Инклинометр

 

Союз Советскяк

Соцяапистянеских

Реснубляк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n)868056 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 040176 (21) 2309713/22-03 с присоединением заявки Й9— (511М. К,.з

Е 21 В 47/02

Государственнмй комитет

СССР но дмам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300981. Бюллетень Hо 36

Дата опубликования описания 3009.81 (53) УЛК 622 ° 241 ° .7.05(088.8) И.Г.Жувагнн, P.И.Кривоносов, E.A.Салон и В.A,Çàõàðîâ

t (72) Авторы изобретения

1

Всесоюзный научно-исследовательский ин итуФ-:,,:: .-. нефтепромысловой геофизики (71) Заявитель (54) HHKJIHHOMETP

Изобретение относится к исследованию скважин и может применяться при инклинометрии скважин и измерении ориентации скважин.

Известен ннклинометр, содержащий чувствительный элемент датчика азимута, выполненый на основе магнитной стрелки. Чувствительные элементы датчиков кривизны и положения отклонителя — маятникового типа. Чувствительные элементы связаны с подвижными элементами (роторами) датчиков, выполненных иа основе двухфазных воздушных фаэовращателей. При помощи фазовращателей угол поворота ротора преобразу- 15 ется в фазу выходного сигнала. В скважинном приборе фаза выходного сигнала преобразуется во временной интервал и последовательно с каждого датчика формируются посылки несущей частоты, 20 длительность которых несет информации о величине передаваемого параметра. В измерительной панели эти IIOcbUIки преобразуются в напряжение, величина которого пропорциональна изме- 25 ряемому параметру fl).

Однако у,.данного инклинометра недостаточная точность измерения азимута наклона скважины из-эа большого момента трения в подшипниках фаэовра- 30

2 щения по сравнению с моментом магнитной стрелки. Кроме того, в данном инклинометре фаза превращается во временной интервал в скважннном приборе, поэтому в результате измерения вносится погрешность эа счет изменения его температуры и скважинная айпаратура получается сложной, что снйжает ее надежность.

Известен также инклинометр, содержащий датчик азимута, включающий маятниковый узел и феррозонд, датчик импульсного направления, датчик зенитного угла, детектор, датчики соединены валом электродвигателя, линию

;связи, усилительно-преобразовательный блок, включающий усилитель и преобразователь, и регистратор (2).

Недостатками данного инклинометра являются малая точность измерения азимута наклона скважины при искрив" лении, близком к вертикальному, и необходимость расшифровки записанной регистратором кривой с введением поправки в результат измерения на негоризонтальность плоскости вращения ферроэонда. При этом поправка может значительно превышать измеряемую величину, существенно снижая измерения

868056 при больших (более 10OC) зенитных кого отметчика расположена на корпу углах. се.

Цель изобретения — повышение точ- Феррозонд 22, контакт 27 и аксености и обеспечение непрерывности лерометр 3 соединены с токосъемом

29 проводами, проходящими через геруказанная цель достигается тем, метичное отверстие внутри вала. То- . что маятниковый узел снабжен винтом, косъем служит для электрического сое5 жестко связанным с феррозондом, а динения вращающихся феррозонда и акусилительно-преобразовательный блок селерометра с электрической схемой, снабжен фазометром, причем выходы а также подачи напряжений к электро.датчиков через линию связи, усилите- механическому контакту. !

О ли и прес разователи Верхний конец соединяется с дзига ктора выходы телем через муфту 30 и редуктор 31. входы фазометра и детектора, вы

Редуктор крепится жестко к корпусу которых подключены к регистру.

На фиг. 1 изображен блок датчиков; 21, а к редуктору - корпус электро.на фиг. 2 — разрез А-A на фиг ° 1; двигателя °

3 .б — ма устройства. 15. В процессе измерения электродви.Иа фиг..4 — временные диаграммы .. 4 — диаграммы рабо- гатель 5 через редуктор 31 и муфту

30 вращает вал 6. Вместе с валом враты устройства, в качестве чувстви27 тельного элемента магнитн гнитного датчика щается акселерометр 3, контакт электромеханического отметчика 4, вил" которого используется феррозонд.

Г з

Конструктивно лок датчик б датчиков состо- 2О ка 19, винт 14 и феррозонд 22. Руз ит из цилиндрического корпуса орпуса 1 вин- 15 электродвигателем не вращается. тового маятника 2, акселерометр ета 3

4 Ри электромеханического отметчик . воздействия с тяжести груз 15 стреВинтовой маятник, акселерометр, мится сохранить вертикальное положеэлектромеханический Отметчик соеди- 25 ние стержня 25 и через подшипник 18 иены с электродвигателем 5 общим не позволяет отклоняться плоскости валом 6. вращения винта 14, а следовательно

Винтовой маятник Размещен в герме- и феррозонд 22 от плоскости горизонтичном отсеке корпуса. Снизу отсек закрывается крышкой 7 с уплотнитель- рр цри вращении винта в жидкости, ным резиновым кольцом 8. В крышке заполняющей плоскость отсека, созда-. имеется отверстие под пробку 9, чеется подъемная сила, направление коРез которое в отсек заливаетсЯ жид- торой противоположно силе тяжести, кость-ди л трик. Крышка может пере- приложенной к грузу 15. Конструкция мещаться под действием давления, из- щ винтового маятника выбирается из Ус" меняющегося внутри отсека при коле" ловия обеспечения полной разгрузки баниях температуры. Внутри отсека опор подвеса при заданной скорости

H e Tcsr- Ребра 10, котоРые слУжат для враз ения двигателя. цри.больших уг-. торможения вращения жидкостИ диэлек- лах наклона продольной оси прибора трика. Вал проходит внутрь:отсека из-за карданова преобразования возчерез отверстие, уплотняеьРе рези- и) никает неравномерность вращения вин.новым кольцом 11, вал вращается от- та и следовательно знакопеременные носительно корпуса в подшипниках нагрузки в Опорах подвеса.

