Скважинный датчик зенитного угла и азимута

(9)4(51 Е 21 В 47/02 ОП АНИЕ ИЗОБРЕТЕНРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР1 Ю ДЕЛАМ ИЖВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4(56) 1. Комаров С.Г. Техника промысловой геофизики. М., 1957, с.437-440.2. Авторское свидетельство СССР В. 325356, кл. Е 21 В 47/02, 1972(54) (57) СКВАЖИННЫЙ ДАТЧИК ЗЕНИТНОГ УГЛА И АЗИМУТА, содержащий корпус,3 Л градуированный сферический уровень с воздушным пузырьком, заполненный прозрачной жидкостью, основание, на котором закреплен керн, подпружйненный поршень, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения азимута и обеспечения многократных .измерений по длине скважины, он снабжен заполненным прозрачной жидкостью кольцевым уровнем с воздушным пузырьком, буссолью, установленной на подпятнике, закрепленном в магнитах, при этом кольцевой уровень размещен соосно со сферическим, а подпятник с буссолью расположен на керне с возможностью вращения относи тельно последнего.Изобретение относится к геолого- разведочной технике и предназначено для использования в фотоинклинометрах при инклинометбоии скважин с зенитными углами 0 - 10.5Известны фотоинклинометры ИФ, ИФ, ИФ-б, где в качестве датчика малых зенитных углов и положения апсидальной плоскости используется шарик, катающийся по вогнутой поверхности 10 стекла с кольцевыми рисками Я .Стекло с вогнутой сферической поверхностью располагается над шкалой буссоли, Таким образом, на снимке получается изображение шкалы буссоли,15 кольцевых рисок и положение шарика, Чем больше отклонение оси прибора от вертикали, тем больше шарик отходит от центра; по смещению центра шарика относительно центра диска можно опреО делить зенитный угол - отсчитать по кольцевым рискам на стекле, По направлению от центра диска на центр шарика, соответствующему апсидальной плоскости (плоскости искривления), 25 на шкале буссоли можно отсчитать ази,мут. Вследствие того, что центр шарика определяется с некоторой погрешностью ошибка отсчета азимута тем больше,чем меньше зенитный угол. Ве- З личина ошибки может достигать несколь-, ких градусов и более.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является скважинный датчик зенитного угла и азимута, содержащий корпус, градуиро 35 ванный оферический уровень с воздушньк пузырьком, заполненный прозрачной жидкостью, основание,на котором закреплен керн, и подпружиненный поршень 2).Недостатками известного устройства является малая точность и невозможность осуществления многократных измерений в скважине.Целью изобретения является повышеиие точности определения азимута и обеспечение многократных измерений по длине скважины.Поставленная цельдостигается тем, 50что скважииный датчик зенитного угла и азимута, содержащий корпус, градуированный сФерический уровень с зоздущньйю пузырьком, заполненный прозрачной жидкостью, основание, на 55 котором закреплен керн, подпружиненный поршень, снабжен заполненным прозрачной жидкостью кольцевым уровнем с воздушным пузырьком, буссолью,установленной на подпятнике,закрепленном в манжетах, при этом кольцевой уровень размещен соосно со сферическим, а подпятник с буссолью расположен на керне с возможностью вращения относительно последнего.На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 изображение фотоснимка при зенитомо.угле 2 о и азимуте 30,Устройство имеет цилиндрическийкорпус 1, в верхней части которогорасположен градуированный сферический уровень 2 с воздушным пузырьком3, Полость уровня заполнена прозрачной жидкостью. Соосно со сферическимуровнем расположен кольцевой уровень4 с воздушным пузырьком 5, наполненный прозрачной жидкостью. Ниже уровней на керне 6, закрепленном в основании 7, вращается шкала буссоли 8с подпятником 9 и манжетами 10. Нижняя часть корпуса закрыта поршнем 11с пружиной 12 и крышкой 13. Полостькорпуса 1, в которой находится буссользаполнена прозрачной жидкостьюдля демпфирования колебаний буссоли.Поршень служит компенсатором при изменении объема жидкости, вызванногоизменением температуры. В инклинометре датчик располагается ниже фотокамеры (не показано).Датчик работает следующим образом, При наклоне устройства (инклинометра) на некоторый угол от вертикали пузырек 3 сферического уровня займет соответствующее положение. Отсчет значения угла наклона (зенитного угла) производится по кольцевым рискам уровня. Пузырек 5 кольцевого уровня 4 займет положение, соответствующее плоскости наклона (апсидальной плоскости). Границы пузырька проектируются на край шкалы буссоли. Середина пузырька определяет положение апсидальной плоскости, т.е. азимута, Причем положение апсидальной плоскости, а следовательно, и азимута определяется с одинаковой точностью во всем диапазоне зенитных углов 0-10 и только ценой деления шкалы буссоли и погрешностью буссоли.Произведем примерную оценку величины погрешности в отсчете азимута на снимке фотоинклинометра Мц 11 р 1 е эйолф и предлагаемого устройства при зенитном угле 1. Предположим, что наоСоставитель И.КарбачинскаяРедактор Г.Волкова Техред Л.Михею Корректор Е.Рошко Заказ 1841/21 Тираж 540ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 1148985 4 увеличенном фотоснимке для расшифров,5 погрешность соответственнО увелио ки диаметр шкалы буссоли равен 80 мм чивается до + 12. а расстояние между кольцевыми рисками, соответствующее одному градусу При отсчете азимута на фотоснимке наклона, равно 4 мм. Для отсчетапредлагаемого устройства с тем же азимута на снимке фотоинклинометра размером шкалы буссоли при онределеМо 1 йьр 1 е вЬой необходимо провести нии центра пузырька кольцевого урово линию через центр кольцевых рисок и ня с точностью ф 1 на погрешность ото перекрестье отвесаЕсли проведенная счета азимута составит 1,4 независилиния, не совпадает с центром кольце О мо от величины зенитного угла. вых рисок и точкой пересечения нитей Таким образом, испытания макета всего на 0,2 мм, как показывает не-предлагаемого устройства показали сложный расчет, ошибка в отсчете ази- его работоспособность, надежность и мута составит +6. При зенитном угле подтвердили предполагаемую точность.