Инклинометр

 

ц682640

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Й;)о НЬю (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.74 (21) 2070053/22-03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

Е 21Â 47/022 (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 622.241 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. Г. Малюга (71) Заявитель (54) ИНКЛИНОМЕТР

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к геофизическим приборам для измерения углов и азимутов искривления буровых скважин.

Известны инклинометры, содержащие датчики угла и азимута, арретирующее устройство, электромагнит и систему контактов, выполненную в виде щеток, поочередно подключаемых к коллекторным кольцам датчиков (1).

Известны также инклинометры, дополнительно снабженные, с целью защиты подключаемых реохордов датчиков от перенапряжения, контактной парой и воздействующим на нее толкателем, установленным на якоре электромагнита (2).

В результате такого выполнения конструкции инклинометра в процессе компенсации сопротивления жилы кабеля или измерения сопротивления участка реохорда датчика в измерительную цепь оказываются включенными по крайней мере три последовательно соединенные контактные пары, что приводит к снижению надежности, а также ухудшает точность измерений углов и азимутов в условиях сверхглубоких скважин. Это объясняется тем, что с увеличением температуры окружающей среды возрастает контактное сопротивление и нестабильность цепи последовательно соединенных контактных пар, суммарное сопротивление которых при многократных замыканиях принимает значения, отличающиеся одно от другого в режимах компенсации и измерения. Разность этих значений входит в погрешность измерений углов и азимутов.

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерений в сверхглубоких скважинах.

Это достигается тем, что датчики углов и

ip азимута кинематически связаны с арретирующим устройством, которое через электромагнит связано с толкателем, выполненным в виде ротора с преобразователем возвратно-поступательного перемещения в шаговое

15 вращательное и установленного с возможностью взаимодействия с системой контактов.

На чертеже дана электрическая схема предлагаемого инклинометра.

2о Инклинометр включает измерительную систему, содержащую в корпусе 1 бесколлекторное устройство для ориентации датчиков, выполненное в виде двух коаксиальных рамок-маятников 2 и 3 с эксцентрично установленными на них грузами 4 и 5. Груз

5 по массе превосходит груз 4 внутреннег рамки 2.

Во внутренней рамке 2 расположены дат чики угла с реохордом 6 и датчик азимута

30 с реохордом 7, снабженные фиксирующими

682640 звеньями (на чертеже не показаны), кпнематическп связанными со штоками подпружиненного арретира 8.

Внешняя рамка 3 содержит подпружиненный арретпр 9, установленный с возмож- и ностью воздействия на арретир 8. Прп помощи упора 10, расположенного в прорези основания 11 корпуса 1, внешняя рамка 3 ограничена во вращении на угол 190 (а(<360, а внутренняя рамка 2 упорами 12 и )О

13 ограничена во вращении относительно внешней рамки 3 на угол 360 (P(370".

Корпус 1 содержит подпружиненный арретир 14 с возможностью воздействия на арретир 9. Арретир 14 предназначен для 15 фиксации измерительной системы и перемещается при помощи кулачка 15, приводимого в движение прямоходовым электромагнитом 16. Кулачок 15 жестко связан с храповым колесом 17, которое под воздействи- 20 ем собачки 18 при включении электромагнита 16 может поворачиваться относительно своей оси на /< окружности.

Контактная система предлагаемого инклинометра выполнена в виде расположен- 25 ных по окружности через 120 нормально разомкнутых контактных пар 19 — 21, а толкатель — в виде ротора 22, установленного поворотно на оси, соединенной с подпружиненным якорем (на чертеже не показаны) 30 электромагнита 16. Ротор 22 снабжен механизмом (на чертеже не показан), греобразующим возвратно-поступательное перемещение последнего в шаговое вращательное движение на /< окружности за время сраба- 35 тывания электромагнита 16. Ротор 22 на лобовой поверхности имеет два диаметрально противоположных выступа, которыми он поочередно при обесточивании обмотки электромагнита 16 замыкает одну из кон- 40 тактных пар 19, 20 или 21.

