Устройство для измерения угланаклона скважины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск и к

Соцмалистнческик

Республик ()802534 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.02.79 (21) 2721561)22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02.81 (51) М. К .

Е 21 В 47/02

Государственный комитет (53) УДК 622 241. 7 (088. 8) иа делам изобретений и открытий (72) Авторы и и М. 3. Исм гилов (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в системах управления проводкой наклоннонаправленных скважин.

Известен преобразователь угла наклона скважины, содержащий маятник, укрепленный в карданном подвесе и трансформаторный или индуктивный преобразователь угла поворота ((11.

Известно также устройство для измерения угла наклона скважины, содержащее корпус, укрепленный на карданном подвесе магнитный маятник, преобразователь угла наклона и феррозонды, обмотки возбуждения которых соединены последовательно.

В этом устройстве ток питания, одинаковый для обоих феррозондов, создает в их объемах переменные поля возбуждения.

Из-за неидентичности феррозондов при вертикальном положении устройства ЭДС, наводимые этими полями в сигнальных обмотках, не равны по амплитуде и сдвиг фаз между ними отличается от 180 . Поэтому взаимная компенсация этих ЭДС в сигнальных обмотках не происходит и на выходе устройства присутствует ЭДС небаланса. При отклонении феррозондов от вер2 тикали под действием вектора магнитной индукции опорного поля в сигнальных обмотках наводится ЭДС, однозначно зависящая от зенитного угла скважины. На эту ЭД( (полезный сигнал) накладывается ЭДС небаланса (помех) . В лучших образцах феррозондов, где достигнута максимальная идентичность параметров, ЭДС небаланс;. превышает полезный сигнал в сотни и ть.сячи раз (21.

Недостагком этого устройства является

1о низкая точность измерений при малых зенитных углах, обусловленная помехой в виде ЭДС небаланса.

Целью изобретения является повышеннс точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя усилителями и фазовращателем, один из усилителей включен между обмоткой возбуждения одного феррозонда и входом фазовращателя, а другой — между обмоткой возбуждения другого феррозонда и выходом фазовращателя.

Компенсация ЭДС небаланса осуществляется подбором амплитуд и фазового сдвига между токами питания феррозондов.

802534

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1, наружное карданное кольцо 2, цилиндрический магнит 3, укрепленный в рамке 4, центр тяжестнкоторой смещен относительно оси подвеса грузом 5, два феррозонда 6 и 7 с обмотками 8 и 9 возбуждения и сигнальными обмотками 10 и 11, усилитель 12 и 13 и фазовращатель 14.

Устроиство работает следующим образом.

На обмотку 8 возбуждения феррозонда 6 переменный ток питания поступает через усилитель 12, а на обмотку возбуждения 9 феррозонда 7 — через последовательно соединенные фазовращатель 14 и усилитель 13 tg

Токи питания создают в объемах феррозондов переменные поля возбуждения. При вертикальном положении устройства ось цилиндрического магнита 3 перпендикулярна продольной оси феррозондов 6 и 7, и ЭДС, 0 пропорциональная углу наклона скважины, равна нулю. Из-за неидентичности феррозондов ЭДС, невидимые переменными полями возбуждения в сигнальных обмотках, не равны по амплитуде, сдвиг фаз между ними отличается от 180, и на выходе устройст- zs ва присутствует ЭДС небаланса.

Компенсация ЭДС небаланса осуществляется следующим образом. Амплитуды и фазы ЭДС в сигнальных обмотках определяются амплитудами и фазовым сдвигом токов питания феррозондов. Амплитуды то36 ков питания и сдвиг фаз между ними изменяются усилителями 12 и 13 и фазовращателем 14, так, что амплитуды ЭДС в сигнальных обмотках будут равны друг другу, а фазовый сдвиг между ними равен 180 . При этом в сигнальных обмотках происходит вычитание этих ЭДС до нуля. Если корпус грибора вместе с феррозондами отклоняется от вертикали, а продольная ось магнита сохраняет горизонтальное положение, стержни феррозондов подмагничиваются, и на выходе сигнальных обмоток появляется ЭДС, однозначно зависящая от угла наклона скважины.

Использование новых элементов-усилителей и фазовращателей выгодно отличает предлагаемый феррозондовый преобразователь угла наклона скважины от прототипа, так как позволяет уменьшить ЭДС небаланса, обусловленную неидентичностью феррозондов. В результате повышается точность преобразования, снижаются требования к идентичности феррозондов, что уменьшакт затраты на изготовление устройства.

Испытания устройетва показали, что

ЭДС небаланса снижается более чем на порядок по сравнению с прототипом, при этом точность преобразования зенитных углов повышается до 3угл. минут. Известные преобразователи зенитных углов имеют точность 0,5 .

Формула изобретения

Устройство для измерения угла наклона скважины, содержащее корпус, укрепленный на карданном подвесе маятник, феррозонды с обмотками возбуждения, отличаюи1ееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя усилителями и фазовращателем, причем один из усилителей включен между обмоткой возбуждения одного феррозонда и входом фазовращателя, а другой — между обмоткой возбуждения другого феррозонда и выходом фазовращателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 486132, кл. Е 21 В 47/022, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 492649, кл. Е 21 В 47/02, 1975.

802534

Составитель И. Карбачинская

Редактор Ж. Рожкова Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 10068/40 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

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

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