Инклинометр

 

О ПИ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»798279

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) З вявлеио 12.07.79 (21)2644479/22-03 (51)М. КЛ. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Е 21 В 47/022

Государственный комнтет

СССР но дмам нзобретеннй н открытнй .

Опубликовано 230181,Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23. 01. 81 (53) УДК 622. 243 (088. 8) (72) Автор изобретения

А. Г. Малюга (71) Заявитель (54) ИНКЛИНОМЕТР

Изобретение относится к геофизи ческим скважинным приборам для измерения параметров искривления скважин

Известен инклинометр, содержащий корпус, измерительную схему, датчик азимута, находящийся в карданном подвесе, включающим внешнюю и внутреннюю рамки t:o взаимно перпендикулярными осями вращения, три маятниковых датчика, включающие параметрические преобразователи углов и маятники, оси вращения которых взаимно перпен-. дикулярны, а один из них жестко и соосно соединен с внешней рамкой, внутри которой размещены два других маятниковых датчика (11 .

В известном инклинометре при малых зенитных углах (менее 5 ) вследствие

0 несовпадения плоскости ориентации внешней рамки-маятника с плоскостью . искривления скважины измерение углов и азимутов осуществляется с помощью размещенных во внешней рамке двух маятников И параметрических преобразователей, например реостатных, обеспечивающих получение электрических выходных сигналов, пропорциональных составляющим зенитного угла во взаимно перпендикулярных плоскостях.

При этом точность измерения азимута и зенитного угла в значительной степени зависит от точности измерения составляющих последнего. Точность измерения составляющих зенитного угла может быть повышена за счет увеличения чувствительности размещенных во внешней рамке маятниковых датчиков путем увеличения длины их маятннKОB

Однако удлинение этих маятников приводит либо к увеличению диаметра корпуса, либо к уменьшению диапазона

У измерения зенитных углов.

Известен также инклинометр, содержащий внешнюю и внутреннюю рамки, три маятниковых датчика, один из которых размещен на внутренней рамке, а два других на внешней, преобрщруа тели углов, измерительную схему 2) .

20 недостаток инклинометра — низкая точность измерения °

Целью данного изобретения является повышение точности измерения.парамет. ров искривления скважин, Указанная цель достигается тем, что преобразователь углов одного из расположенных на внешней рамке маятниковых датчиков выполнен двухсекционным, а маятниковые. датчики, размещен30 ные на внешней рамке, имеют разную

798279 длину и параллельные оси вращения, причем маятник, размещенный на внутренней рамке, имеет длину, равную длине большего маятника, размещенного на внешней рамке.

A также тем, что оси вращения размещенных на внешней рамке маятников совмещены, а двухсекционный преобразователь имеет разнесенные вдоль оси вращения внешней рамки секции. A также датчик двухсекционного преобра- О зователя снабжен конечным переключателем.

На фиг. 1 изображена схема выполнения инклинометра; на фиг. 2 - электрическая схема соединения преобразователей; на фиг. 3 — соосно установленные маятники, вид сбоку.

Инклинометр состоит из корпуса, электрической измерительной схемы и свободно вращающейся на вертикальной оси внешней рамки - маятника 1 (см. 2@ фиг. 1) с эксцентрично расположенным грузом 2. Для измерения аксидальных углов внешняя рамка — маятник 1 совместно с неподвижно закрепленным относительно корпуса преобраэователем (на чертеже не показаны) образует маятниковый датчик. Во внешней рамкемаятнике 1 размещены два других взаимно перпендикулярных маятниковых датчика, один из которых включает в себя маятник 3 и реостатный преобразователь с реохордом 4 и щеткой

5, а другой выполнен с двухсекционным реостатным преобразователем и двумя, отличающимися по длине, маятниками б и 7, последовательнореагирующими на возрастание, зенитного угла. Двухмаятниковая система датчика может быть различной по конструкции, например выполненной в виде плоской двухзвенной кинематической пары, имеющей две параллельные оси вращения и реализуемой путем шарнирного присоединения, маятника

7 к концу маятника 6. Для уменьшения габаритов внешней рамки-маятника

1 маятники б и 7 установлены в ней соосно с возможностью взаимодействия с разнесенными вдоль оси вращения рамки-маятника 1 секциями преобразователя, включающими соответственно реохорды 8 и 9 и щетки 10 и 11. Для осуществления возможности последовательного реагирования на возрастание зенитного угла маятников б и 7, последний соединен с щеткой 11, смещенной относительно центра его тяжести в сторону, противоположную размещению груза 2.

