Преобразователь зенитного и визирного углов

 

Изобретение относится к области промысловой геофизики и м.б. использовано для контроля пространственной ориентации траектории скважин. Цель изобретения - повышение точности измерения. Преобразователь содержит корпус 1 с размещенными в нем двумя маятниками (М) 2 и 3 и кольцевым

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (51) 4 E 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4152.754/22-03 (22) 28. 11. 8.6 (46) 07.09.88. Бюл. Р 33 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе . (72) P.À. Султанаев (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 933968, кл. Е 21 В 47/022, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 732514, кл. Е 21 В 47/02, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО И ВИ-.

ЗИРНОГО УГЛОВ (57) Изобретение относится к области промысловой геофизики и м.б. исполь- зовано для контроля пространственной ориентации траектории скважин. Цель изобретения — повьппение точности измерения. Преобразователь содержит корпус 1 с размещенными в нем двумя маятниками (И) 2 и 3 и кольцевым

1421854

35 феррозондом 6, который имеет первич:.ную тороидальную обмотку 7 и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки 8 и 9. Устр-во имеет два постоянных магнита 4 и 5, установленных соответственно на M 2 и 3. Оси подвеса последних и продольная ось корпуса 1 взаимно ортогональны. Феррозонд 6 размещен между М 2 и 3 и закреплен в корпусе в плоскости, перпендикулярной его продольной оси.

Направление осей подвеса M 2 и 3 совпадает с направлением вторичных

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в системах контроля пространственной ориентации траектории скважины, а также для управления буро- 5 вым инструментом.

Цель изобретения — повышение точности измерения зенитного и визирного углов.

На чертеже приведена кинематичес- 10 кая схема преобразователя зенитного и визирного углов, Преобразователь зенитного и визирного углов содержит корпус 1 с размещенными в нем двумя маятниками 2 -15

1 и 3, оси подвеса которых и продольная ось корпуса взаимно ортогональны.

На маятниках 2 и 3 установлены соответственно постоянные магниты 4 и 5.

Кольцевой феррозонд 6 с первичной Щ тороидальной обмоткой 7 и двумя взаимно перпендикулярными вторичными обмотками 8 и 9 размещен между маятниками 2 и 3 и закреплен в корпусе

1 в плоскости, перпендикулярной про- 25 долькой оси корпуса 1. Направление осей подвеса маятников 2 и 3 совпадает с направлением вторичных обмоток 8 и 9 соответственно. Оси намагничивания постоянных магнитов 4 и 5 3О расположены на продольной оси корпуса 1.

Кольцевой феррозонд 6 представляет собой два дифференциальных феррозонда с общей первичной обмоткой 7 возбуждения, в котором вторичная обмотка 8 является сигнальной обмоткой феррозонда, сердечниками которого являются полуэлементы кольцевого обмоток феррозонда 6, Оси намагничивания магнитов 4 и 5 расположены по продольной оси корпуса 1. Смещение осей магнитов 4 и 5 относительно обмоток 8 и 9 при наличии тока возбуждения в обмотке 7 приводит к появлению на выходах в обмотках 8 и 9 сигналов, пропорциональных углам наклона И 2 и 3. Искомые зенитный и визирный углы определяют по сигналам с обмоток 8 и 9, пропорциональным углам наклона M 2 и 3. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. сердечника, разделенные осью ХХ<, а вторичная обмотка 9 является сигнальной обмоткой феррозонда, в котором сердечники — полуэлементы, разделенные осью YY

Преобразователь работает следующим образом.

В начальном положении (при зенитном и визирном углах, равных нулю) оси намагничивания постоянных магнитов 4 и 5 лежат на продольной оси корпуса, и перпейдикулярны плоскости кольцевого феррозонда 6. При этом сигналы с выходов вторичных обмоток в реальном исполнении минимальны.

При отклонении корпуса 1 преобразователя от вертикали на зенитный. угол g и его повороте вокруг продольной оси на визирный угол (p в конкретной точке траектории скважины маятники 2 и 3, ориентируясь по вектору ускорения свободного падения, поворачиваются вокруг своих осей подвеса.

Смещение осей намагничивания постоянных магнитов 4 и 5 относительно осей симметрии вторичных обмоток 8 и 9 кольцевого феррозонда 6 при наличии тока возбужцения в тороидальной первичной обмотке 7 приводит к появлению на выходах вторичных обмоток сигналов, пропорциональных углам наклона маятников. Так как ось симметрии YY вторичной обмотки

8 перпендикулярна плоскости наклона маятника 2 и лежит в плоскости наклона маятника 3, то сигнал на ее выходе пропорционален только наклону.1421854

Формула и э о б р е т е н и я

9 = arctg

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й.с я тем, что,оси намагничивания постоянных магнитов расположены на продольной оси корпуса.

Составитель А.Цветков

Техред М.Ходанич

Редактор Н.Рогулич

Корректор M.Øàðoøè

Заказ 4396/30

Тираж 531

Подпис кое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 постоянного магнита 4, установленного на маятнике 2, и не зависит от угла наклона маятника 3, и соответственно сигнал на выходе вторичной обмотки 9 пропорционален только углу наклона постоянного магнита 5, установленного на маятнике 3.

Искомые углы {зенитный О и визирный ц ) определяют по сигналам с вторичных обмоток кольцевого феррозонда 6, пропорциональных углам наклона маятников 2 и 3, по извест.ным алгоритмам где 6, 6 — сигналы с вторичных

20 обмоток кольцевого ферроэонда. . Вычисление искомых углов 8 и Ч по указанным формулам производится на поверхности с помощью ЭВМ.

Повышение точности достигается применением двух .вращающихся на осях подвеса постоянных магнитов (роторов) и одного расположенного между ними кольцевого феррозонда, выполняющего функцию общего для них статора, что не требует введения коррекции в преобразователи обработки информация с датчиков для устранения погрешности из-за неидентичности изготовления их статоров. 35

Искомые углы определяются по известным алгоритмам, в которых неt идентичность параметров датчиков

I углов проявляется только в неидентичности магнитов и сигнальных обмоток, которые легко контролируются при сборке преобразователя и существенно не изменяются в процессе эксплуатации.

1 ° Преобразователь зенитного и визирного углов, содержащий корпус с размещенными в нем двумя маятниками и кольцевым феррозондом, который имеет первичную тороидальную обмотку и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снаб- жен двумя постоянными магнитами, установленными на маятниках, оси подвеса которых и продольная ось корпуса взаимно ортогональны, а кольцевой феррозонд размещен между маятниками и закреплен в корпусе в плоскости, перпендикулярной его продольной оси, при этом направление осей подвеса маятников совпадает с направлением вторичных обмоток кольцевого феррозонда.