Устройство для определения зенитного и визирного углов в скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Е 21 В 47/022 ЕНИ зо ойстваот повороте визирный занимают ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕНИТНОГО И ВИЗИРНОГО УГЛОВ В СКВАЖИНЕ(57)Изобретение относится к промысловойгеофизике и м,б. использовано в инклинометрах. Цель - повышение виброустойчивости путем создания избыточного давления,Уст-во содержит корпус, заполненный вязкой жидкостью, расположенные в нем двадатчика с электрическими преобразователями углов поворота, Они выполнены в виде Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в инклинометрах и наклономерах с дагчиками ориентации маятникового типа,Целью изобретения является повышение виброустойчивости устройства путем избыточного давления жидкости в корпусе.На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для определения зенитного и визирного углов в скважине.Устройство для определения зенитного и визирного углов в скважине состоит из корпуса 1, заполненного вязкой жидкостью, герметичной изогнутой трубки 2, нижний конец которой соединен с корпусом, а верхний Ж 1652523 А 1 поплавков-маятников с эксцентричными грузами, укрепленных на осях роторов электрических преобразователей углов поворота, Выше корпуса размещена заполненная вязкой жидкостью герметичная изогнутая трубка. Нижний конец изогнутой трубки соединен с корпусом, а верхний расположен на оси корпуса. Полость изогнутой трубки сообщена с полостью корпуса, Система жидкость - чувствительный элемент имеет только две степени свободы, обусловленные лишь движением самого чувствительного элемента относительно корпуса, Это снижает погрешность от динамических помех, повышает виброустойчивость, исключает зависимость точности измерений параметров от изменения т-ры в скважине, Наличие гибкой трубки позволяет повысить уровень свободной поверхности жидкости и тем самым значительно увеличить действие силы избыточного давления на чувствительный элемент. 1 ил. расположен на оси корпуса. В корпусе 1 расположены два одинаковых чувствительных элемента (4 Э ) 3 и 4, уравновешенных в жидкости по плавучести и дифференту и закрепленных на роторах электрических преобразователей сигналов, Причем полость корпуса сообщена с полостью трубки. Устройство размещено в охранном кожухе 5 скважинного прибора.Устройство работает следующим обраПри отклонении корпуса ус вертикали на зенитный угол 0 его вокруг продольной оси на угол а,4 Э 3 и 4, поворачиваясь(1) 15 й= -йР дз,(4) 19 ОРи Р 9 Ь. вертикальное положение. При этом ротор одного и реобразователя поворачивается относительно статора на некоторый угол В 1, а другой ротор - на угол р 2. Со статоров преобразователей снимаются электриче ские сигналы, пропорциональные углам поворота О и р . Углы р 1 и ф 2 связаны с искомыми зенитным Ои визирным р три-гонометрическими соотношениями10 Таким образом, могут быть вычислены ,искомый зенитный и визирный углы. Наличие трубки, сообщающейся с корпусом устройства, обеспечивает в последнем высокую виброустойчивость ЧЭ в процессе работы в условиях вибраций,25Как известно закон распределения давления по глубине выражается формулой Р = Ро+ Р 9" (2)где Ро - давление над свободной поверхностью жидкости;р - плотность жидкости;9 - ускорение силы тяжести;й - заглубление тела по отношению ксвободной поверхности.35Если все члены формулы (2) разделитьна величинур 9, То она выразится линейнойЗависимостью Р РоР 9 РЯкоторая показывает, что давлению Р можно поставить в соответствие величине столба жидкости и, создающего в своем основании данное давление. Таким образом, в данном 45 случае формула (1) определяет давление на дно и стенки корпуса, а также йа пдверхность ЧЭ, вращающегося в жидкости. По геореме Паскаля давление жидкости на тело, заглубленное под свободной поверхно стью равно Ри = Ро+ Р 9 Ь - Ратм,где Ратм - атмосферное давление, При норМальных условиях Ро = Ратм, следовательно 55 давление на глубине й (избыточное давле-. ние) определится как весовое давление жидкости Рассмотрим механизм действия избыточного давления жидкости на погруженное в нее тело. Представим площадь поверхностей, взаимодействующих с жидкостью (поверхность ЧЭ и поверхность полости корпуса), в виде суммы единичных плоских площадей Яь Главный вектор силы давления жидкости на любую плоскую площадку Яь как угодно наклоненную к горизонту, равен по величине весу цилиндрического столба жидкости, создающего в своем основании данное давление. Он определяется интегра- лом где и - нормаль к поверхности 31, направленная внутрь жидкости (в данном случае и = сопзт);Ри = р дп - избыточное (весовое) давление.Величина силы давления иэ (4) определится как В=рддр З, (5) где Я - общая площадь поверхности.Таким образом, на единицу объема жидкости действует сила, обусловленная пространственными изменениями давления Ри и не зависящая от ориентации площадок Ь (т.е. от конфигурации поверхности 5), Величина давления Р определяет степень сжатия жидкости в рассматриваемой области (в корпусе устройства), а нормальные найряжения в жидкости сводятся с напряжениям сжатия, действующим на поверхность ЧЭ и зависящим только от величины эаглубления последнего относительно свободной поверхности, Вследствие внутренних напряжений, создаваемых в жидкости избыточным давлением, относительное движение слоев жидкости в корпусе устройства не зависит от относительных перемещений самого корпуса под воздействием динамических помех. Следовательно, ЧЭ своей поверхностью взаимодействует со слоями жидкости, находящимися в относительном покое и движение самого ЧЭ ограничено (в данном случае объем жидкости в корпусе можно рассматривать как разновидность твердого тела в аморфном состоянии), Последнее в значительной степени усиливает демпфирование ЧЭ, при этом система жидкость - ЧЭ, в отличие от известных устройств, при прочих равных условиях имеет только две степени свободы, обусловленные лишь движением самого ЧЭ относительно корпуса, что снижает по1652523 Формула изобретения Устройство для определения зенитногои визирного углов в скважине, содержащеекорпус, заполненный вязкой жидкостью,Составитель Ю. ЛупичеваРедактор Ю. Середа Техред М,Моргентал Корректор С, Че Заказ 1754 Тираж 375 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 грешность от динамических помех, повышает виброустойчивость, исключает зависимость точности измерений параметров от изменения температуры в скважине.Таким образом, наличие трубки, сообщающейся с корпусом и заполненной жидкостью, позволяет повысить уровень свободной поверхности жидкости и тем самым значительно увеличить действие силы избыточного давления на ЧЭ, т.е. повышает виброустойчивость устройства. расположенные в нем два датчика с:; электрическими преобразователями углов поворота, выполненными в виде поплавков-маятников с эксцентричными5 грузами, укрепленных на осях роторов электрических преобразователей углов поворота, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения виброустойчивости путем создания избыточного давления жидкости,10 оно снабжено расположенной выше корпу- са и заполненной вязкой жидкостью герметичной изогнутой трубкой, нижний конец которой соединен с корпусом, а верхний расположен на оси корпуса, причем15 полость трубки сообщена с полостью корпуса,