Каждый иэ маятников 3, б и 7 для ограничения их углового перемещения и предохранения щеток 5, 10 и 11 от повреждений снабжен упорами, жестко связанными с внешней рамкой-маятником

1.

Маятники 3 и б идентичны по конструкции и имеют по сравнению с маятником 7 большую длину, величина которой определяется поперечным размером внешней рамки-маятника 1 и максимальным зенитным углом, при котором происходит совмещение плоскос-, ти ориентации упомянутой рамки с плоскостью искривления скважин. Обычно величина этого угла, зависящая от конструктивных особенностей инклинометров, не превышает 5 . Исходя из чего, максимальные углы отклонения маятников 3 и б от оси вращения внешней рамки-маятника 1 должны. быть ipaaны углу б преимущественно равному

5 . Максимальный угол 6 определяето ся требуемым диапазоном измерения зенитных углов б скважин и равен б --б-6 . Для сохранения неизменным числа измерительных каналов, необходимых для регистрации отклонений маятников, в датчик с двухсекционным преобразователем и двумя маятниками введен чувствительный к зенитному углу конечный переключатель для поочередного включения в измерительную схему участков реохордов 8 и 9.

Конечный переключатель может быть различным по конструкции, однако должен срабатывать в момент отрыва маятника 7 от упора 12 или при соприкосновении маятника б с упором 13.Наиболее простым по конструкции является конечный переключатель, использующий выход щетки 10 с контактной дорожки реохорда 8 при достижении маятником б упора

13. При этом реохорды 8 и 9 должны быть последовательно включены в измерительную схему (фиг. 2) .

Для измерения азимута во внешней рамке-маятнике 1 над маятником 3 при помощи внутренней рамки карандова подвеса установлен горизонтальный датчик азимута (на чертеже не показаны), одна из осей врщения которого расположена в плоскости ориентации внешней рамки-маятника 1.

Инклинометр работает следующим образом.

При отклонении инклинометра на малый зенитный угол, при котором момент, вращающий внешнюю рамку-маятник, 1, недостаточен для установления плоскости ее ориентации в плоскости искривления скважины, измерение параметров последней осуществляют с помощью маятников 3 и б и соответствующих им преобразователей. При дальнейшем отклонении инклинометра происходит совмещение плоскости ориентации внешней рамки-маятника 1 с плоскостью искрйвления скважины, в результате чего щетка 5 под действием маятника 3 займет положение, при котором снимаемый с реохорда 4 выходной сигнал эквивалентен углу отклонения, равному 0

О

После этого щетка 10 под действием маятника 6,выходит иэ соприкосновения с монтажной дорожкой реохорда 8 (см.

198279

Формула изобретения фиг. 2), включая в измерительную схему величину собственного полного сопротивЛения, суммируемую с величиной сопротивления участка реохорда 9, зависящей от положения на его контактной дорожке щетки 11, перемещаемой маятником 7. При этом регистрируемый выходной сигнал будет эквивалентен величине измеряемого зенитного угла.

1. Инклинометр, содержащий внешнюю и внутреннюю рамки, три маятниковых датчика, один иэ которых размещен на внутренней рамке, а два других на 1$ внешней, преобразователи углов, измерительную схему, о т л и ч а ю щ.и йс я тем, что, с целью повышения точно-. сти измерения параметров искривления скважин, преобразователь углов одного щ из расположенных на внешней рамке маятниковых датчиков выполнен двухсекционным, а маятниковые датчики, размещенные на вшешней рамке, имеют разную длину и параллельные оси вращения, причем маятник, размещенный на внутренней рамке, имеет длину, равную длине большего маятника, размещенного на внешней рамке. 2. Инклинометр по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что оси вращения размещенных на внешней рамке маятников совмещены, а двухсекционный преобразователь имеет разнесенные вдоль оси вращения внешней рамки секции.

3. Инклинометр по пп. 1 и 2 отличающийся тем, что, с целью поочередного включения в измерительную схему секций преобразователя, датчик двухсекционного преобразователя снабжен конечным переключателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Разведочная и промысловая геофизика. М-, Л., Гостоптехнздат, 1953, вып. 5, с. ° 39-4 l.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2125322/03, кл . E 21 В 47/02, 1975 (прототип) .

ВНИИПИ Заказ 9973/36

Тираж 638 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4