12 13 Указанное действие аналогично виби !

Я

Винтовой маятник состоит из карда- рации и является благоприятным дл нова соединения вала .6 с винтом 14 45 уменьшения трения. и карданова подвеса груза 15 к кор- Блок-схема устройства (фиг. 2) пусу, внутренние рамки 16 и 17 кото- включает наземную часть, которая сос-. рых соединены подшипником 18. Карда" тоит из генератора 32 и измерительново соединение вала с винтом обра- ной панели 33. Генератор питает через зуют, вилка 19 вала, оси 20, внеш- 50 линию связи (каротажний кабель) 34 няя 21, а внутренняя 16 рамы. На и блок 35 питания все.электронные цевнутренней раме 16 жестко закрепле- пи скважинного прибора.. ны ферро"- нд 22, винт и внешняя обой- двигатель 5, акселерометр 3 и фа-ма подшипника 18. Карданов подвес,зометр 36 питаются переменным током. включает оси 23, внешнюю 24 и внут- К электромеханическому отметчи у к 37 реннюю 17 рамы. На внутренней раме подведено постоянное напряжение.

17 жестко закреплены груз 15, стерб а ф розонда соеСигнальная о мотка фер динена со входом избирательного усилиходится эл ектромеханический отметчик, N нику. С выхода р сл жит обойма 26 акселерометра. Элек- теля сигнал посту ост пает на первый вход служит о о ма е ставляет частотного модулятора 39, на него же тромеханический отметчик представляет в виде импульса на кото ом размещено поступает.напряжение в в собой маховик, на которо явного тока с электромеханичесизоляционно ц р

ОЕ КОЛЬ О С ПРОВОДЯЩИМ КОН- ПОСтОя — 6$ кого контакта в момент его замыкания. тактом 27. Щетка 28 электромеханичес- 65 кого к

8680 56 t.

Сигнал с акселерометра подается на вход усилителя 40 и далее по второму входу модулятора. С выхода часточного модулятора частотно-модулированный двумя поднесущими 41 и 42. сигнал поступает на усилитель 43 мощности и через него в линию связи.

На поверхности частотно-модулированный сигнал фильтруется от напряжения питания генератора фильтром 43 верхних частот и детектируется частотным детектором 44.

На выходе частотного детектора сигнал представлен смесью двух поднесущих частот, модулированных по ампли» туде с частотой вращения соответст- 35 венно акселерометра и феррозонда.

Смесь сигналов поступает на раздели-. тельные фильтры поднесущих 45 и 46.

С выходов фильтров разделенные по ка,налам сигналы поступают на фаэочувст- 2О вйтельиые выпрямители 47 и 48; опорные напряжения к которым подаются от . генератора 32 через фаэовращатели 49 и 50> фазовращатель является одно« . временно удвоителем частоты °

Сигналы с выходов фаэочувствительных выпрямителей представлеий перемейными напряжениями с частотой вращения акселерометра и ферроэойда, сдвиг по фазе.между которыми равен азимуту искривления скважины. Переменное напряжение с феррозонда несет также отметку в виде импульса. Фаза напряжения, соответствующая ему, равна азимуту ориентации. прибора.

Сигнал с фаэочувствительного 3blH рямителя поступает на вход усилйтеля«ограничителя 51 и далее к фазометру 52, а с фазочувствительного выпрямителя - на другой вход фаэометра.

С выхода фазометра напряжение посто- 40 янного тока, пропорционального азимуту наклона скважины, подается к рЕгистратору.

Сигнал-акселерометра с выхода фазочувствительного выпрямителя 18; tiocтупает также на детектор-преобразователь 53, откуда в виде напряжения постоянного тока, пропорционального синусу зенитного угла — к регистратору °

Сигнал ферроэонда с фазочувствительного выпрямителя поступает также на импульсное фазоизмерительное устройство 54, откуда в виде постоянного напряжения, пропорционального азимуту ориентации скважинного прибора — к регистратору.

Экономическая эффективность от внедрения устройства по предварительным расчетам составит 50 тыс.р. в год на один комплект и будет уточнена на стадии разработки рабочей документации и освоения серийного производства.

Формула изобретения

Инклинометр, содержащий датчик азимута, включающий маятниковый узел и феррозонд, датчик апсидального направления,. датчик зенитного угла, де- . тектор, датчики соединены валом электродвигателя, линию связи, усилительно-преобразовательный блок, включающий усилитель и преобразователь,и регистратор, отличающийся, тем, что, с целью повышения точности и обеспечения непрерывности измерения, маятниковый узел снабжен винтом, жестко связанным с феррозондом, а усилительно-преобразовательный блок снабжен фазометром, причем выходы датчиков через линию связи, усилители и преобразователи подключены на

-входы фаэометра и, детектора, выходы которых подключены к регистру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 462019, кл, E 21 В 47/02, 1976

2. Авторское свидетельство СССР

9 355338, кл. E 21 В 47/02, 1972.

8680 56

Составитель И.Карбачинская

Техред Й,.Асталош Корректор М. Демчик

Редактор П.Макаревич

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

Эаказ 8263/36 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москв „ E-35, Раушская наб., д.4/5