом, при этом диамагнитная трубка установлена концентрнчно относительно струны.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг, 2 — схема соединения обмоток, Устройство содержит немагнитный корпус 1 с полуосями 2 и 3, В основаниях

602671 корпуса жестко установлена центрируюшая струна 4.

Концентрично относительно оси центрируюшей струны свободно установлена диамагнитная труба 5 с прецизионными. поцшипни- 5 камн скольжения в основаниях, На трубе в верхней части жестко размешен чувствительный элемент, выполненный в виде магнитной стрелки 6, В средней части на трубе жестко уста- lp новлен плоский магнит 7 с центральными о углами в 60

С нижним концом трубы жестко соединен цилиндрический магнит 8 с продольным намагничиванием, магнит 8 свободно разме- 15 шен внутри ферромагнитного кольца 9, жестко связанного с корпусом и установленного концентрично относительно магнита 8, Плоский магнит свободно размещен внутри статора 10, который жестко связан с 20 корпусом через диэлектрические изоляторы 11, На статоре размещены Шесть обмоток, о каждая из которых занимает угол в 60, Обмотки соединены в две трехфаэные "звезцы", включенные параллельно и встречно, И

Устройство работает слецуюшим образом, Под цействием магнитной пружины, возникаюшей между магнитом 7 и статором 10, магнитом 8 и кольцом 9, система, состоя- 80 шая из трубы 5, чувствительного элемента

6, магнитов 7 и 8 зависает в воздухе. С другой стороны, под действием сил тяжести корпус 1 благодаря наличию полуосей 2 и 3 устанавливается вертикально. При этом чувствительный элемент (магнитная стрелка)

6 устанавливается по магнитному полю Земли.

При изменении магнитного азимута скважины измеряется и расположение элемента 4О

6. Но вместе с ним изменит свое положение и магнит 7. Таким образом, магнитному азимуту скважины соответствует определенное размешение магнита 7, С другой стороны, индуктивные сопротив-4о ления обмоток зависят от углового положения магнита 7 и изменяются по синусоио дальному закону со сдвигом в 60 относительно цруг друга, В соответствии с этим изменяются и падения напряжения на соответствуюших обмотках:

U = О„sin g. Sjg ugly

02= U Б ИА ЬО .ЫПЩ (2)

03= 0 Sin C(+42O 51П щФ+12о (3)

0 =0 51п 4+480 .Sin %4+420 (4) ,U = U Sin А+24о sin вы+240 (5) U 0 Sin <+300 ь п свС+240 (6) Поскольку "звезды" включены встречно, то между "нулевыми" узлами "звезд" появится напряжение и *о-u +u -о+о -u (т) оо q 2 3 4 5 6 выражения (1) — (6) и используя тригонометрические формулы преобразования, получим

0 = 0 cog(2<-eel) (8) где d. - азимутальный угол поворота чув° ствительного элемента 6 и магнита 7.

Благодаря исключению в устройстве поцвижных токопроводов, поплавка и благодаря выходному сигналу по фазе удается повысить надежность и чувствительность устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения азимутального угла скважины, содержащее корпус, центральную струну, диамагнитную трубу и жестко связанные с ней магниты, статор и чувствительный элемент, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы и чувствительности, оно снабжено ферромагнитным кольцом, жестко связанным с корпусом и размещенным концентрично относительно одного из магнитов, имеющего продольную намагниченность, а второй магнц т размещен в статоре, кото)рый жестко связан с корпусом, при этом диамагнитная труба установлена концентрично относительно струны, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР ф.285860, кл. Е 21 В 47/02, 1968.

2, Авторское свидетельство СССР

¹ 262805, кл, Е 21 В 47/02, 1968.

602671

Фик2

Составитель В. Гончаров

Редактор Э. Шибаева Техрец А. Богдан Корректор Л. Нвбопа

Заказ 1811/30 Тираж 734 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ф/5

Филиал ППЛ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4