Устройство для ориентирования датчиков магнитного поля

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее корпус с двумя основаниями, несущими маятниковь1й блок, выполненный в виде коаксиально размещенных основной и вспомогательной рамок, первая из которых имеет жестко закрепленный упор и датчик, электрически связанный с корпусом через неразрывные глухие контакты маломоментными токоподводами, а вторая - два упора, один из которых жестко соединен с ней и расположен в пазу корпуса , а другой подвижно установлен с возможностью взаимодействия с упором основной рамки, отличающееся тем, что, с целью повьииеиия надежности за счет исключения промежуточной электрической связи уменьшения поперечного габарита, основ1ная рамка смонтирована на основаниях , а вспомогательная - на одном из них, при этом подвижный упор последней расположен на-внешней ее поверхности, причем основание, общее для обеих рамок, выполнено в ввде кронштейна, введенного во внутреннюю полость вспомогательной рамки через боковую поверхность, именицую окно. 2.Устройство по п.1, о т л и ча ю ще е с я тем, что неподвижный упор вспомогательной рамки вы (Л С полнен с последней за одно целое с возможностью взаимодействия с боковыми поверхностями кронштейна. 3.Устройство по п.2, от л и- . ча ю щ ее с я тем, что вспомогательная рамка вьтолнена в виде дебаланса П-образного профиля, средняя часть которого имеет в сечении вид кольцевого сектора с боковыми поверхностями , имеющими возможностьполного контактирования с встрёчньми бокоtsD выми поверхностями кронштейна. 4 а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 к 21 в 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3440793/22-03 (22) 19.05.82 (46) 30,04.84. Бюл, У 16 (72) А.Г. Малюга, И.Б. Шнейдман, А.С. Клюшин и В.Н. Болдырев (71) Специальное конструкторское бюро электрофотографических аппаратов Грозненского производственного объединения "Оргтехника" (53) 622.242(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 474605, кл. Е 21 В 47/02, 1975. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее корпус с двумя основаниями, несущими маятниковый блок, выполненный в виде коаксиально размещенных основной и вспомогательной рамок, первая из которых имеет жестко закрепленный упор и датчик, электрически связанный с корпусом через неразрывные глухие контакты маломоментными токоподводами, а вторая — два упора, один из которых жестко соединен с ней и расположен в пазу корпуса, а другой подвижно установлен с возможностью взаимодействия с упором основной рамки, о т л и ч а ю—

„SU„„1089246 A щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения промежуточной электрической связи уменьшения поперечного габарита, основная рамка смонтирована на основаниях, а вспомогательная — на одном из них, при этом подвижный упор последней расположен на. внешней ее поверхности, причем основание, общее для обеих рамок, выполнено в виде кронштейна, введенного во внутреннюю полость вспомогательной рамки через боковую поверхность, имеющую окно.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что неподвиже ный упор вспомогательной рамки выполнен с последней за одно целое с возможностью взаимодействия с боковыми поверхностями кронштейна.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вспомогательная рамка выполнена в виде дебаланса П-образного профиля, средняя часть которого имеет в сечении вид кольцевого сектора с боковыми поверхностями, имеющими возможность полного контактирования с встречными боковыми поверхностями кронштейна.

55

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин,а имен;но к устройствам для пространственного ориентирования датчиков магнитного поля, и может использоваться в инклинометрах и магнитометрической .аппаратуре для исследования сверх глубоких нефтяных и газовых скважин уменьшенных и малых диаметров.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для ориентирования датчиков магнитного поля, содержащее корпус с .двумя основаниями, несущими маятниковый блок, выполненный в виде коаксиально размещенных основной и вспомогательной рамок, первая из ко торых имеет жестко закрепленный упор и датчик, электрически связанный с корпусом через неразрывные глухие контакты, маломоментными токоподводами, а вторая — два упора, один из которых жестко соединен с ней и расположен в пазу корпуса, а другой подвижно установлен с возможностью взаимодействия с упором основной рамки 1 1).

Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения промежутг;.ной электрической связи и уменьшения поперечного габарита.

