Инклинометр

-0 ол. Уеханиче й ин в, В.А.Иьвв ков свидетельство ССС Е 21 В 47/02, 198 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(57) Изобретение относится к областигеолого-разведочной техники и м.б.использовано для определения пространственного положения скважин.Цель изобретения - ускорение процесса определения пространственногоположения скважин за счет одновременного измерения зенитного и азимутальнаго углов. Для этого в корпусе (К) 1соосно установлен азимутальный датчик1350341 угла, выполненный в виде магнитнойстрелки 10, размещенной на подпятнике, Равномерно по окружности в К 1жестко закреплены четыре сферическихотражателя 17, в фокусе которых размещены входные торцы 18 четырех световодов, закрепленных в диафрагме 3.Выходные торцы 20 установлены в донной части сообщающихся сосудов 5 и 6и взаимодействуют с фотоприемниками 9,соединенными по мостовой схеме.Стрелка 10 жестко связана с непрозрачным стаканом (НС) 12, на боковойповерхности которого выполнена кольцевая диафрагма (Д) 13 с переменнымпо высоте и равномерно изменяющимсяпо окружности сечением. Заполнена Д13 прозрачным материалом, имеющим Изобретение относится к геолого- разведочной технике, может быть использовано для определения пространственного положения скважин, пройденных в породах с немагнитными свойствами, и является усовершенствованием изобретения по авт, св. Р 1239286.Цель изобретения - ускорение процесса определения пространственного положения скважин за счет одновремен ного .измерения зенитного и азимутального углов.На фиг. 1 приведена общая схема инклинометра на фиг. 2 - развертка непрозрачного стакана; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1,Инклинометр содержит корпус 1, в котором расположен основной источник 2 света, диафрагма 3 с прозрачными окнами 4, система сообщающихся сосудов 5 и б, частично заполненных полупрозрачной жидкостью 7. Вертикальные части сосудов 5 и 6 в донной части через прозрачные окна 8 связаны с фотоприемниками 9. Датчик азимутального угла установлен соосно в корпусе и выполнен в виде магнитной стрелки 10, установленной на оси инклинометра на подпятнике 11, жестко связанном с корпусом 1. Магнитная стрел- ЗО ка 10 жестко связана с непрозрачным стаканом 12, на боковой поверхности плотность, равную плотности материалаНС 12, Внутри НС 12 концентрично размещен жестко связанный с К 1 цилиндрический непрозрачный экран 14 с дополнительным источником 15 света.Экран 14 имеет вдоль образующих егоцилиндра четыре равномерно располо-.женные по окружности щелевые Д 16.Источник 15 установлен внутри экрана 14 и взаимодействует через Д 16 сотражателями 17. При измерении азимута на участке скважины включают источник 15. В зависимости от положения стрелки 10 относительно сосудов 5и 6 рассогласуются мостовые схемыфотоприемников 9. Величина рассогласования дает информацию об азимутеугла. 3 ил. 2которого выполнена кольцевая диафрагма 13 с переменным по высоте сечением, равномерно изменяющимся по окружности, заполненная прозрачным материалом, плотность которого равнаплотности материала стакана 12, Внутри стакана 12 размещен соосно с ним цилиндрический непрозрачный экран 14, жестко связанный с корпусом 1, внутри которого расположен дополнительный источник 15 света, а вдоль образующих цилиндра выполнены четыре щелевые диафрагмы 16, равномерно расположенные по окружности. Дополнительный .источник 15 света через щелевые диафрагмы 16 и кольцевую диафрагму 13 оптически взаимодействует с четырьмя сферическими отражателями 17, которые жестко закреплены в корпусе равномерно по окружности. В фокусе сферических отражателей 17 размещены входные торцы 18 четырех световодов 19. Входные торцы 18 световодов закреплены в диафрагме 3, а выходные торцы 20 установлены в донной части сообщающихся сосудов 5 и б и оптически взаимодействуют с фотоприемниками 9, попарно соединенными по мостовой схеме. Инклинометр работает следующим образом.3350341 Инклинометр по азт. сз. Р 1239286, о тличающийся тем, что, с целью ускорения процесса определения пространстзеннога положения скважин за счет одновременного измерения зенитного и азимутального углов, он снабжен установленным соосно в корпусе датчиком азимутального угла, четырьмя сферическими