Инклинометр

 

Инклинометр используется для определения пространственного положения буровой скважины. Инклинометр состоит из датчика азимутального и зенитного углов, часового механизма и арретирующего узла с подпружиненным штоком, в состав которого введены оцифрованный диск временной уставки и пара кулачков, которые имеют ориентированные относительно друг друга фигурные пазы для взаимодействия с пальцем, расположенным на одном конце подпружиненного составного рычага, другой конец которого взаимодействует со штифтами, расположенными на торце одного из профильных кулачков, жестко закрепленном на оси совместно с рукояткой и другим профильным кулачком, при этом профили обоих кулачков контактируют с подпружиненным выходным валом датчика азимутального и зенитного углов. Инклинометр обладает высокой точностью показаний и надежности срабатывания при определении пространственного положения любых типов скважин. 1 ил.

Изобретение относится к геолого-разведочной технике и может быть использовано для определения пространственного положения буровой скважины. Известны инклинометры с магнитной стрелкой и отвесом, содержащие корпус, чувствительные элементы азимутального и зенитного углов, арретирующий узел, привод часового механизма (1). Недостатком этих приборов является то, что они не могут применяться во взрывоопасной атмосфере подземных горных выработок, а также невысокая точность полученных показаний. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является инклинометр, содержащий корпус, датчик зенитного и азимутального углов, часовой механизм и арретирующий узел, который снабжен дополнительным штоком и двумя взаимодействующими между собой дисками, при этом один из дисков через вал связан с часовым механизмом, а другой - с дополнительным штоком, который кинематически связан с арретирующим узлом, причем последний выполнен в виде поворотных рычагов с заплечиками для взаимодействия с подпружиненным штоком (2).

Технический результат изобретения состоит в повышении точности показаний и надежности срабатывания инклинометра, что приводит к получению своевременной и достоверной информации об истинном положении скважины в пространстве.

Это достигается тем, что в инклинометр, содержащий корпус, датчик азимутального и зенитного углов, часовой механизм и арретирующий узел с подпружиненным штоком, в последний введены оцифрованный диск временной установки и пара кулачков, установленных на выходном валу часового механизма, при этом кулачки имеют ориентированные относительно друг друга фигурные пазы для взаимодействия с пальцем, расположенным на одном конце подпружиненного составного рычага, другой конец которого взаимодействует со штифтами, расположенными на торце одного из профильных кулачков, жестко закрепленном на оси совместно с рукояткой и другим профильным кулачком, при этом профили обоих кулачков контактируют с подпружиненным выходным валом датчика азимутального и зенитного углов.

На чертеже представлена кинематическая схема инклинометра. Инклинометр содержит размещенные в едином корпусе 1 привод в виде часового механизма 2 с выходным валом 3 и арретирующий узел с подпружиненным штоком, в состав которого входят оцифрованный диск 4 временной установки и пара кулачков 5 и 6, имеющих ориентированные относительно друг друга фигурные пазы для взаимодействия с пальцем 7, закрепленным на подпружиненном составном рычаге 8, взаимодействующим со штифтами 9, расположенными по окружности, и единичным штифтом 10, установленными на торце одного из профильных кулачков 11.

Рукоятка 12 и второй профильный кулачок 13 жестко закреплены на одной оси с профильным кулачком 11 и возвратной пружиной 14, при этом в исходном состоянии рукоятка 12 прижата к упору 15, расположенному в корпусе инклинометра.

Кроме того, в состав инклинометра входит датчик азимутального и зенитного углов, контактирующий своим подпружиненным штоком 16 с профилями кулачков 11 и 13, который снабжен пружиной 17, а также чувствительными элементами азимутального 18 и зенитного 19 углов, взаимодействующих с захватами 20.

Инклинометр работает следующим образом.

В исходном состоянии часовой механизм 2 находится в состоянии покоя, палец 7 упирается в стенку фигурного паза кулачков 5 и 6, носик подпружиненного составного рычага 8 отведен о т штифтов 9, а рукоятка 12 опирается на упор 15, расположенный в корпусе 1. Перед спуском в скважину производят установку необходимого промежутка времени между началом спуска инклинометра в скважину и моментом его срабатывания.