Указанная цель достигается тем, что устройство для ориентирования датчиков магнитного поля, содержащее корпус с двумя основаниями, несущими моментный блок, выполненный в виде коаксиально размещенных овновной и вспомогательной рамок, первая из которых имеет жестко закрепленный упор и датчик,- электрически связанный с о корпусом.через неразрывные глухие контакты маломоментными токоподводами, а вторая — два упора, один из которых жестко соединен с ней и расположен в пазу корпуса, а другой подвижно установлен с воэможностью взаимодейст. вия с упором основной рамки, которая смонтирована на основаниях, а вспомогательная — на одном из них, при этом подвижный упор последней расположен на внешней ее поверхности, причем основание общее для обеих рамок выполнено в виде кронштейна, введенного во внутреннюю полость вспомогательной рамки через боковую поверхность," имеющую окно.

Неподвижный упор вспомогательной рамки выполнен с последней эа одно целое с возможностью взаимодействия

89246

2 с боковыми поверхностями кроватей на.

Вспомогательная рамка выполнена в виде дебаланса П-образного профиля, средняя часть которого имеет в сечении вид кольцевого сектора с боковыми поверхностями, имеющими возможность полного контактирования с встречными боковыми поверхностями.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус, включающий в себя полый цилиндр 1 и жестко присоединенные к нему верхнее 2 и нижнее 3 основания. Внутри корпуса размещен маятниковый блок, состоящ. и из двух рамок, одна из которых по функциональному назначению явля2О ется основной 4, а другая . — вспомогательной 5. Основная рамка 4 с помощью жестко связанных с ней опор 6 и 7 вращения установлена на кернах

8 и 9, жестко закрепленных в телах

25 верхнего и нижнего оснований 2 и 3, и несет размещенный в ней датчик магнитного поля (не показан) с возможностью ориентации его относительно плоскости искривления скважины с помощью эксцентричного груза 10.

При этом груз 10 жестко соединен с основанием 11 основной рамки 4. Причем основание 11 снабжено упором 12, имеющим вид консольно закрепленного

3S стержня, обращенного в зону вспомогательной рамки S и размещенного в плоскости, проведенной через ось вращения основной рамки 4 и центр тяжести груза 10. Упор 12 предназ4 начен для механического взаимодействия с вспомогательной- рамкой 5, которая размещена соосно с основной рамкой 4, имеет равный с ней наружный диаметр и посредством опор вра45 щения 13 и 14 установлен на нижнем основании 3 корпуса. При этом нижнее основание 3, являющееся общим для размещения опор 7 и 13 вращения обеих рамок, может иметь различную конструктивную форму исполнения, однако для достижения наивысшей жесткости конструкции и обеспечения максимальной плотности ее компоновки, оно выполнено в виде кронштейна с двумя противоположно направленными полуосями 15 и 16„ служащими для размещения опор 13 и 14 вращения вспомогательной рамки 5, которая снабжена окном, охватывающим упомя10892 з нутый кронштейн. Благодаря этому тело вспомогательной рамки 5 реализует функцию ее неподвижного упора, пазом для которого служит полость, образованная внутренней поверхностью полого цилиндра 1 и боковыми поверхностями основания-кронштейна 3 .

Кроме того, такая конструкция обеспечивает свободный выход одной из полуосей основания-кронштейна 3 в tg зону основной рамки 4, что позволяет ее опору вращения 7 с помощью керна 9 разместить на торцовой поверхности полуоси 15. При этом опоры

13-14 вращения выполнены в виде шари-1 ковых подшипников, установленных в основаниях 17 и 18 вспомогательной

:.рамки 5. Причем для повышения эффективности самоориентации маятникового блока, заключающейся, прежде всего, щ в уменьшении зоны нечувствительности вспомогательной рамки 5 при воздействии на нее опрокидывающего (вращающего) момента, упомянутая рамка выполнена в виде дебаланса П-образного 25 профиля, средняя часть которого служит эксцентричным грузом по массе в несколько раз превосходящей массу груза 10, а периферийными частями его являются -основания 17 и 18. Причем, для получения наибольшего вращаю. щего момента путем максимального использования полезного объема полости паза, размещенная в последнем средняя часть дебаланса выполнена в виде

35 кольцевого сектора (фиг. 2), боковые поверхности которого выполнены под углом, обеспечивающим возможность их полного контактирования с встречными боковыми поверхностями основаниякронштейна 3. При этом основаниекронштейн 3 в поперечном сечении может иметь вид сектора. Для обеспечения возможности взаимодействия вспо- могательной рамки 5 с упором 12 основной рамки 4 основание 17 на внешней своей поверхности имеет установленный на кернах подвижный упор 19, .ограниченный во.вращении двумя штырями 20. При этом вспомогательная рамка 5 с помощью бортов паза корпуса (боковых поверхностей кронштейна) ограничена во вращении на угол

