Устройство для измерения угланаклона скважины

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск и кСоцмалмстмческииРеспубпкк 1 ц 802534(23) Приоритет -1) М. В 47/02 сударствеииый комите 3) УДК 622.241. .7 (088.8) Опубликовано 07.02.81. Бюллетень5Дата опубликования описания 15.02,81 да делам изобретен крытии 72) Авторы изобретен 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛ НАКЛОНА СКВАЖИНЫИзобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в системах управления проводкой наклоннонаправленных скважин.Известен преобразователь угла наклона скважины, содержащий маятник, укрепленный в карданном подвесе и трансформаторный или индуктивный преобразователь угла поворота 11.Известно также устройство для измерения угла наклона скважины, содержащее корпус, укрепленный на карданном подвесе магнитный маятник, преобразователь угла наклона и феррозонды, обмотки возбуждения которых соединены последовательно.В этом устройстве ток питания, одинаковый для обоих феррозондов, создает в их объемах переменные поля возбуждения. Из-за неилентичности феррозондов при вертикальном положении устройства ЭДС, наводимые этими полями в сигнальных обмотках, не равны по амплитуде и сдвиг фаз между ними отличается от 180. Поэтому взаимная компенсация этих ЭДС в сигнальных обмотках не происходит и на выходе устройства присутствует ЭДС небаланса. При отклонении феррозонлов от верапасный и М. 3. Исм гилов тикали пол действием вектора магнитной индукции опорного поля в сигнальных обмотках наводится ЭДС, однозначно зависящая от зенитного угла скважины. На эту ЭДС (полезный сигнал) накладывается ЭДС небаланса (помех). В лучших образцах феррозонлов, гле достигнута максимальная идентичность параметров, ЭДС небаланс;.превышает полезный сигнал в сотни и ть.сячи раз 2.Недостагком этого устройства является о низкая точность измерений при малых зенитных углах, обусловленная помехой в виде ЭДС небаланса.Целью изобретения является повышенисточности измерений.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено двумя усилителями и фазовращателем, один из усилителей включен между обмоткой возбуждения одного феррозонда и входом фазовращателя, а другой - между обмоткой возбуждения другого феррозонда и выходом фазовращателя. Компенсация ЭДС небаланса осущестяется подбором амплитуд и фазового вига между токами питания феррозондов.На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит корпус 1, наружное карданное кольцо 2, цилиндрический магнит 3, укрепленный в рамке 4, центр тяжестнкоторой смещен относительно оси подвеса грузом 5, два феррозонда 6 и 7 с обмотками 8 и 9 возбуждения и сигнальными обмотками 10 и 11, усилитель 12 и 13 и фазовращатель 14.Устройство работает следующим образом.На обмотку 8 возбуждения феррозонда 6 переменный ток питания поступает через усилитель 12, а на обмотку возбуждения 9 феррозонда 7 - через последовательно соединенные фазовращатель 14 и усилитель 13 3 Токи питания создают в объемах феррозондов переменные поля возбуждения. При вертикальном положении устройства ось цилиндрического магнита 3 перпендикулярна продольной оси феррозондов 6 и 7, и ЭДС,20 пропорциональная углу наклона скважины, равна нулю. Из-за неидентичности феррозондов ЭДС, невидимые переменными полями возбуждения в сигнальных обмотках, не равны по амплитуде, сдвиг фаз между ними отличается от 180, и на выходе устройст- и ва присутствует ЭДС небаланса.Компенсация ЭДС небаланса осуществляется следующим образом. Амплитуды и фазы ЭДС в сигнальных обмотках определяются амплитудами и фазовым сдвигом токов питания феррозондов. Амплитуды тоЗд ков питания и сдвиг фаз между ними изменяются усилителями 12 и 13 и фазовращателем 14, так, что амплитуды ЭДС в сигнальных обмотках будут равны друг другу, а фазовый сдвиг между ними равен 180, При д этом в сигнальных обмотках происходит вычитание этих ЭДС до нуля. Если корпус грибора вместе с феррозондами отклоняется от вертикали, а продольная ось магнита сохраняет горизонтальное положение, стержни феррозондов подмагничиваются, и на выходе сигнальных обмоток появляется ЭДС, однозначно зависящая от угла наклона скважины.Использование новых элементов-усилителей и фазовращателей выгодно отличает предлагаемый феррозондовый преобразователь угла наклона скважины от прототипа, так как позволяет уменьшить ЭДС небаланса, обусловленную неидентичностью феррозондов. В результате повышается точность преобразования, снижаются требования к идентичности феррозондов, что уменьшакт затраты на изготовление устройства.Испытания устройетва показали, что ЭДС небаланса снижается более чем на порядок по сравнению с прототипом, при этом точность преобразования зенитных углов повышается до Зугл. минут. Известные преобразователи зенитных углов имеют точность 0,5.Формула изобретенияУстройство для измерения угла наклона скважины, содержащее корпус, укрепленный на карданном подвесе маятник, феррозонды с обмотками возбуждения, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено двумя усилителями и фазовращателем, причем один из усилителей включен между обмоткой возбуждения одного феррозонда и входом фазовращателя, а другой - между обмоткой возбуждения другого феррозонда и выходом фазовращателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Юо 486132, кл. Е 21 В 47/022, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Мо 492649, кл. Е 21 В 47/02, 1975.оставитель И. КарбачиТехред А. БойкасТираж 638 в итета С ткрытии я наб., ул. Про ПИ Росу о делам Москва,ПП Пате