Устройство для ориентирования датчиков

(19) (111 51)4 Е 21 В 47/О ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ П(НТ СССР ОМИТЕТТНРЫТИЯМ рлдн Р(ъ(11( НИЕ ИЗОБРЕТЕН 3 у( тпрр ЕЛЬСТ АВТОРСК в свободном состояхождения рамкнии. 2 ил.(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геоФизики(56) Авторское свидетельство СССР 1( 732513, кл. Е 21 В 47/02, 1978.Авторское свидетельство СССР 11 1321810, кл. Е 21 В 47/022, 1986.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОР 1 ЖНТИРОВАНИЯ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к технике геоФизических исследований. Цель - повышение точности ориентирования при непрерывчых измерениях за счет исключения влияния возмущающего ускорения. Устройство содержит заполнен-, ный демпФирующей жидкостью герметичный корпус 1, внутри которого установлена поплавковая рамка 3 с эксцентрическим грузом 4 и датчиками 7 и 8. Рамка 3 размещена в опорах 2 вращения, жестко связанных с корпусом, На рамке . 3 установлен акселерометр 9, ось чувствительности которого перпендикулярна оси вращения рамки 3, Устройство имеет пороговый элемент 12, ключ 13 и источник 14 высокого напряжения. В качестве демпфирувщейжидкости используют электрореологическую жидкость. Сигнал с акселерометра 9, преобразованньг( в электрический, поступает в элемент 12. Он служит для Фильтрации небольщих ускорений. Уровень срабатывания элемента 12 выбирают с учетом обеспечения необходимого быстродействия устройства, зависящего от времени наИзобретение относится к техникедля геофизических исследований скважин и может быть использовано в ин-,клинометрах для ориентирования датчиков в плоскости искривления скважины,5Цель изобретения - повышение точности ориентирования при непрерывныхизмерениях эа счет исключения влияния возмущающего ускорения. 10На фиг. 1 приведено устройстводля ориентирования датчиков; нафиг. 2 - сечение А-А на фиг.1.Устройство цодержит заполненныйдемпфирующей жидкостью герметичный15корпус 1, внутри которого в опорах 2, вращения установлена поплавковая рамка 3 цилиндрической формы с эксцентрическим грузом 4 и коллектором 5.В качестве демпфирующей жидкости,которая заполняет зазор между поплавковой рамкой 3 и корпусом 1, применена электрореологическая жидкость,представляющая собой неполярную дисперсионную среду и твердуют дисперсную фазу. Поплавковая рамка 3 сбалансирована в электрореологической жидкости по плавучести, т. е. ее вес равенвыталкивающей силе, Опоры 2 вращения рамки 3 выполнены из дизлектрического материала и жестко связаныс корпусом 1 втулками 6,На поплавковой рамке 3 размещеныдатчик 7 азимута, датчик 8 зенитногоугла и маятниковый одноосевой акселерометр 9, например типа ЦА. Осьчувствительности акселерометра 9 перпендикулярна оси вращения рамки 3и перпендикулярна плоскости, содержащей ось вращения рамки 3 и ее центр 40тяжести, В корпусе 1 закреплен щеткодержатель 10, который электрическисвязан с разъемом 11, На поплавковойрамке 3 установлены также пороговыйэлемент 12, ключ 13 и источник 14 высокого напряжения, представляющийсобой преобразователь высокого напряжения, эапитываемый через разъем 11.Выход акселерометра 9 соединен с входом порогового элемента 12, выход которого подключен к управляющему входуключа 13, один выход источника 14высокого напряжения через ключ 13соединен с поплавковой рамкой 3, являющейся электродом. Цругой выход источника 14 высокого напряжения соединен с корпусом 1, который служит вторым электродом и связан с коллектором 5 и щеткодержателем 10. Ус тройс тво рабо тае т следующим образом.При наклоне устройства в скважине поплавковая рамка 3 под действием эксцентрического груза 4 устанавливается в плоскости искривления скважины и ориентируют датчики 8 и 9 азимута и зенитного угла относительно этой плоскости. Цемпфирование поплавковой рамки 3 при отсутствии возмущающих воздействий осуществляется за счет вязкого трения жидкости в зазоре между поплавковой рамкой и корпусом 1. При протяжке устройства по стволу скважины в процессе непрерывных измерений корпус 1 испытывает воздействие ударов и вибраций, которые полностью передаются на акселерометр 9, так как его ось чувствительности пересекает ось вращения рамки 3, Ускорения, возникающие при этом и совпадающие по направлению с осью чувствительности акселерометра 9, преобразуются акселерометром 9 в электрический сигнал, который по - ступает на вход порогового элемента 12. При превышении выходного сигнала акселерометра 9 уровнясрабатывания порогового элемента 2 с выхода последнего поступает сигнал на управляющий вход ключа 13, ключ 13 открывается и напряжение источника 14 высокого напряжения поступает на элек троды - корпус 1 и рамку 3. При этом в зазоре между корпусом 1 и поплавковой рамкой 3 возникает электрическое поле, под действием которого электрареологическая жидкость увеличивает вязкость - схватывается и фиксирует положение рамки 3 относительно корпуса 1. По окончании действия ускорения ключ 13 закрывается, источник 14 высокого напряжения отключается от электродов 1 и 3, электрореологическая жидкость возвращается в исходное состояние и поплавковая рамка 3 освобождается, Таким образом, рамка с датчиками не отклоняется от положения равновесия при воздействии на устройство ускорения. Пороговый элемент 12 служит для фильтрации небольших ускорений, не влияющих на точность ориентирования рамки. Уровень его срабатывания выбран с учетом обеспечения необходимого быстродействия устройства, зависящего эт времени нахождения рамки в свободном состоянии.Заказ 516/30 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 з 4602Исключение влияния ускорения на поплавковую рамку с датчиками за счет ее торможения на время действия ускорения позволяет повысить точность ориентирования датчиков и обеспечи 5 вает воэможность проведения непрерывных измерений, что ускоряет процесс определения пространственного положения скважин. 1 О Формула изобретенияУстройство для. ориентирования датчиков, содержащее заполненный демпфирующей жидкостью герметичный корпус, 1 внутри которого размещена яоплавковая рамка с эксцентрическим грузом и датчиками, установленная в опорах вращения, жестко связанных с корпусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 20 что, с целью повышения точности ориентирования при непрерывных измерениях эа счет исключения влияния возмущающего ускорения, оно снабженоустановленными на поплавковой рамкеакселерометром, ось чувствительностикоторого перпендикулярна оси вращения рамки, пороговым элементом, ключом и источником высокого напряженияи содержит в качестве демпфирующейжидкости электрореологическую жидкость, при этом выход акселерометрасоединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к управляющему входу ключа, один выход источника высокого напряжения черезключ соединен с поплавковой рамкой,а другой выход - с корпусом, опорывращения рамки выполнены иэ диэлектрического материала, а ось чувствительности акселерометра перпенднку"лярна плоскости, содержащей ось вращения рамки и ее центр тяжести.