Техническаябиблиотека

Союз Советских Социеяистических Ррсоубяин250072 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьства-2342/26-25 Кл, 5 а, 47/02 Комитет ое деяееобретений и открытири Совете Мииистрое Приоритет - Опубликован К Е 21( Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению м полезных ископаемых, специальным горным работагеологии и маркшейдерскому делу Заявите торожденийрудничной АВИМАГНИТНЫЙ ИНКЛИНОМЕТ Зависимое от авт. свидете Заявлено 1 О.Ч 111,1965 ( 1 с присоединением заявкиПредложенный гравимагнитный инклинометр предназначен для измерения зенитного и азимутального углов, характеризующих его пространственное положение в буровых скважинах, куда он опускается вместе с каротаж ным снарядом или бурильными трубами,Известные гравимагнитные инклинометры обладают недостаточно высокой чувствительностью и точностью.Описываемый гравимагнитный инклино метр отличается от известных тем, что датчики установлены на горизонтальной площадке, жестко связанной с маятником так, что центры датчиков совпадают с центром жестко связанного с корпусом инклинометра соле ноида, питаемого от дополнительного генератора переменным током низкой частоты. Это позволяет повысить чувствительность и точность измерений зенитного и азимутального углов, исключить вращающиеся детали и уп ростить всю конструкцию в целом.На,фиг. 1 представлена схема чувствительной системы предложенного гравимагнитного инклинометра; на фиг, 2 - векторная диаграмма; на фиг, 3 - скелетная схема измери тельной и регистрирующей части прибора.В корпусе 1 прибора, имеющем форму скважинного снаряда (труба, герметически закрытая сверху и снизу), смонтирован карданов подвес, состоящий из кольца 2 и площад- зо ки 8 с двумя степенями свободы, жестко связанной со штырем 4, на конце которого укреплен груз. Штырь, груз и площадка отъюстированы так, что под действием силы тяжести плоскость площадки всегда занимает горизонтальное положение, независимо от того, какое положение при этом занимает сам корпус прибора, На площадке 8 в двух взаимно перпендикулярных направлениях установлены датчики б магнитного поля, оси чувствительности которых параллельны плоскости площадки. Эти датчики вырабатывают электрические сигналы, пропорциональные соответствующим проекциям геомагнитного поля и дополнительного поля, создаваемого соленоидом 6, в данном случае в качестве соленоида используются кольца Гельмгольца, в центре которых и расположены площадка с датчиками, Кольца Гельмгольца жестко связаны с корпусом 1 и отъюстированы так, что когда, продольная ось корпуса МУ совпадает с направлением вектора д, т, е, вертикалью, проекции дополнительного поля на оси чувствительности датчиков становятся равными нулю.Принцип работы прибора, может быть пояснен векторной диаграммой, изображенной на фиг. 2, Здесь правая система координат ХУУ образована осями чувствительности двух датчиков Х и У магнитного поля, а также вертикалью, с которой совпадает ось У. На дат 250072чики действуют составляющие Йх и Йу, являющиеся проекциями вектора Й который, в свою очередь, является проекцией вектора Й геомагнитного поля, направленного в северном полушарии вглубь земной поверхности. В те же моменты времени на датчики действуют также и составляющие Нх и Н, являющиеся проекциями дополнительного поля Н создаваемого кольцами Гельмгольца. Измерив величины ЙН, Нх и Н а так. же зная величину (модуль) вектора Нможно вычислить азимутальный а и зенитный О углы, характеризующие пространственное положение прибора в буровой скважине.Йх - Нх=агс 1 дНу Нх+ Нх Нх1 Н, +ЙО=агсз 1 пНдУгол а является магнитным азимутом и поэтому инклинометрическим работам в скважине должны предшествовать наземные измерения по определению направления магнитного меридиана, В предложенном гравимагнитном инклинометре угловые перемещения корпуса относительно вектора Й, образуются в дополнительное магнитное поле, которое вместе с основным геоматнитным полем преобразуется далее в электрические сигналы, подлежащие регистрации, Дополнительное поле создается источником переменного тока.Скелетная схема измерительной и регистрирующей частей прибора представлена на фиг.3 (для простоты на фиг. 3 показаны элементы схемы, относящиеся только к одному датчику магнитного поля - датчику Х).Датчик 5, возбуждаемый генератором 7, вырабатывает амплитудно-модулированный сигнал, пропорциональный составляющим Н, и Йх (последняя является проекцией вектора Н, на ось чувствительности датчика), Этот сигнал поступает на избирательный усилитель 8, настроенный на несущую частоту, соответствующую основной частоте генератора 7, или какой-либо гармонике от этой частоты и затем на синхронный детектор 9, питаемый также от генератора 7, с выхода детектора 9 постоянная составляющая сигнала поступает на регистрирующее устройство 10, 10 режекторный фильтр 11, пропускающий только постоянную составляющую, и снова на датчик Б, в обмотку обратной связи. Кольца Гельмгольца (или соленоид), создающие вектор Н, питаются переменным током низкой 15 частоты от генератора 12. Сигнал, пропорциональный составляющей Йс выхода синхронного детектора 9 поступает на второй синхронный детектор 18, питаемый от генератора 12, и затем на регистрирующее устройство 14. Контроль за постоянством и колебаниями напряжения генератора 12, необходимый для получения информации о величине Н при вычислении зенитного угла осуществляется с помощью регистрирующего устройства 1 б, 25Предмет изобретения Гравимагнитный инклинометр для скважинных исследований, содержащий маятник, укрепленный в кардановом подвесе, систему направленных магнитных датчиков, усилительно-преобразовательные и регистрирующие блоки, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений, датчики установлены на горизонтальной площадке, жестко связанной с маятником так, что центры датчиков совпадают с центром жестко связанного с корпусом инклинометра соленоида, питаемого от дополнительного ге нератора переменным током низкой частоты,пография24 Глаеполяграфпрома, Москва, Г.19, ул. Маркса - Энгельса, 14. аказ 37 НИИИИ Комитета Тираж Ф 80 Подпивноеелам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Раушакая наб., д. 4/5.