Виброустойчивый преобразователь зенитного угла

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 153779 51 5 Е 21 ВЙ 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(21) 4390632/23-03 (22) 10.03.88 (Йб) 23.01 90. Бюл. Г 3 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (.72) Б.В.Лавров и Э.Д.АхметсаФин (53) 622,21,7 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР йф 1027379, кл. Е 21 В Й 7/02, 1983Молчанов А.Л. Измерение геофизи ческих и технологических параметро в процессе бурения скважин. М.: Не ра, 1983, с. 68-69.(57) Изобретение относится к про ловой геоФизике и предназначено для контроля параметров наклонно-направ ленных скважин в процессе бурения. Цель - повышение виброустойчивости и точности измерений, В корпусе 1, заполненном вязкой жидкостью, установлена на опорах поплавковая рамка (Р) 2 с эксцентричным грузом. В Р 2 подвешен поплавковый маятник (М) 31537799 и размещен индуктивный. преобразователь угла поворота с наружным и внутренним кольцами (К) 7 и 8. При этом М 3 выполнен в виде цилиндрического тела 4 с замкнутой цилиндрической по."- -5 лостью 5, ось которой смещена относительно оси подвеса М 3. Полость 5 более, чем на половину своего объема заполнена жидкостью б, На торцовой поверхности тела 4 закреплено К 7, а Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для контроля параметров наклонно-направленных скважин в процессе бурения.Цель изобретения - повышение Ъиб О роустойчивости и точности измеренийНа фиг, приведен виброустойчивый преобразователь зенитного угла, продольный разрез; на фиг.2 - разрез й-й на фиг.1. 25Виброустойчи вый преобра зова тел ь зенитного угла содержит заполненный вязкой жидкостью корпус 1, в котором на опорах установлена поплавковая рамка 2 с эксцентричным грузом (не ЗО показан), В рамке 2 подвешен поплавковый маятник 3 в .виде цилиндрического тела 4, в котором выполнена замкнутая цилиндрическая полость 5, ось которой смещена относительно оси под- ц веса маятника 3. Полость 5 более чем наполовину своего объема заполнена жидкостью б. В рамке 2 размещен индуктивный преобразователь угла поворота с наружным внутренним кольцом 7 и 4 О 8. Наружное кольцо 7 (ротор индуктивного преобразователя) закреплено на торцовой поверхности цилиндрического тела 4, а внутреннее кольцо.8 (статор этого преобразователя) жестко 45 связано с рамкой 2. Съем сигнала и питание осуществляется через коллектор 9 и герметичный штепсельный разъем 1 О,Преобразователь зенитного угла работает следующим образом.В исходном положении, когда зенитный угол равен О, с индуктивного пре" образователя угла поворота снимается нулевой сигнал. При отклонении от . вертикали рамка 2 устанавливается в плоскости наклона. Маятник 3 под действием силы тяжести устанавливается по линии горизонта, поворачивая К 8 жестко связано с Р 2. При отклонении от вертикали Р 2 устанавливаетсяв плоскость наклона, а М 3 - по линиигоризонта и поворачивает К 7 на уголравный зенитному, При этом К 8 остается неподвижным и с индуктивногопреобразователя снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла, 2 ил. тем самым связанный с ним ротор (кольцо 7) индуктивного преобразователя угла на угол, равный зенитному, При этом статор в виде кольца 8 остается неподвижным и с индуктивного преобразователя снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла.Предлагаемый преобразователь зенитного угла может использоваться для измерения непосредственно в .процессе буоения скважины, Действительно для работоспособности преобразователя в процессе бурения, сопровождающегося вибрациями определенного спектра частот, необходимо, чтобы частота собственных колебаний маятника 3 была в 5-6 раз меньше нижней границы частотного спектра вибрации, При этом условии значения вибрационной погрешности не превышают предела допустимых, а точность измерения зенитного угла повышается.Частота Я, собственных колебаний определяется выражениемИ,= , (1), где Р.1 - статический момент илимаятни ковость;1 - момент инерции маятника,Уменьшение частоты Ы собственных колебаний в виброустойчивом преобразователе зенитного, угла достигнуто эа счет выбора рациональной формы и конструкции маятника. При заданном весе и устанавливающем моменте, которые определяются внешними габаритами, маятник с приведенным на фиг2 сечением имеет максимальный момент 1 инерции пБ л Г 1 = -- - угу( +а 2 237799 6 индуктивного преобразователя угла в качестве дополнительного груза. Р 1 И,= 01(3) 5 15г - ради ус цили ндрич ес кой полос"ти)а - расстояние от оси вращенияцилиндрического тела до осицилиндрической полости.Следовательно, согласно выражению (3) маятник 3 имеет минимальную частоту я, собственных колебаний.Кроме того к маятнику 3 присоединено статически уравновешенное относительно оси вращения тело с моментом 1, инерции. Им является наружное кольцо 7 индуктивного преобразователя угла. Не уменьшая маятниковости и не нарушая плавучести маятника 3, наружное кольцо 7 увеличивает момент инерции всей конструкции в целом, приводя к дополнительному снижению частоты Яо, собственных колебаний, которая определяется выраже- нием Наружное и внутреннее кольца индуктивного преобразователя угла имеют вес одного порядка, однако момент инерции наружного кольца 7 относительно оси вращения цилиндрического тела ч больше, чем момент инерции внутреннего, так как средний радиус его больше чем у внутреннего кольца 8. Это и обусловило в данной кон-: струкции выбор наружного кольца 7 Заполнение замкнутой полоСти жидкостью в свою очередь позволяетуменьшить частоту собственных колеба" ний маятника, а следовательно, также ведет к повышению виброустойчивости и точности измерений. формула изобретения Виброустойчивый преобразовательзенитного угла, содержащий заполненный вязкой жидкостью корпус, установленную в нем на опорах поплавковуюрамку с эксцентричнь 1 м грузом, в которой подвешен поплавковый маятник иразмещен индуктивный преобразовательугла поворота с наружным и внутренним кольцами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениявиброустойчивости и точности измере ний, маятник выполнен, в виде цилиндрического тела с замкнутой цилиндри".сческой полостью, ось которой смещенаотносительно оси подвеса маятника,при этом наружное кольцо индуктивного преобразователя закреплено на торцовой поверхности цилиндрического тела, внутреннее его кольцо жестко связано с рамкой, а цилиндрическая полость более чем наполовину. своегообъема заполнена жидкостью.351537799 4-4 Составитель А.ЦветковРедактор С.Патрушева Техред М.дидык Коррек Пали аж 1 аэ 151 Подписно ИИПИ Государ енного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Ъ сква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 иэводственно-иэдательс кий комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101