Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины

(21) (22) (46) (71) ский тут Бюл. Рй научно сследова тель торский инст о-констр ких иссл ванин геолоо изиче разведочных скваж 2) Ю,Ю. Дмитрюков 3) 622.242(088,8)ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНОГО И ВИЗИРНОГО УГЛОВ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретенияповышение точности измерений и уменьшение поперечных габаритов, Устр-восодержит корпус, внутри которого ортогонально установлены маятники зенитного 4 и визирного 3 углов и бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы (БСКТ) 1 и 2, Входы БСКТ 1и 2 связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразо теля фаза - длительность (ПФД) виз ного угла. Выход БСКТ 1 и 2 подклю чены соответственно к вторым входа134 ПФД зенитного и визирного углон. - Устр-во снабжено узлом передачи врвще - ния под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес - малого 6 и большого 5 диаметра, Колесо б закреплено на валу БСКТ 1, а колесо 5 - на оси маятника 4. Оба БСКТ 1 и 2 установлены соосцо в корпусе, а выход БСКТ 2 свяэац с первым входом ПФД зенитного угла. При наклоне прибора маятник 3 поворачивается на угол, пропорциональный нзирно 67 3му углу наклона скважины, и соответственно поворачинаются валы БСКТ 1и 2, Поскольку БСКТ 2 изменяет фазуотносительно фаэь опорного напряжения,снятого с источника опорного напряжения, с ПФД визирного угла поступаетсигнал о визирном угле скважины, Одновременно поворачивается маятник 4на угол, пропорциональный зенитномууглу скважины, и через колеса 5 и 6вызывает дополнительный поворот БСКТ1. 3 ил.11 эобретене относится к промыс;.оной геофизике и может бьть спользовано в инклицометрдх с первичными измерительцыми преобразователями в виде5 бесконтактных сицусцо-косинусцыхтрансформаторов (БСКТ) для измеренияугловых параметров скважин11 ель изобретеня - поньпиецис точ -О ности измеренй и уменьшение поперечных гдбдритон,Пд фг,2 представлены фуцкп- ональная и киьемдтическая схемы предлагаемого устройства; нд фиг, 35 блок-схема устройства,Устройство для измерения зенитцого и визирного углов скнджн содержит установленные соосцо в корпусс (це показан) по ос АВ скважицного прбора первый 1 и второй 2 БСГ, цк:ючецные в режцмс фдзонрдщдтеля, ортого - нально установленные маятник 3 низрного угламдятцк 4 зенитного угла, узел передачи вращения под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес - колеса 5 большего диаметра, которое дкреплено нд ос вращения маятцкд 4 зенитного угла, и колеса 6 малого диаметра, которое закреплено цд вдлу пер 30 вого БСКТ, Кроме того, устройство содержит преобразовател фаза - длтель- ность (ПФД) зс цтного угла 7визирного угла 8 и источник 9 опорного напряжения, который связан с входами 35 первого и второго БСКТ и первым н.содом ПФД 8 визирного угла, Быходь БСКТ 1 и 2 подключены соответственно к вторым нходам ПФД 7 и 8, а выход БСКТ 2, кроме того, связан с первым входом ПФД 7 зенитного угла.ПФ,1 имеет традиционное исполнение и содержит два формирователя (триггеры Шмитта), подключенные соответственц к источнику опорного напряжения и выходу БСКТ, сдвиг фаз которого надо измерить, К выходам формирователей через дифференцирующие пепи подключен КЬ-трггер: первым входом - к выходу первого формирователя, вторым - к выходу второго. Длительность импульсоц цд выходе КБ-триггера пропорциональна сдвигу фаэ между опорным иизмеряемым напряжениямиУстройство работает следующим образом.При наклоне продольной оси АВ скважинного прибора относительно вертикали маятник 3 визирного угла поворачивается на угол, пропорциональный визрному углу наклона скважины и вызывает соответствующий поворот валов БСКТ 2 и 1. Поскольку БСКТ 2 при наклоне прибора изменяет фазу сигнала относительцо фазы опорного напряжения, снятого с источника 9, то с выхода ПФД 8 снимается импульс, длительность которого определяется величиной визирного угла наклона скважины, Одновременно маятник 4 зенитного угла поворачивается на угол,пропорциональный измеряемому, и через систему зубчатых колес 5 и 6 вызывает дополнительный поворот вала БСКТ 1з 134Таким образом, общий поворот вала БСКТ 1 определяется коэффициентом передачи редуктора (система зубчатых колес 5 и 6) и суммой зенитного и визирного углов.Опорным напряжением для ПФЛ 7 зенитного угла является напряжениеа измеряемым - напряжениеПэп ( и+Я и +ф,67734угла и точности БСКТ 2, а погрешностьизмерения зенитного угла прямо пропорциональна погрешности обоих БСКТи погрешности редуктора (6-12 для 5колес средней точности) и обратно пропорциональна коэффициенту передачи рередуктора.Применение узла передачи вращенияпод прямым углом позволяет отказаться от поперечного расположения одногоиэ БСКТ и, следовательно, уменьшитьдиаметр скважинного прибора,Формула изобретения( - зенитный угол;и - коэффициент передачи редуктора.Следовательно, длительность импульса на выходе ПФД 7 пропорциональна сдвигу фаз между этими напряжениями, т.е. зенитному углу, умноженному на коэффициент передачи редуктора, который по конструктивным соображениям удобнее сделать равным 2 или 4.Дальнейшую обработку измеренных значений углов ведут обычным способом, например используя метод заполнения временного интервала импульсами З 0 стабильной частоты и их счета за время действия измеряемого импульса.При этом, частота импульсов стабильной частоты, подаваемых на выход ПФД должна быть в и раз меньше, чем частота импульсов, подаваемых на выход ПФД 8, где и - коэффициент передачи редуктора.Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины позволяет40 избежать ошибки, вызванной ошибкойустановки маятников (до 30 ), и позволяет отказаться от сложной схемы вычислений, при которой ошибка в процессе вычисления углов суммируется по45 числу операций. Точность измерения вивизирного угла в предлагаемом устройстве зависит от величины зенитного Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины, содержащее корпус, в котором установлены ортогонально маятники зенитного и визирного углов, первый и второй бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы, входы которых связаны с источникомопорного напряжения и первым входом преобразователя фаза - длительность визирного угла, а выходы подключены соответственно к вторым входам преобразователя фаза - длительность зенитного угла и преобразователя фаза длительность визирного угла, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и уменьшения поперечных габаритов, оно снабжено узлом передачи вращения под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес малого и большого диаметров, при этом зубчатое колесо малого диаметра закреплено на валу первого синусно-косинусного трансформатора, зубчатое колесо большого диаметра закреплено на оси вращения маятника зенитного угла, оба синусно-косинусных трансформатора установлены соосно в корпусе, а выход второго синусно-косинусного трансформатора связан с первым входом преобразователя фаза - длительность зенитного угла,1346773 фиг. 2 Составитель А. Цветк актор Н. Лазаренк Черн хред 1.Ходани рект Заказ 510 дпи ВНИИ п 3034/5 Производственно-полиграфическое предприяти Тираж 532И Государственного комделам изобретений и отМосква, Ж, Раушска тета ССрытийнаб.,Ужгород, ул. Проектная, 4