190ЪК360 ; а основная рамка 4, благодаря возможности взаимодействия ее упора 12 с подвижным упором 19 вспомогательной рамки 5, имеет свободу вращения относительно последней

46 4 на угол 360 < 370 . При этом размещенный в основной рамке 4 датчик электрически связан с корпусом маломоментными токоподводами 21 через неразрывные глухие, например, сварные контакты, установленные на соответствующих изоляторах 22 и 23 основ ной рамки 4 корпуса. Причем для устранения возможности взаимного замыкания токоподводы 21 разделены друг от друга полками 24, выполненными из электроизоляционного материала с .хорошими антифрикционными свойствами, например, фторонласта, и установленными B полом цилиндре I корпуса. Токоподводы 21 могут иметь различную конструкцию и форму поперечного сечения, позволяющие обеспечивать пере. дачу требуемой электрической мощности при свободном вращении рамок 4 и 5 в заданных для них пределах угловых величин.

Устройство работает следующим образом.

Исходным состоянием устройства является то, которое изображено на фиг. 1 нри отклонении корпуса в плоскости чертежа влево от вертикали на угол (обычно 3-5 ) достаточный для появления моментов вращения, способных обеспечить ориентирование маятникового блока с требуемой точностью, устройство не изменяет своего состояния. При вращении корпуса, например, по часовой стрелке . (вид сверху) маятниковый блок будет сохранять свое положение в плоскости ориентации до тех пор, пока тело. вспомогательной рамки 5 (груз дебаланса) не войдет в контакт с боковой поверхностью основания-кронштейна 3.

После этого способность к сохранению исходного пространственного положения будет иметь лишь основная рамка 4.

Вспомогательная же рамка 5, увлекаемая основанием-кронштейном 3, будет совершать вращательное движение совместно с корпусом, Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока центр тяжести груза вспомогательной рамки 5 не достигнет своей верхней критической точки, лежащей в плоскости отклонения корпуса. В этот момент упор 12 основной рамки 4 войдет в контакт с подвижным упором 19 и будет отклонять его, обеспечивая тем самым упомянутой рамке неизменное положение при вращении, таком вращении ма инерционной силе вспомогательная рам- Использование предлагаемого устка 5 пройдет свою нижнюю критичес- ройства в скважинных геофизических кую точку (точку равновесия) и дос- уО приборах позволит повысить их надежтигнет соприкосновения с другой бо- ность и термостойкость, а также ковой поверхностью основания-кронш- н намет ох анного тейпа 3. При этом основная рамка 4 кожуха, что имеет важное значение после прохождения центра тяжести ее при исследовании сверхглубоких сквагруза 10 через верхнюю критическую zs жнн уменьшенного и малого диаметра и точку совершит самостоятельное вра- для проведения работ на осложненных щательное движение в направлении, участках скважин в колонне, состоясовпадающем с направлением вращения щей, например, из легкосплавных бу«орпуса. В результате этого упор 12 рильных. труб.

5 10892 корпуса еще на 5-10©, т.е. до тех пор, пока вспомогательная рамка 5 не приобретет вращающий момент, достаточный для ее опрокидывания. После этого вспомогательная рамка 5, выйдя из соприкосновения с боковой поверхностью основания-кронштейна 3, под действием опрокидывающего ее момента начнет совершать угловое перемещение в направлении, совпадающим IO с направлением вращения корпуса. При этом ее подвижный упор 19, войдя в контакт с одним из штырей 20 и взаимодействуя с упором 12, будет вращать основную рамку 4 в том же направлении.. Благодаря возникающей при ятникового блока

46 ь выйдет из соприкосновения с подвижным упором 19, а основная 4 и вспомо гательная 5 рамки после совершения затухающих колебательных движений займут исходное состояние. Причем, в период вращения основной рамки 4 до ее опрокидывания токоподводы 21 будут закручиваться, а после опрокидывания - раскручиваться. При, этом, минимальный угол закручивания-раскручивания токоподводов 21 может составить 280-285о. Работа устройства при вращении корпуса в противоположном направлении ничем не отличается от происходящих процессов, описанных выше.

1089246

Заказ 2890/29 Тираж 5б4

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное.Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Карбачинская

Редактор Е. Лушникова Техред )3.Äàëåêîðåé Корректор А. Ференц