Инклинометр

О ПИ Сфез Сфаетских Сфциалистичаских Реслублик(22) Заявлено 12.07.79 (21)2644479/22-03 51)М. КЛ. с присоединением заявки Но(23) Приоритет Е 21 В 47/022 Государственный комнтет СССР но дмам нзобретеннй н открытнй, Опубликовано 230181,Бюллетень йо 3Дата опубликования описания 23. 01. 81(54) ИНКЛИНОМЕТР Изобретение относится к геофизическим скважинным приборам для измерения параметров искривления скважинИзвестен инклинометр, содержащий корпус, измерительную схему, датчик азимута, находящийся в карданном подвесе, включающим внешнюю и внутреннюю рамки со взаимно перпендикулярными осями вращения, три маятниковых датчика, включающие параметрические преобразователи углов и маятники,оси вращения которых взаимно перпендикулярны, а один из них жестко и соосно соединен с внешней рамкой, внутри которой размещены два других маятниковых датчика 11В известном инклинометре при малых зенитных углах (менее 5 ) вследствиеОнесовпадения плоскости ориентации внешней рамки-маятника с плоскостью . искривления скважины измерение углов и азимутов осуществляется с помощью размещенных во внешней рамке двух маятников И параметрических преобразователей, например реостатных, обеспечивающих получение электричес" ких выходных сигналов, пропорциональных составляющим зенитного угла во взаимно перпендикулярных плоскостях, При этом точность измерения азимута и зенитного угла в значительнойстепени зависит от точности измерениясоставляющих последнего. Точностьизмерения составляющих зенитногоугла может быть повышена за счетувеличения чувствительности размещенных во внешней рамке маятниковыхдатчиков путем увеличения длины ихмаятниковОднако удлинение этих маятниковприводит либо к увеличению диаметракорпуса, либо к уменьшению диапазонаУизмерения зенитных углов.Известен также инклинометр, соде 15 ржащий внешнюю и внутреннюю рамки,три маятниковых датчика, один изкоторых размещен на внутренней рамке,а два других на внешней, преобраэрватели углов, измерительную схему 2 .20 недостаток инклинометра - низкаяточность измеренияЦелью данного изобретения являетсяповышение точности измерения.парамет".ров искривления скважин,Указанная цель достигается тем,что преобразователь углов одного израсположенных на внешней рамке маятниковых датчиков выполнен двухсекционным, а маятниковые. датчики, размещен 30 ные на внешней рамке, имеют разнуюдлину и параллельные оси вращения,причем маятник, размещенный на внутренней рамке, имеет длину, равнуюдлине большего маятника, размещенного на внешней рамке.Ь также тем, что оси вращения размещенных на внешней рамке Маятниковсовмещены, а двухсекционный преобразователь имеет разнесенные вдольоси вращения внешней рамки секции. Атакже датчик двухсекционного преобразователя снабжен конечным переключателем.На фиг. 1 изображена схема выполнения инклинометра; на фиг, 2 - электрическая схема соединения преобразователей; на фиг. 3 - соосно установленные маятники, вид сбоку.Инклинометр состоит из корпуса,электрической измерительной схемы исвободно вращающейся на вертикальнойоси внешней рамки - маятника 1 (см. 2 ффиг. 1) с эксцентрично расположеннымгрузом 2. Для измерения аксидальныхуглов внешняя рамка - маятник 1 совместно с неподвижно закрепленнымотносительно корпуса преобразователем (на чертеже не показаны) образуетмаятниковый датчик. Во внешней рамкемаятнике 1 размещены два других взаимно перпендикулярных маятниковых датчика, один из которых включаетв себя маятник 3 и реостатный преобразователь с реохордом 4 и щеткой5, а другой выполнен с двухсекционным реостатным преобразователем и двумя, отличающимися по длине, маятниками б и 7, последовательно- реагирующими на возрастание, зенитного угла. Двухмаятниковая система датчика может быть различной по конструкции, например выполненной в виде плоской двухзвенной кинематической 40 пары, имеющей две параллельныеоси вращения и реализуемой путем шарнирного присоединения, маятника 7 к концу маятника б. Для уменьшения габаритов внешней рамки-маятника 1 маятники б и 7 установлены в ней соосно с возможностью взаимодействия с разнесенными вдоль оси вращения рамки-маятника 1 секциями преобразователя, включающими соответственно реохорды 8 и 9 и щетки 10 и 11, Для осуществления возможности последовательного реагирования на возрастание зенитного угла маятников б и 7, последний соединен с щеткой 11, смещен" ной относительно центра его тяжести в сторону, противоположную размещению груза 2.