Электрическая схема инклинометра обеспечивает дистанционное измерение углов и азимутов, контроль и управление работой прибора. Реохорды б и 7 датчиков угла и -Б азимута электрически связаны при помощи малоMoментных токоотводов, размещенных между штоками толкателей, с жесткими контактами электроизоляционной платы 23 и через контактные пары 19 и 21 вместе с 60 балластным сопротивлением 24 подключаются к четвертому плечу равновесного моста наземной измерительной панели (на чертеже не показаны) через центральную жилу кабеля (ЦЖК) и оплетку кабеля 55 (ОК).

Для расширения диапазона измеряемых углов и обеспечения возможности оперативной компенсации сопротивления жилы кабеля, а следовательно, и уменьшения вре- 60 мени цикла измерений, реохорды 6 и 7 могут иметь одинаковое сопротивление. Вэтом случае для определения подключаемого к измерительной цепи датчика инклинометр должен быть снабжен индикаторным резистором 25, сопротивление которого отли гнется от сопротивлений реохордов 6 и 7. Силовая цепь инклпнометра состоит пз электромагнита 16 и последовательно включенного с ним разрядника 26.

Описанный инклинометр работает следующим образом. Примем за исходное то положение кулачка 15 и ротора 22, которое изображено на чертеже. В этом случае измерительная система разарретирована и в измерительную цепь через замкнутую контактную пару 19 включено полное сопротивление реохорда 6 датчика угла. В этой позиции производят компенсацию сопротивления жилы кабеля.

При подаче импульса напряжения от источника питания на обмотку электромагнита 16 последний срабатывает после зажигания разрядника 26. В результате чего храповое колесо 17 под действием собачки

18, кинематически связанной с якорем электромагнита 16, поворачивает кулачок 15 на /q окружности. Кулачок фиксирует измерительную систему путем оказания последовательно передаваемого воздействия арретиров 14, 9 и 8 на фиксирующие звенья датчиков угла и азимута. При этом ротор

22 разомкнет контактную пару 19 и, совершая возвратно-поступательное и вращательное движения (по направлениям, указанным на чертеже стрелками) после обесточивания обмотки электромагнита, замкнет контактную пару 21, включая в измерительную цепь участок реохорда 7. Азимут пропорционален измеряемому в этой позиции сопротивлению участка реохорда 7.

При вторичном срабатывании электромагнита 16 измерительная система останется в заарретированном состоянии, а ротор

22 замкнет контактную пару 20, включая в измерительную цепь индикаторный резистор 25.

При третьем срабатывании электромагнита 16 измерительная система сохранит заарретированное состояние, а ротор 22 замкнет исходную контактную пару 19. При этом в измерительную цепь окажется включенным участок реохорда б. Измеряемое сопротивление этого участка пропорционально углу отклонения инклинометра.

При четвертом срабатывании электромагнита 16 измерительная система приобретает способность свободной ориентации датчиков в пространстве, а ротор 22 замыкает контактную пару 21, включая в измерительную цепь полное сопротивление реохорда 7 датчика азимута.

При пятом срабатывании электромагнита

16 в измерительную цепь включается сопротивление индикаторного резистора 25. При шестом срабатывании электромагнита 16 кулачок 15 переключающего механизма и ротор 22 возвращаются в исходное состояние.

682640

Формула изобретения

Составитель И. Карбачинская

Редактор Л. Народная Техред Н. Строганова Корректор P. Беркович

Заказ 2119/8 Изд. No 521 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Инклинометр, содержащий датчик угла и азимута, арретирующее устройство, электромагнит, толкатель и систему контактов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений в сверхглубоких скважинах, датчики угла и азимута кинематически связаны с арретирующим устройством, которое через электромагнит соединено с толкателем, выполненным в виде ротора с преобразователем воЗвратно-поступательного перемещения в шаговое вращательное и установленного с возможностью взаимодействия с системой кон5 тактов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N0 141458, кл. Е 21В 47/022, 1961.

10 2. Авторское свидетельство СССР

Хв 173154, кл. Е 21В 47/022, 1965.