отражателями, жестко закрепленными в корпусе равномерно по окружности, и четырьмя световодами, входные торцы которых размещены в фокусе сферических отражателей и закреплены в диафрагме, а выходные торцы установлены в донной части сообщающихся сосудов с возможностью оптического взаимодействия с фотоприемниками, при этом датчик азимутального угла выполнен з виде магнитной стрелки, жестко связанной с непрозрачным стаканом, внутри которо. го концентрично размещен жестко связанный с корпусом цилиндрический непрозрачный экран с дополнительным источником света, причем непрозрачный экран имеет вдоль образующих цилиндра четыре равномерно расположенные по окружности щелезые диафрагмы, на.боковой поверхности стакана выполнена Перед началом работы на поверхности земли корпус 1 инклинометра устанавливают строго вертикальноВключают основной источник 2 света, от которого через прозрачные окна 4 в диафрагме 3 свет попадает в вертикальные части сосудов 5 и 6, где, пройдя через столб жидкости 7, изменит свою интенсивность в зависимости 1 О от высоты столба жидкости. Через прозрачные окна 8 в донной части сосудов 5 и 6 свет попадает на Фотоприемники 9, которые в зависимости от его интенсивности выдают соответ ствующий сигнал. Так как перед началом работы инклинометр установлен вертикально, зсе фотоприемники 9 должны выдавать одинаковые сигналы и мостовые схемы, по которым включен О ные фотоприемники должны быть уравно. вешены. Если же этого не произошло, что возможно из-за разной чувствительности Фотоприемников, то с помощью соответствующих электрических 25 устройств мостовые схемы уравновешивают. После этого основной источник 2 света выключают, а сориентировав инклинометр таким образом, что плоскость симметрии одного из сообщающих- ЗО ся сосудов 5 или 6 имеет направление,оазимут которого равен О, включают дополнительный источник 15 света. При этом световой поток в виде четырех плоских лучей выходит из щелевых 35 диафрагм 16 экрана 14 и поступает через кольцевую диафрагму 13 на сферические отражатели 17, которые фокусируют отраженный от них световой поток на входных торцах 18 сзетозодоз 19, 4 О пройдя по которым световой поток выходит из сзетозодов 19, выходные торцы 20 которых оптически взаимодействуют с фотоприемниками 9, и,пройдя через прозрачные окна 8,попадает на 45 чувствительные площадки фотоприемников 9.Так как кольцевая диафрагма 13 выполнена с переменным по высоте сечением, то световые потоки, поступаю О щие на Фотоприемники 9, отличаются друг от друга по интенсивности, что вызывает рассогласование мостовых схем на разную величину, причем эта величина зависит от положения магнитной стрелки, так как стакан 12 жестко связан с нею. Поворачивая инклинометр вокруг оси, можно получить зависимость изменения выходного сигнала с фотоприемников 9 от положения их относительно магнитной стрелки 10, т,е. калибровочную зависимость.Инклинометр опускают в скважину, при отклонении которой от вертикали жидкость 7 в сосудах 5 и 6 перераспределяется согласно закону сообщающихся сосудов, что приводит к изменению высоты столбов жидкости в вертикальных частях сосудов 5 и 6, а соответственно и к изменению световых потоков, попадающих на фотоприемники 9, при включенном основном источнике 2 света, что приводит к рассогласованию мостовых схем. По величине сигналов можно судить о величине отклонения,При необходимости измерения азимута на исследуемом участке скважины основной источник 2 света выключают, а включают дополнительныи источник 15 света. В зависимости от положения магнитной стрелки 10 относительно сосудов 5 и 6 происходит рассогласование мостовых схем фотоприемников 9, величина которого дает информацию об азимутальном угле. Формула из обре тения35034 Составитель А.ЦветковРедактор Н,Бобкова Техред А.Кравчук Корректор А,Тяско Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 кольцевая диафрагма с переменным по высоте и равномерно изменяющимся по окружности сечением, которая заполнена прозрачным материалом, имеющим5 плотность, равную плотности материала стакана, а дополнительный источник света установлен внутри цилиндрического непрозрачного экрана с возможностью оптическоговзаимодействия через щелевые диа -фрагмы со сферическими отражателями.