При осуществлении временной установки производят поворот оцифрованного диска 4 и рукоятки 12, вследствие чего происходит поворот кулачков 5 и 6, при этом палец 7 выходит из фигурных пазов и ложится на боковую поверхность этих кулачков, составной рычаг 8 поворачивается и вследствие поворота рукоятки 12 своим носиком ложится на один из штифтов 9, установленных по окружности на торцевой поверхности профильного кулачка 11. При повороте оцифрованного диска 4, жестко установленного на выходном валу 3 часового механизма 2, происходит подзавод пружинного двигателя последнего и часовой механизм 2 начинает отсчет заданной временной установки. Кроме того, при повороте рукоятки 12 подпружиненный шток 16 датчика азимутального 18 и зенитного 19 углов, контактирующий с боковыми поверхностями профильных кулачков 11 и 13, ложится на максимальный диаметр этих кулачков, пружина 17 сжимается, а захваты 20 зажмут чувствительные элементы 18 азимутального и 19 зенитного углов. В таком положении инклинометр опускают в скважину.

В процессе работы выходной вал 3 часового механизма 2, который продолжает отсчет заданной временной установки, поворачивает кулачки 5 и 6 до момента, пока палец 7 составного рычага 8 не западет на спад фигурного паза этих кулачков. В этот момент носик составного рычага 8 упадет на единичный штифт 10, расположенный также на торцевой поверхности профильного кулачка 11, спиральная пружина 14 развернет рукоятку 12 вместе с профильными кулачками 11 и 13, шток 16 датчика азимутального и зенитного углов под действием пружины 17 окажется на минимальном радиусе профильных кулачков 11 и 13, в результате чего произойдет освобождение чувствительных элементов 18 азимутального и 19 зенитного углов от захватов 20 и инклинометр будет готов к замеру показаний.

Затем по истечении 1 мин, пока палец 7 движется по спаду фигурных пазов профильных кулачков 11 и 13, происходит замер необходимых параметров исследуемой скважины, после чего палец 7 упрется в стенку фигурного паза, прекратится движение кулачков 5 и 6, часовой механизм 2 остановится.

Составной рычаг 8 отойдет от единичного штифта 10, пружина 14 повернет рукоятку вместе с профильными кулачками 11 и 13 так, что шток 16 датчика азимутального и зенитного углов окажется на максимальном диаметре профильных кулачков 11 и 14 и захваты 20 зажмут чувствительные элементы 18 азимутального и 19 зенитного углов с зафиксированными данными. В таком состоянии инклинометр поднимают на поверхность.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить точность показаний и надежность срабатывания инклинометра, так как предлагаемая конструкция арретирующего узла позволяет осуществить такой режим работы прибора, когда инклинометр опускают в скважину с закрытым датчиком зенитного и азимутального углов, раскрывают его в нужный момент времени, производят замер показаний и поднимают на поверхность с четко зафиксированными данными при закрытом датчике.

Кроме того, повышение точности измерения параметров исследуемой скважины происходит за счет использования в цепи арретирования высокоточной зубчатой передачи при переводе углового перемещения цифрового диска установки времени срабатывания инклинометра в угловое перемещение кулачков.

Источники информации.

1. Сулашкин С.С., "Искривление скважин", М., Госгеолтехниздат, 1960, с. 138 - 141, 2. А.С. N 609875 (СССР), E 21 B 47/02 от 01.10.76.

Формула изобретения

Инклинометр, содержащий корпус, датчик азимутального и зенитного углов, арретирующий узел с подпружиненным штоком и часовой механизм, отличающийся тем, что в арретирующий узел введены оцифрованный диск временной уставки и пара кулачков, установленных на выходном валу часового механизма, при этом кулачки имеют ориентированные относительно друг друга фигурные пазы для взаимодействия с пальцем, расположенным на одном конце подпружиненного состава рычага, другой конец которого взаимодействует со штифтами, расположенными на торце одного из профильных кулачков, жестко закрепленном на оси совместно с рукояткой и другим профильным кулачком, при этом профили обоих кулачков контактируют с подпружиненным выходным валом датчика азимутального и зенитного углов.

РИСУНКИ

Рисунок 1