Инклинометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 5 А 1 19 4 Е 21 В 47/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Е лБ."и б альный заводаппаратурыГурин во СССР2, 1980.ин В. Д., Широизическая аппаМ.: Недра, 1981,нике разо для из 2 б Зб зз ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельст972068, кл. Е 2 В 47/ОКривко Н. Н., Шароварков В. Н. Промыслово-геофратура и оборудование. -с. 96 - 98. 54) ИНКЛИНОМЕТР57) Изобретение относится к телочного бурения и предназнач мерения кривизны скважин. Цель - повышение точности, надежности работы и расширение диапазона измерения зенитного угла. Инклинометр состоит из наземного прибора и прибора, опускаемого в скважину, в кожухе 1 которого установлены коммутирующий механизм с контактами 9 и измерительный узел в виде рамки (Р) 10 с эксцентричным грузом 11 и коллектором 13. Датчик зенитного угла, установленный в Р 10, вклю чает ось 14, отвес 16, контактную стрелку 17, токопроволящую дужку 19 и дуговой реокорл 23. Дужка 19 связана с мембраной (М) 21 сильфона (С) 20 и подпружинена относительно Р 10 в направлении, параллельном оси 14. Г 1 ри этом с 20 закреплен на Р 10. В корпусе 24 латчика азимута, установлен1452955 ного в Р 10, размещены подвижная ось 26 с магнитной стрелкой 27 и кольцевой реохорд 29. С осью 26 связан С 31, подпружиненный относительно корпуса 24, на котором закреплена М 32. Коммутирующий механизм выпол нен в вдс насоса 2, двух тяг 6 и 7, кинематически связанных между собой и подпружиненных относительно кожуха 1. С контактами 9 соединена М 5 через тяги 6 и 7.Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах, в частности к средствам оределения пространственного положения стволов скважины, и может быть использовано в условиях нормального геомагнитюго поля.Целью изобретения является повышение точности, надежности работы и расширение диапазона измерения зенитного угла.На чертеже приведен инклинометр, разрез.Инклинометр состоит из прибора, предназначенного для установки на земной поверхности (не показан), и прибора, предназначенного для спуска в скважину.Прибор, предназначенный для суска в скважину, состоит из немагнитного кожуха 1, в котором установлены коммутируюций механизм и измерительный узел. Коммутирукцций механизм состоит из плунжерного насоса 2, снабженного эластичным резервуаром с запасом жидкости и клапаном сброса давления, трубопровода 3, сильфона 4 с мембраной 5, тяг 6 и 7, подпружиненных относительно кожуха пружиной 8, и контактов 9.1 асос 2 и сильфон 4 с мембраной 5 установлев кожухескважинного прибора. Меябрана 5 через две тяги 6 и 7, кинематически связанные между собой и подпружинее относительно кожуха 1 пружиной 8, соединена с контактами 9.Измерительный узел выполнен в виде рамки 10 с эксцентричным грузом 11, установленной с возможностью вращения в подпятниках 12, закрепленных в кожухе 1. Измерительный узел содержит коллектор 13, ус 1;ювленный на шейке рамки 10, в которой ус 1 повлены датчик зенитного угла и датчик аимута.,Ьтчк зенитного угла состоит из оси 14, схановленыой в рамке 10 на юлуосях 15 с возяожостьо вращения с закрепленными на и и отвесом 16 и контактной стрелкой 17, подпружиненной пластины 18 с установленной на ней токопроводящей дужкой 19, сильфона 20, закрепленного на рамке 10, с При включении насоса 2 втягиваются М 5, 21 и 32 внутрь С 4, 20 и 31. Стрелки 17 и 27 занимают положение, соответствующее пространственному положению скважины. Выключают насос 2, контакты 9 прижимаются к коллектору 13, а стрелки 17 и 27 - к реохордам 23 и 29, по величине сопротивления которых определяют азимут и зенитный угол. 1 ил. 2мембраной 21, соединенной штоком 22 с пружинной пластиной 18, и дугового реохорда 23, установленного на рамке 10.Токопроводяцая дужка 19 связана с мембраной 21 сильфона 20 и подпружинена относительно рамки 10 пластиной 18 в направлении, параллельном оси 4 датчика зенитного хла.Датчик азимута состоит из корпуса 24, установленного в рамке 10 на полуосях 25 с возможностью поворота, подвижной оси 26, установленной в корпусе 24 с возможностью родольного перемещения, магнитной стрелки 27 с контактами 28, установленной на оси 26, кольцевого реохорда 29, токопроводяще го кольца 30, закрепленного на корпусе 24,спльфона 31 с мембраной 32, закрепленной на корпусе 24. При этом сильфон 31 укреплен на нажимном диске 33 и подпружинен относительно корпуса 24 плоской пружиной 34. Сильфон 31 через нажимный диск 33 и гяги 35 связан с подвижной осью 26.Электрическое соединениене показано)выводов кольцевого реохорда 29 с коллектором 13 рамки 10 выполнено через полуоси 25 и неподвижные проводники, которые закреплены на рамке 10. Полость 36 кожуха 1, в которой расположены коммутирующий механизм и измерительный узел. заполнена демпфируоцей жидкостью.