Инклинометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реснублик

<п977741 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

Р М Кп з

E 21 В 47/02 (22) Заявлено16.03.81. (2 ) 3261666/22-03 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень ¹ 44. (53) УДК 622. . 242 (088. 8) Дата опубликования описания 30.11.82

1 (72) Авторы изобретения

В.Г.Терешин, В.П.Ильчанинов, С.М.Ивин и P.È.Êðèíîíîcoâ уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ИНКЛИНОМЕТР

Изобретение относится к пронысло вой геофизике и может быть использовано в технологии измерения зенитных углов и углов азимута для пост- ° роения профиля искривленных скважин.

Известны инклинометры, содержащие измеритель зенитного угла (например, маятникового типа) и измеритель азимута (например, трехстепенной гироскоп) (1).

Данные инклинометры являются недостаточно точными для определения азимута. Ими невозможно проводить непрерывные измерения в процессе движения по скважине, Известен также ннклинометр для определения зенитного угла и азимута, содержащий корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде маятника с нулевой маятниковостью, подвес которого приводится во вращение. валом электродвигателя, устройство для съема сигнала (2 l.

Недостатком такого инклинометра является наличие погрешностей измерения из-за влияния угловых ускорений, которые могут достигать значительных величин, и малой собственной частоты колебаний чувствительного элемента.

Пель изобретения — повышение. собственной частоты колебаний чувствительного элемента и точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в инклинометре, содержащем корпус чувствительный элемент, подвес кото рого приводится во вращение валом электродвигателя, устройство для съема сигнала, чувствительный элемент выполнен в виде двух инерционных масс, кинематически связанных между собой и снабженных регулируемыми упругими ограничителями утла поворота.

На чертеже изображена схема инклинометра.

Инклинометр содержит корпус 1, чувствительный элемент, выполненный в виде двух инерционных масс — кольца 2, которое свободно сидит на оси

3, и маховика 4, расположенного на той же оси внутри кольца 2, подвес 5, чувствительного элемента, электродвигатель 6, устройство 7 для съема сигнала и.регулируемые упругие ограничители угла поворота 8. Кольцо

2 кинематически связано с маховиком

4 (например, с помощью зубчатой пе30 релачи 9).

977741! Инклннометр работает следующим образом.

В процессе движения инклинометра по наклонной скважине на чувствительный элемент во вращающемся от двигателя б подвесе 5 (кольцо 2 и маховик 4),установленных в корпусе 1, начинают действовать моменты центробежных и кориолисовых сил инерции, под влиянием которых чувствительный элемент начинает колебаться с частотой прину-1 дительного вращениями относительно оси 3. Уравнение динамики такой механической системы с учетом кинематической связи инерционных масс 2 и 4 посредством зубчатой передачи 9 15 (передаточное отношение ) записывается следующим образом: ()„. „„) р.Ър СК (Э -3,)й. )P =

= (3 -Z «3„- „ !)(iSineS!n94+

+ecosa+)-Р„-3„, )(. МИ ВсОВ6И

- e sia A.K ) где 3,3,3 - моменты инерции кольца

Я Ъ относительно осей Х Y,1; 25 !,! =! — моменты инерции маховика относительно соответствующих осей; — угол поворота кольца, замеряемый с помощью устройства для съема сигнала 7;

К - удельный коэффициента момента упругих сил, действующих на чувствительный элемент со стороны pery- З5 лируемых ограничителей поворота 8;

b — удельный коэффициент момента демпфирования,действующего на чувствитель.40 ный элемент относительно оси 3; азимут; зенитный угол.

34 45

Если необходимо, чтобы 1= —, е ЛМ то инерционные моменты кольца 2 и маховика 4 от переносных ускорений и 4 взаимно компенсируются, а уравнение движения чувствительного 50 элемента имеет вид

3„(+ — ) +51«(K>+(<-ý,)9 )p

31М

"-R(a<-Зъ)(АБ!и & э!и ЯИ+ОСОБ М и погрешности в измерении угловых скоростей,а бц 9 и g от переносных ус- . корений, э„нр и О отсутствуют.

По вынужденным колебаниям кольца

2 с помощью устройства для съема сигнала 7 определяют угловые скорости

Q в и О и В, а затем зенитный угол и азимут (2) ..

Диапазон частот точного измерения угловых скоростей определяется собственной частотой колебаний чувствительного элемента, которай с учетом (3) выражается следующей формулой:

К !«Я. (3g-3g) М 3„Ц«3 3- 4 )

Наличие упругих регулируемых ограничителей угла поворота позволяет повысить собственную частоту колебаний чувствительного элемента до заданного предела (10-20 Гц), тем самым улучшить точностные и динамичес-: кие характеристики.

Следует также отметить, что с помощью данных ограничителей можно регулировать максимальный угол отклонения чувствительного элемента, который для заданной точности измерений может считаться заданным (от нескольких десятков минут до 5-7),, Благодаря выполнению чувствительного элемента в виде двух инерционйых масс, кинематически связанных между собой, и наличию регулируемых упругих ограничителей угла поворота чувствительного элемента предлагаемый инклинометр выгодно отличается от известных. формула изсбретения

Инклинометр, содержащий корпус, чувствительный элемент, подвес которого связан с валом электродвигателя, узел для съема сигнала, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения собственной частоты колебаний и точности измерений, чувствительный элемент выполнен в виде двух инерционных масс, кинематически связанных между собой и снабженных регулируемыми ограничителями угла поворота.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михайловский В.Н. и Иванов С.К.

Измерение кривизны скважин. Изд.-во

AH Украинской CCP 19б0.

2. Авторское свидетельство СССР

М б63826, кл. Е 21В 47/022, 1979.

977741

Составитель И. Карбачинская

Редактор Н.Кешеля Техред Т.Иаточка Корректор Н.Король Закаэ 9156/44 Тираж 623 Подпионое

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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