Инклинометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик („)972070 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14. 04. 81 (21) 3275460/22-03 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 07.1182 ° Бюллетень Йо 41

Дата опубликования описания 07. 11.82

151) М. Кл.

Е 21 В 47/02

Государствейный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622. 242:. (088.8) л (cd, ;r, КривоносоФ((""):: (Б.ч (о(72) Авторы изобретения

В.П. Ильчани нов, В.Г. Терешин, P. И. и Е.A. Салов (71) 3aявитель

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) ИНКЛИНОИЕТР

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения профиля наклонной скважины.

Известны инклинометры, у которых в качестве чувствительных элементов, измеряющих зенитный угол и азимут, используется физический маятник и трехстепенной гироскоп (1).

Недостатком данных инклинометров является невозможность проведения непрерывных измерений в процессе движения по скважине.

Известен также прибор для определения зенитного угла и азимута, содержащий корпус, чувствительный элемент (маятник), центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, устройство для съема сигнала и двигатель для вращения чувствительного элемента вокруг продольной оси скважины.

Данный инклинометр позволяет производить непрерывные измерения зенитного угла и азимута в процессе движения по скважине (2).

Недостатком такого инклинометра является сложность обработки выходных сигналов чувствительного элемента, несущих информацию о скоростях изменения зенитного угла и азимута, из-за необходимости замера фазы огибающей модулированного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Для достижения этой цели инклинометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, устройство для съема сигнала и двигатель для вращения чувствительного элемента вокруг продольной оси скважины, снабжен линейным акселерометром, установленном соосно с чувствительным элементом.

На чертеже изображен предлагаемый инклинометр, общий вид.

Инклинометр содержит корпус 1, внутри которого расположен чувствительный элемент (маятник) 2, центр тяжести которого совпадает с его осью 3 подвеса, блок 4 для съема сигнала, двигатель 5 для вращения чувствительного элемента 2 вокруг продольной оси скважины и линейный акселерометр 6, ось чувствительности которого совпадает с продольной осью скважины.

Инклинометр работает следующим образом.

Перед спуском в скважину прибор предварительно ориентируют по зенит972070

15 формула изобретения ному углу и азимуту. Затем чувствительный элемент (маятник) 2 приводят во вращательное движение от двигателя 5 вокруг вродольной оси скважины. В процессе движения инклинометра на чувствительный элемент 2 действуют 5 моменты центробежных и кориолисовых сил инерции, под влиянием которых маятник с помощью оси 3 поцвеса начинает колебаться с частотой принудительного вращения Й . Угол поворота чувствительного элемента В, замеренный блоком для съема сигнала, вЫражается следующей формулой

/ = КИ д эсо5(Я - Ч) > (1) где Кц — чувствительность измерителя; ш =тФт сгтМетв-модуль вектора углевод

Э скорости отклонения инклинометра в процессе движения по скважине;, з е

V=arctq — угол, определяющий по— ложение вектора угловой скоростио относительно исходной системы координат;

Π— зенитный угол, о — азимут, текущее время.

Смещение инерционной массы линей- З-р ного акселерометра 6 под действием гравитационного ускорения g равно и = )с gcose (2) где Kz- чувствительность линейного 35 акселерометра.

Из формул (1) и (2) видно, что по амплитуде огибающей А модулированного сигнала чувствительного элемента 4р во вращающемся подвесе можно определить модуль вектора угловой скорости отклонения инклинометра, лежащий в плоскости перпендикулярной продольной оси скважины 45 а по смещению инерционной массы линейного акселерометра — непосредственно зенитный угол

9 = агссоя (n/)у) (4)

Азимут, как это следует из полученных выражений (3) и (4), вычисляется по формуле

Предлагаемый инклинометр обладает по сравнению с известными аналогичными устройствами следующими преимуществами: более простой обработкой выходных сигналов, так как отпадает необходимость замера фазы огибающей модулированного сигнала чувствительного элемента; более высокой производительностью труда, так как необходимые измерения осуществляются непрерывно в процессе движения инклинсметра по скважине, и более высокой точностью, так как зенитный угол может быть непосредственно измерен линейным акселерометром.

Инклинометру содержащий корпус, расположенный в нем чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, -двигатель, блок съема сигнала, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений зенитного угла, он снабжен линейным акселерометром, который установлен в корпусе соосно с чувствительным элементом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михайловский В.Н. и др. Измерение кривизны скважин. Изд. AH

УССР, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

9 663826, кл. Е 21 В 47/022, 1979 (прототип).

Составитель И.Карбачинская

Редактор П. МакаревичТехред Ж.Кастелевич Корректор A.Ôåpåíö

Заказ 8502/19 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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