Каждый иэ маятников 3, б и 7 для ограничения их углового перемещения и предохранения щеток 5, 10 и 11 от 60 повреждений снабжен упорами, жестко связанными с внешней рамкой-маятником 1.Маятники 3 и б идентичны по конструкции и имеют по сравнению с Я маятником 7 большую длину, величина которой определяется поперечным размером внешней рамки-маятника 1 и максимальным зенитным углом, при котором происходит совмещение плоскос-, ти ориентации упомянутой рамки с плоскостью искривления скважин, Обычно величина этого угла, зависящая от конструктивных особенностей инклинометров, не превышает 5 о. Исходя из чего, максимальные углы отклонения маятников 3 и б от оси вращения внешней рамки-маятника 1 должны. быть равны углу б преимущественно равному 5 , Максимальный угол 62 определяетося требуемым диапазоном измерения зенитных углов б скважин и равен бб-б . Для сохранения неизменным числа измерительных каналов, необходимых для регистрации отклонений маятников, в датчик с двухсекционным преобразователем и двумя маятниками введен чувствительный к зенитному углу конечный переключатель для поочередного включения в измерительную схему участков реохордов 8 и 9, Конечный переключатель может быть различным по конструкции, однако должен срабатывать в момент отрыва маятника 7 от упора 12 или при соприкосновении маятника б с упором 13,Наиболее простым по конструкции является конечный переключатель, использующий выход щетки 10 с контактной дорожки реохорда 8 при достижении маятником б упора 13. При этом реохорды 8 и 9 должны быть последовательно включены в измерительную схему (фиг. 2) .Для измерения азимута во внешней рамке-маятнике 1 над маятником 3 при помощи внутренней рамки карандова подвеса установлен горизонтальный датчик азимута (на чертеже не показаны), одна из осей врщения которого расположена в плоскости ориентации внешней рамки-маятника 1.Инклинометр работает следующим образом. При отклонении инклинометра на малый зенитный угол, при котором момент, вращающий внешнюю рамку-маятник, 1, недостаточен для установления плоскости ее ориентации в плоскости искривления скважины, измерение параме" тров последней осуществляют с помощью маятников 3 и б и соответствующих им преобразователей. При дальнейшем отклонении инклинометра происходит совмещение плоскости ориентации внешней рамки-маятника 1 с плоскостью искрйв" ления скважины, в результате чего щетка 5 под действием маятника 3 займет положение, при котором снимаемый с реохорда 4 выходной сигнал эквивалентен углу отклонения, равному 00 После этого щетка 10 под действием маятника б,выходит иэ соприкосновения с монтажной дорожкой реохорда 8 (см.98279 5 0 Формула изобретения НИИПИ Заказ 9973/3 ираж 638 Подписно фиг. 2), включая в измерительную схе"му величину собственного полного сопротивЛения, суммируемую с величинойсопротивления участка реохорда 9, зависящей от положения на его контактной дорожке щетки 11, перемещаемоймаятником 7. При этом регистрируемыйвыходной сигнал будет эквивалентенвеличине измеряемого зенитного угла. 1.Инклинометр,содержащий внешнююи внутреннюю рамки, три маятниковых датчика, один иэ которых размещен на внутренней рамке, а два других на 13 внешней, преобразователи углов, изме" рительную схему, о т л и ч а ю щ.и йс я тем, что, с целью повышения точно-. сти измерения параметров искривления скважин, преобразователь углов одного щ из расположенных на внешней рамке маятниковых датчиков выполнен двух" секционным, а маятниковые датчики, размещенные на вшешней рамке, имеют разную длину и параллельные оси вращения, причем маятник, размещенный навнутренней рамке, имеет длину, равнуюдлине большего маятника, размещенногона внешней рамке.2, Инклинометр по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что оси вращенияразмещенных на внешней рамке маятников совмещены, а, двухсекционный преобразователь имеет разнесенные вдольоси вращения внешней рамки секции.3, Инклинометр по пп. 1 и 2о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью поочередного включения в измерительную схему секций преобразователя, датчик двухсекционного преобразователя снабжен конечным переключателем.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Разведочная и промысловая геофизика, М-, Л Гостоптехнздат, 1953,вып. 5, с.39-41,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2125322/03,кл. Е 21 В 47/02, 1975 (прототип). Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная,