Устройство для измерения курса движения подземного объекта

 

Совхоз Советских

Социалистических

Республик

<1» 734402 ( (53) М Кл (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 446637 (22) Заявлено 21.12.77 (21) 2558170 22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 25.05.80

Е 21 В 47/024

Государственный комитет (53) УДК 622.243. (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. А. Орлов

Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (? 1 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КУРСА ДВИЖЕНИЯ

ПОДЗЕМНОГО ОБЪЕКТА

Изобретение относится к области дистанционного измерения курса движения подземных объектов, например пневмопробойников, и может найти применение для измерения азимутальных углов буровых скважин и определения в них границ аномальных зон.

По основному авт. св. ¹ 446637 известно устройство для измерения курса движения подземного объекта, содержащее фазовые усилители, преобразователь, регистратор и магнитный датчик, выполненный в виде индукционного треугольника, подключенного через фазовые усилители к двум параллельным сельсин-приемникам, роторы которых развернуты один относительно другого на 90 и закреплены жестко на оси, подключенной через редуктор к исполнительному двигателю, связанному с роторной обмоткой одного из сельсинов, при этом роторная обмотка второго сельсина подключена к индикатору (11.

Недостатком данного устройства является то, что оно не дает непосредственную информацию о местоположении объекта по азимуту на участке действия случайного магнитного поля (так как показания стрелочного индикатора на этом участке не верны) и о повороте, произошедшем внутри участка, оператор узнает в виде общего (суммарного) отклонения только по выходе из чего.

Отсутствие непосредственной информации о повороте на участке случайного магнитного поля ведет к ошибкам параллельного скоса. Вероятность увеличения этих ошибок возрастает с увеличением протяженности участка действия случайного магнитного поля.

Цель изобретения — повысить точность

1в в определении местоположения подземного объекта по азимуту при наличии случайных магнитных полей на трассе движения.

Для этого в устройство для измерения курса движения подземного объекта введен пятипроводный кольцевой потенциометр, два токоотвода которого с разносом на 180 запитаны напряжением постоянного тока, а остальные три токоотвода с разносом в 120 соединены с сигнальными обмотками индукционного треугольника. причем ось кольцевого потенциометра жестко связана со стрелочным индикатором.

Введение дополнительного пятипроводного кольцевого потенциометра со стрелочным индикатором и источником постоянного

734402

Hp H,+ H„! эо э

4О

4s

so

И тока, дает возможность оператору непрерывно следить за изменением направления движения подземного объекта по курсу на протяжении всеи трассы, этим самым исключается не контролируемые интервалы случайного магнитного поля, приводившие к ошибкам параллельного сноса.

На чертеже представлена электрическая блок-схема предложенного устройства.

Устройство состоит из генератора 1 возбуждения, индукционного треугольника 2, который сигнальными обмотками 3 через фазовые усилители 4 подключен к двум параллельно включенным статорным обмоткам

5 и 6 сельсин-приемников. Роторы 7 и 8 сельсин-приемников развернуты один относительно другого на 90 и жестко закреплены на оси А, подсоединенной посредством редуктора 9 к исполнительному двигателю

10. Ротор 8 подключен к входу усилителя 11.

Ротор 7 подключен к милливольтметру 12 (индикатору). На оси А закреплен стрелочный индикатор 13 следящей системы. Пятипроводный кольцевой потенциометр 14 со стрелочным индикатором 15 запитан двумя токоотводами с разносом в на 180 напряжением от источника 16 постоянного тока.

Остальные три токоотвода кольцевого потенциометра 14 с разносом в 120 соединены с сигнальными обмотками индукционного треугольника 2.

