Устройство для измерения зенитного и апсидального углов скважинного прибора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«и926260 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080280 {21 ) 2896010/22-03

f53 ) М. Кл.з с присоединением заявки Мо

Е 21 В 47/022

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 0705.82. Бюллетень И9 17 З1УДК 622.241. .7 (088.8) Дата опубликования описания 070582 (72) Автор изобретения

i с

Н. A. Бачманов

{71)заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИ Я ЗЕНИТНОГО

И ЛПСИДАЛЬНОГО УГЛОВ СКВЛЖИННОГО ПРИБОРА

Изобретение относится к техничес- ким изделиям и может быть использовано в геологоразведочной технике при разработке малогабаритных инклинометров и ориентаторов с повьваенными параметрами точности и надежности работы, а также и в других приборах.

Известен прибор для г.реобразования углов положения скважины в пространстве, включающий корпус, источник света, приемник света и расположенный между ними с возможностью поворота экран, выполненный из непррзрачного материала в форме плоского кулачка (1) .

Недостатки укаэанного устройства, кроме технологических трудностей изготовления, заключаются в том, что зона нечувствительности при переходе от участка кулачка малого диаметра к участку кулачка большого диаметра, лифт оси вращения кулачка, шероховатость рабочей поверхности и оседание на этой поверхности частичек пыли и влаги, в подземных условиях эксплуатации прибора в скважине создают на выходе приемника лучистой энергии фон помех, снижающих чувствительность н точность работы преобразователя.

Известно устройство для измерения зенитного и апсидального углов скважинного прибора, включающее корпус, источник света, приемник света, закрепленный на вращающемся держателе, непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное кольцо со щелью (2).

Недостатком этого устройства яв1п ляются большие габариты и низкая надежность работы.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения зенитного и ансидального углов скважинного прибора, включающем корпус, источник. света, приемник света, закрепленный на вращающемся держателе, непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное кольцо со щелью, диск имеет отвес, а оси вращения диска и держателя совпадают с осью корпуса. Устройство снабжено рамкой с отвесом и оси вращения диска и держателя перпендику25 лярны осй корпуса, à ocb рамки совпадает с осью корпуса..

В корпусе установлены два устройства и оси вращения дисков с отвесами и оси держателей перпендикулярны друг.

З0 другу, а также оси корпуса.

926260

На фиг.l представлен пример кон-структивного решения устройства для измерения апсидальных углов; на фиг.2для измерения апсидальных и зенитных углов1 на фиг.З вЂ” форма электрических импульсов в приемниках света; на 5 фиг. 4 — устройство для измерения зенитных углов.

Фигуры содержат следующие позиции:

1 — непрозрачный диск с прорезью, 2 источник света, 3 и 4 — приемники све-1О та, 5 — держатель, б — двигатель, 7 ось, 8 — подшипник, 9 — прозрачный диск, 10 — прозрачный диск с непрозрачным кольцом 11 со щелью, 12 опорный поток света, 13 — информационный поток лучистой энергии, 14 корпус скважинного прибора, 15 — отвес, закрепленный на диске 1, причем ось вращения этого диска совпадает с осью вращения держателя 5 и осью скважинного прибора, 16 — рамка, на которой размещены все элементы, 17 ось рамки, 18 — подшипники, 19 отнес, под действием которого находится рамка 16. Оси вращения рамки 16 и диска 1 вэаимоперпендикулярны. 2S

Датчик апсидальных углов работает следующим образом.

При развороте корпуса 14 скважинного прибора вместе с объектом ориентации в скважине разворачивается 39 н закрепленный в корпусе прибора прозрачный диск 10 с нанесенным на егo поверхность непрозрачным кольцом

ll и щелью. Непрозрачный диск с прорезью под действием отвеса 15 ориен- 35 тируется относительно апсидальной плоскости. Держатель 5 вращается с постоянной скоростью.

Во время его вращения приемник 3 .кратковременно освещается опорным 40 световым потоком 12, а приемник 4 кратковременно освещается информационным потоком 13 света. В результате в приемниках возбуждаются импульсы электрической энергии V„(t) и V (t), форма которых приведена на фиг.З. Время между импульсами Г пропорционально углу разворота корпуса, относительно апсидальной .плоскости.

На фиг.2 представлено устройство ., для измерения зенитных и апсидальных углов. Устройство состоит иэ двух датчиков углов. Каждый датчик содержит все элементы, представленные на фиг.l.

Датчики углов закреплены в корпусе скважинного прибора 14 так, что оси Б вращения чувствительных элементов 7, на которых закреплены диски 1, перпендикулярны между собой и оси скважинного прибора.

При отклонении оси скважинного при- ) бора от иертииали иа угол 6 очевидно, что tg В = - tg Q + Cg 9» где H зенитный угол; 6 - угол разворота под действием отвеса 15 диска 1 относительно диска 10 верхнего датчика; 6 - 65 угол разворота соответственно нижнего датчика.

0< = < („), 8 = Ч (C );

При вращении скважинного прибора вокруг оси при заданном зенитном угле

g (т.е. при изменении апсидального угла) по показаниям углов В., и Я можно определить величину апсидального угла.

По сравнению с известным предлагаемое устройство для измерения зенитных и апсидальных углов обладает высокой стабильностью и повышенной чувствительностью в работе.

Изменение параметров источника и приемника лучистой энергии от температуры, времени работы, колебаний питаю. щего напряжения и других полевых и подземных условий эксплуатации скважинных приборов практически не влияют на точность работы устройства,так как информацию о значении угла несет время между импульсами.

Устройство работает следующим образом.

При отклонении осН скважинного прибора от вертикали под действием отвеса 19 рамки 16 и отвеса 15 диск 1 развертывается в вертикальной плоскости

ы щель этого диска развертывается относительно щели диска 10 на Угол, равный углу отклонения оси скважинно-. го прибора от вертикали ° Время между импульсами,возникающими на приемниках

3 и 4, пропорционально этому углу.

Предлагаемое устройство в отличие от известного прибора имеет постоянную и высокую чувствительность во всем диапазоне от 0 до 360 угловых градусов измерения зенитных и апсидальных углов. Применяя известные в радиоэлектронике методы измерения временных интервалов, можно получить высокую чувствительность устройства— .1,3 угловых секунд.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения зенитного и апсидального углов скважинного прибора, включающее корпус, источник света, приемник света, закрепленный на вращающемся держателе, непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное кольцо со щелью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности работы, диск имеет отвес, а оси вращения диска и держателя совпадают с осью корпуса.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно снабжено рамкой с отвесом, причем оси вращения диска и держателя перпендикулярны оси корпуса, а ось рамки совпадает с осью корпуса..

926260

3. Устройство,о т л и ч а ю ще е с я, тем,что в корпусе установлены два устройства, причем оси вращения дисков с отвесами и оси держателей перпендикулярны друг другу и оси корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2578995/22-03, кл. Е 21 В 47/022, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2794532/22-93, кл. Е 21 В 47/022, 1979.

926260

Фиг.

Составитель В. Варламов

Техред М. Гергель

Корректор Н.Швыдкая

Редактор A.Êoçîðèç

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

Заказ 2922/22 Тираж 624 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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