Гироскопический инклинометр

 

(-< ка)с

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмн

Соцналмстическмк

Реслублнк (iii 785468

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.01.79 (21) 2715559/22-03

{51) М,К . с присоединением заявки №вЂ”

Е 21 В 47022

Гасударственный кемнтет (23) Приоритет —

Опубликовано 07.12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 17.12.80 (53) УДК 622.243 (088.8) пв делам нзобретеннй н етврытнй (72) Авторы изобретения

Б. Ф. Ермилов и Е. И. Орлов

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (7l ) Заявитель

{54) ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ИНКЛИНОМЕТР

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для съемки вертикальных н наклонных скважин.

Известен инклинометр для съемки вертикальных скважин, в котором используется гиростабилизатор индикаторного типа, относительно которОго производятся измерения азимута скважин, а зенитный угол оси скважины измеряется с помощью уровня.Измерения азимута и зенитного угла оси скважины производятся дистанционно фотоэлектрическим способом (1J.

Недостатком этого инклинометра является то, что им не измеряют зенитные углы меньше семи угловых минут. Это вносит большую погрешность при съемке вертикальных скважин. Кроме того, уход гиростабилиэатора полностью входит в ошибку измерения азимута оси скважины, что также вносит погрешность в съемку.

Известен инклинометр, содержащий гироскоп направления; датчик зенитного. угла, устройство измерения азимута, датчик угла рассогласования между устройством измерения азимута и гироскопом направления, 2 исполнительный двигатель следящей системы (21.

Азимут оси скважины измеряют потенциометром, корпус которого приводится в плоскость горизонта следящей системой и неизменно ориентируется относительно плоскости наибольшего наклона скважины, а движок, через карданный шарнир, с помощью следящей системы копирует положение главной оси гироскопа. Зенитный угол измеряется в плоскости наибольшего

10 наклона другим потенциометром, корпус которого связан с корпусом датчика азимута.

Недостатком этого инклинометра является то, что величина ухода гироскопа от заданного направления под воздействием внутренних и внешних сил полностью входит в погрешность . измерения азимута оси скважины.

Целью данного изобретения является повышение точности определения азимута скважины.

Указанная цель достигается тем, что инклинометр снабжен дополнительным гироскопом, счетно-решающим узлом, введенным в следящую систему, и коммутирующим блоком, при этом основной гироскоп уста785468 новлен в положении противоположном вектору кийематического момента дополнительного гироскопа, а выходы датчиком угла наклона и азимута через коммутирующий блок связаны с исполнительным двигателем следящей системы, причем датчик азимута соединен с счетно-решающим узлом.

На чертеже изображена схема инклинометра, В корпусе 1 прибора размещены коллектор 2; два гироскопа направления 3, 4; шторки 5, 6следящей системы; рамка 7 с датчиком азимута 8 и датчиком угла наклона 9 скважины; электромотор 10, устанав:ливающий рамку в плоскости наклона сква.:жины, жидкостный переключатель — уровень 11, корректирующий установку рамки; уровень 12 с электромотором 13, устанавливающим плоскость" датчика азимута ° в горизонтальное положение; щетка 14; движок 15 датчика азимута; ось вращения 16 рамки; следящая система, включающая фотосопротивление 17, 18; лампы подсветки 19, 20; электромотор 21; коммутирующее устройство 22 и счетно-решающее устройство 23.

Благодаря тому, что рамка 7 всегда устанавливается в плоскости наклона скважины, угол наклона регистрируется по положению щетки 14 с датчика угла наклона, Азимут скважины измеряется положением движка 15 на датчике азимута. Так как рамка находится в плоскости наклона скважины, ее ось Х вЂ” Х всегда горизонтальна. Уровень 12 с гидромотором 13 устанавливают плоскость датчика азимута горизонтально.

Следящая система, копируя положение шторок 5, 6, поворачивает ось вращения рамки, попеременно устанавливая движок датчика азимута относительно главной оси каждого из гироскопов. Команды на переключение следящей системы подаются автоматически при движении и нклинометра по скважине. Съем показаний происходит в два такта. В первый такт измеряются азимутальный угол относительно гироскопа напРавления 3 и подается в счетно-решающее устройство 23. Во второй такт коммутирую щее устройство 22 отключает выход датчика 18 и подключает выход датчика 17.

Тем самым следящая система устанавливает движок датчика азимута в том же направлении, какое занимает главная ось гироскопа 4. Измеряется азимутальный угол относительно гироскопа направления 4 и также подается а счетно-решающее устройство, на выходе которого получают азимут скважины как полусумму двух измерений.

Повышение точности определения азимута скважины позволит сократить расходы на бурение дополнительных замораживающих скважин при проходке стволов способом замораживания. Так при бурении 36 скважин для проходки ствола диаметром восемь метров из-за неточности определения координат забоя скважины дается перекрытие ледопородных цилиндров в 1 м, Формула изобретения

Гироскопический инклинометр, содержащий гироскоп, датчик азимута, датчик угла наклона скважины, следящую систему с иск полнительным двигателем, электромотор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения азимута скважины, он снабжен дополнительным гироскопом, счетно-ре цающим узлом и введенным в слезр дящую систему коммутирующим блоком, при этом основной гироскоп установлен в положении, противоположном вектору кинетического момента дополнительного гироскопа, а выходы датчиков угла наклона и азимута через коммутирующий блок связаны с исполнительным двигателем следящей системы, причем датчик азимута соединен с счетно-решающим узлом.

Источники информации, -принятые во внимание при экспертизе

1. Труды ВНИМИ. Сборник 87, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 166289, кл. Е 21 В 47/022, 1964.

Составитель И. Карбачннская

Редактор T. Авдейчнк Техред К. Шуфрич Корректор Л. Иван

Заказ 8791/33 Тпраж 626 Подписное

- ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4