Работает устройство следующим образом, На прямолинейном участке трассы, на котором отсутствуют случайные магнитные поля, напряжение сигнальных обмоток индукционного треугольника 2 по экранированному кабелю через фазовые усилители 4 поступает на параллельно включенные статоры двух сельсин-приемников 5 и 6. Результирующие магнитные потоки Фреэ 5 и

Ф„„ 6 имеют одно направление, определяемое распределением токов в сигнальных обмотках 3 индукционного треугольника 2 и совпадающее с направлением вектора горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Эти результирующие потоки индуктируют соответствующие напряжения в обмотках 7 роторов и 8. Напряжение с обмотки ротора 8 подается на вход усилителя 11 следящей системы, исполнительный двигатель 10 которой через редуктор 9 поворачивает ротор 8 .в согласованное положение, соответствующее углу о = 90 относительно результирующего поля статора. Так как роторы закреплены на одной оси со сдвигом на 90, то стрелочный индикатор 13 следящей системы характеризует направление вектора горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, а напряжение на милливольтметре 12, снимаемое с обмотки ротора 7, соответствует модулю этого вектора (Нт).

В «точке согласования» изменение напряжения на кольцевом потенциометре приводит к изменению напряжения на миллиS

1s

zo и вольтметре 12 при неизменном положении стрелочного индикатора 13 следящей системы, т. е. в этой точке направление результирующего поля кольцевого Ьотенци— ометра совпадает с результирующим внешним полем.

В рассматриваемом случае на прямолинейном участке трассы без магнитных включений показания стрелочных индикаторов

13 следящей системы и 15 кольцевого потенциометра 14 в точке согласования должны быть одинаковыми, равными начальному согласованию.

Азимутальный поворот объекта на трассе без включений характеризуется поворотом стрелочного индикатора 13 следующей системы при неизменном напряжении на милливольтметре 12.

Если же на прямолинейном участке трассы действует случайное магнитное поле, искажающее вектор горизонтальной составляющей магнитного поля Земли (Нт), то в этом случае в распределении тока в сигнальных обмотках участвует вектор горизонтальной составляющейърезультирующего магнитного поля, равный где Н„ — вектор горизонтальной составляющей магнитного поля помехи.

В статорных обмотках 5 и 6 сельсин-приемников результирующие магнитные потоки в одинаковой степени изменяются как по величине, так и по направлению. Стрелочный индикатор 13 следующей системы отрабатывает угол на направление Hp, а напряжение на роторной обмотке 7 соответствует модулю этого вектооа (Й), отличного от первоначального (Н„), Поворотом оси кольцевого потенциометра 14, на которой закреплены два токоотвода с разносом на 180 находят«точку согласования». В этой точке показание стрелочного индикатора 13 следящей системы должно строго соответствовать показанию стрелочного индикатора 15 кольцевого потенциометра 14.

В случае, когда в интервале случайного магнитного поля происходит поворот объекта показания стрелочных индикаторов 13 и

15 в «точке согласования» будут не одинаковыми. Разница в показаниях есть не что иное как угол поворота объекта в зоне действия поля.

Таким образом, зная в любой точке трассы изменения направления движения подземного объекта по курсу, исключают возникающие от случайных магнитных полей не контролируемые интервалы, ведущи к ошибкам параллельного сноса, тем самым повышается точность в определении местоположения объекта по азимуту..

73«02

Формула изобретения

Составитель И. Карп;I чи нская

Текред К. Шуфрич Корректор М. Шароши

Тираж 626 Подписное

Редактор Г. Мозжечкова

Заказ 2028141

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП «Патент> Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для измерения курса движения подземного объекта, например пневмопробойника, по авт. св. ¹ 446637, отлича ои1ееся тем, что, с целью повышения точности в определении местоположения подземного объекта по азимуту при наличии случайных магнитных полей на трассе движения, оно снабжено пятипроводным кольцевым потенциометром, два токоотвода которого с разносом на 180 подключены к источнику постоянного тока, а остальные три токоотвода с разносом в 120 — к сигнальным обмоткам индукционного треугольника, причем ось кольцевого потенциометра жестко связана со стрелочным индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 446637, кл. E 21 В 471024, 1973 (прототип). о