Инклинометр

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для определения визирного, зенитного и азимутального углов скважины. Цель - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута. В заполненном жидкостью корпусе (К) 1 размещены два основных поплавка-маятника (ПМ) 2,3, оси вращения которых образуют с продольной осью К 1 ортогональный трехгранник. С осями вращения ПМ 2,3 связаны два датчика 4,5 угловых перемещений. Кроме того, в К 1 размещены два дополнительных ПМ 6,7, с установленными на них феррозондами (Ф) 8,9. Оси вращения ПМ 6,7 и оси вращения ПМ 2,3 попарно параллельны. Оси чувствительности Ф 8 и 9 перпендикулярны оси вращения ПМ 6 и 7 и перпендикулярны плоскостям, проходящим через оси вращения и центры тяжести ПМ 6 и 7. По величине сигналов Ф 8,9 и величине углов поворота ПМ 2,3 и 6,7, измеренных датчиками 4,5, определяют зенитный, визирный и азимутальный углы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э E 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

36ЕЙ(И,",6

) 3k I EI T83- T ÉÌÞÌ ! r.«.. уц-ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4464442/23-03 (22) 25.07.88 (46) 07.06.90. Бюл. М 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) НЛЧ.Рогатых, Л.А.Куклина, С.К.Прищепов и Ю.В.Степаненко

- (53) 622.243.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 802535, кл. Е 21 В 47/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

ht 933968, кл. Е 21 В 47/022; 1980.

5U 1569403 А1 (54)ИНКЛИНОМЕТР (57) Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для определения визирного, зенитного и азимутального углов скважины. Цель — расширение функциональных возможностей эа счет обеспсчения измерения магнитного азимута, В заполненном жидкостью корпусе (К) 1 размещены два основных поплавка-маятника (ПМ) 2,3. оси вращения которых образуют с продольной осью К 1 ортогональный трехгранник. С осями вращения ПМ 2,3 связаны

1569403 два датчика 4,5 угла:l»x перемещений, Кроме того, в K 1 размещены два дополнительных ПМ 6, 7 с установленными на них феррозондами (Ф) 8, 9. Оси вращения ПМ 6, 7 и оси вращения ПМ 2, 3 попарно параллельны, Оси чувствительности Ф 8 и 9 перпендикулярны осям вращения llM 6 и 7 и

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения зенитного угла и магнитного азимута наклонно направленных скважин, а также визирного угла.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута.

На фиг, 1 представлена кинематическая структурная схема инклинометра; HB фиг, 2— пример выполнения поплавка-маятника с ферроэондом.

Инклинометр содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью, в котором размещены два основных поплавка-маятника 2 и 3, оси вращения которых связаны с датчиками 4 и 5 угловых перемещений и установлены в опорах вращения в корпусе 1. Оси вращения поплавков-маятников 2 и 3 образуют с продольной осью корпуса 1 инклинометра ортогональный трехгранник, т.е. взаимно перпендикулярны и перпендикулярны продольной оси корпуса 1.

Кроме того, инклинометр содержит два дополнительных поплавка-маятника 6 и 7 с установленными на них феррозондами 8 и

9, Оси чувствительности феррозондов 8 и 9 расположены перпендикулярно осям вращения соответствующих дополнительных поплавков-MagTvvKoe 6 и 7, а также плоскостям, проходящим через оси вращения и центры тяжести дополнительных поплавков-маятни ;oe 6 и 7, При этом оси вращения дополнительных поплавков-маятников 6 и 7 попарно параллельны осям вращения поплавков-маятников 2 и 3.

Поплавок-маятник с феррозондом (фиг.2) содерххит следующие узлы и детали: маятник 10 с регулировочным грузом 11, установленный в подшипниках 12 в шасси корпуса 13, поплавок 14, конструктивно выполненный в виде двух шайб из легкого материала, посаженный на оси вращения маятника, ферроэонд 15, закрепленный по посадочным размерам в пазу маятника 10, колодки 16,и 17, посредством которых осуществляется крепление токоподвода 18, свитого в cnvl peflb, а также крышки 19, фик5

40 перпендикулярны плоскостям, проходящим через оси вращения и центры тяжести ПМ 6 и 7. По величине сигналов Ф 8, 9 и величине углов поворота ПМ 2, 3 и 6, 7, измеренных датчиками 4, 5, определяют зенитный, виэирный и азимутальный углы, 2 ил.

Ф сирующие подшипники 12 в шасси корпуса

13, Корпус инклинометра имеет легкий защитный кожух 20, навинчивающийся на шасси корпуса 13, его внутренняя полость заполнена вязкой жидкостью.

Инклинометр работает следующим образом.

При наклоне инклинометра и повороте его вокруг продольной оси поплавки-маятники 2, 3 и. 6, 7 поворачиваются вокруг своих осей вращения под действием собственных моментов вращения. Датчики 4 и 5 угловых перемещений измеряют углы поворотов поплавков-маятников 2 и 3. Связь между углами (ф1,+) поворотов поплавков-маятников

2, 3, зенитным углом 0 и визирным углом р выражается фо м лами

О = гс 9 19 @1+tg + р = arctg.

С щф

Вследствие попарной параллельности осей вращения датчики 4 и 5 угловых перемещений показывают одновременно и углы поворотов дополнительных поплавков-маятников 6 и 7, которые устанавливают оси чувствительности феррозондов в горизонтальную плоскость, Сигналы he, hg феррозондов 8, 9 пропорциональны проекциям горизонтальной составляющей геомагнитного поля на их оси чувствительности и, следовательно, позволяют определить азимут а, значение которого вычисляется по формуле

its in@1 +h8s in+ а = агс1ц

2 2

hesing1cos Q hgs1n+cos ф1

Угол Р между осями чувствительности феррозондов составляет

j3 = arccos (sirnp1sin+) и в отличие от известных конструкций инклинометров изменяется в процессе работы прибора.

Введение в конструкцию двух дополнительных поплавков-маятников обеспечивает измерение азимутального угла, что расширяет функциональные воэможности инклинометра. Кроме того, он не имеет сложных деталей, технологичен в изготовле1569403

13

t9

10

Фиг.2

Составитель А.Цветков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор А.Обручар

Редактор А.Мотыль

Заказ 1429 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 нии и отличается простотой настройки, которая сводится к установке осей чувстви-тельности ферроэондов в горизонтальную плоскость посредством регулировочных грузов при угле 0 =О и аналогичной регули- 5 ровке поплавков-маятников, связанных с датчиками угловых перемещений до получе- . ния равенства угловф =Q =О.

Предварительные лабораторные испытания инклинометра показали, что погреш- 10 ность измерения зенитного угла 6& 0,3, погрешности измерения визирного угла и азимута соответственно: Ьр= 2,0, ha= 2,0 при О-1,0 и Ар=0,5, да=1,0 при д =

=3-600. 15

Формула изобретения

Инклинометр, содержащий заполненный жидкостью корпус, в котором размещены два основных поплавка-маятника, оси 20 вращения которых образуют с продольной осью корпуса ортогонэльный трехгранник,:; два датчика угловых перемещений, связанных с осями вращения, основных поплавков-маятников, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута. он снабжен размещенными в корпусе двумя дополнительными поплавками-маятниками, на каждом из которых установлен феррозонд, а оси чувствительности ферроэондов расположены перпендикулярно осям вращения дополнительных поплавков-маятников и перпендикулярно плоскостям, проходящим через центры тяжести и оси вращения дополнительных поплавков-маятнйков, при этом оси вращения дополнительных поплавков-маятников и оси вращения основных поплавков-маятников попарно параллельны.