Инклинометр работает следующим обраВ исходном положении при опусканиискважинного прибора в скважину положение чувствительных элементов и контактов соответствует моменту отсутствия избыточного давления демпфирующей жидкости.Скважинный прибор, опущенный на за.данную глубину, располагается вдоль оси скважины, занимая пространственное положение с некоторым зенитным углом О и азимутом с(,. По команде, поступающей от наземного прибора по кабелю, включается насос 2, и в полости 36 создается избыточное давление демпфирующей жидкости. При этом мембраны 5, 21 и 32 втягиваются1452955 Формула изобретения Составитель А . ЦветковРедактор О. Головач Техред И. Верес Корректор Э. ЛончаковаЗаказ 7143/23 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5гроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 внутрь сильфонов 4, 20 и 31. Под воздействием мембраны 5 тяга 6 перемещается, преодолевая действие пружины 8, и поворачивает тягу 7, отводя контакты 9 от коллектора 13. Освободившись от трения контактов 9, рамка 10 под воздействием эксцентричного груза 11 устанавливается в положение, при котором ось 14 располагается перпендикулярно плоскости наклона скважины.Под воздействием мембраны 21 шток 22 перемещается в сторону сильфона 20 и, преодолевая усилие пружиной пластины 18, отводит ее вместе с токопроводящей дужкой 19 от контактной стрелки 17, которая при этом отходит также от реохорда 23 и, полностью освобождаясь от трения, устанавливается 15 под действием отвеса 16 в положение равновесия, соответствующее зенитному углу 9 .Под действием эксцентриситета корпуса 24 датчик азимута устанавливается горизонтально. Под воздействием сильфона 31 тяги 35 перемещают ось 26 вверх, преодолевая усилие плоской пружины 34. При этом магнитная стрелка 27 отходит от реохорда 29 и токопроводящего кольца 30 и, свободно вращаясь на острие оси 26, устанавливается в направлении горизонтальной составляющей геомагнитного поля.После этого насос 2 выключается и за счет клапана сброса давления (не показан) избыточное давление в полости 36 плавно уменьшается до нуля. При этом под действием пружинных элементов 8, 18 и 34 все узлы плавно возвращаются в исходное положение. Контакты 9 прижимаются к коллектору 13 и подключают реохорды 23 и 29 к измерительной схеме. Токопроводящая дужка 19 прижимает контактную стрелку 17 к реохорду 23 таким образом, что сопротивление незамкнутой части реохорда 23 становится пропорциональным зенитному углу ЕМагнитная стрелка 27 прижимается к рео хорду 29 и токопроводяшему кольцу 30 так, что сопротивление незамкнутой части реохорда 29 становится пропорциональным азимуту. В таком положении, происходит измерение сопротивления реохордов 23 и 29 и преобразование результатов в наземном при боре в величины зенитного угла и азимута. 45Повышение точности измерения зенитного угла и азимута и надежности работы ин клинометра достигается выполнением коммутирующего механизма в виде насоса и сильфона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, а также снабжением датчиков азимута и зенитного угла соответствующим сильфоном с мембраной. При таком конструктивном выполнении осуществля ется гидравлическая система арретирования, обеспечивающая плавную фиксацию чувствительных элементов датчиков и плавное замыкание контактов с коллектором, что снижает погрешность измерений путем уменьшения сбоя чувствительных элементов при измерении и исключает разрегулировку всей системы арретирования.Снабжение датчика азимута сильфоном с мембраной обеспечивает арретирование его чувствительного элемента без ограничения угла поворота датчика, что позволяет расширить диапазон измерения зенитного угла,Инклинометр, состоящий из прибора, предназначенного для установки на поверхности земли, и прибора, предназначенного для спуска в скважину, включающего установленные в кожухе коммутирующий механизм с контактами и измерительный узел в виде рамки с эксцентричным грузом и коллектором, в которой устанон.ц ны датчик зенитного угла с осью, отвгсл 1, контактной стрелкой, токопроводящейкк й и дуговым реохордом и датчик азннути, и корпусе которого размещены подвижная;кь с магнитной стрелкой и кольцевой реохорд, отличающийся тем, что, с целью новы пения точности, надежности работы и расширения диапазона измерения зенитного угла, датчики азимута и зенитного угла снабжены сильфонами с мембранами, а коммутирующий механизм выполнен в виде насоса, двух тяг, кинематически связанных между собой и подпружиненных относительно кожуха, и сильфона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, при этом сильфон датчика зенитного угла закреплен на рамке, токопроводяшая дужка связана с мембраной этого сильфона и подпружинена относительно рамки в направлении, параллельном оси датчика зенитного угла, мембрана сильфона датчика азимута закреплена на его корпусе, а сильфон связан с подвижной осью и подпружинен относительно корпуса.