Инклинометр

итно те:.иическая6 и:. те,:"и,;",.1, ) А ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11794208 Сапа СоветскихСоилалистических Республик.81, Бюллетень1 622.241 (088.8) 45) Дата опубликования описания 07.01.8(71) Заявите Уфимский авиационный инст м, С. Орджоникидзе(54) И Н КЛ И НОМЕТ следующие недо что инна карм и же- магнилошной а геркод соотГосударственный комитет (23) Приоритет Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а именно к инклинометрии, и может быть использовано для измерения азимутальных и наклонных углов различных скважин при разведке нефтяных и газовых месторождений.Известно устройство, содержащее корпус с кардановым подвесом, на валу которого размещен поплавок с магнитной стрелкой и ротор датчика угла, содержащего статор с обмотками 1),При изменении азимутального угла ротор вместе с магнитной стрелкой устанавливается по полю Земли, а сигнал снимается со статорной обмотки датчика.Устройство имеет следующие недостатки: 1. Низкую надежность из-за наличия подвижных токоподводов ротора датчика угла.2. Ограниченные возможности, так как устройство может быть использовано лишь для измерения азимутальных углов.3. Низкую чувствительность из-за наличая воздушного трансформаторного датчика угла.4. Низкую точность передачи сигнала изза его амплитудного характера.Известно также устройство, которое содержит корпус, преобразователь угла с обмотками на цилиндрическом статоре, соединенными в две параллельно и встречно включенными звездами, внутри статора размещен плоский ротор 2).Устройство имеет ограниченные возможности, обусловленные только измерением азимутальных углов.Кроме того, оно имеетстатки:1. Недостаточно надежно из-за подвижных токоподводов роторов датчика углов.2, Низкую чувствительность из-за наличия воздушных трансформаторных датчиков углов.3. Невозможность определения критических углов наклона скважин из-за постоянного изменения выходного сигнала в области критических углов, что ограничивает возможности устройства.Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Указанная цель достигается тем, клинометр снабжен установленным данном подвесе сплошным магнито стко связанным с корпусом полым том и шестью герконами, причем сп магнит размещен в полом магните, ны - в зазоре между магнитами по ветствующими обмотками статора.На фиг, 1 представлена принципиальная схема инклинометра; на фиг. 2 и 3 - размещение герконов, вид сверху; на фиг. 4 - схема соединения герконов и обмоток; на фиг. 5 - теоретическая кривая зависимости /вых=1 (7)Инклинометр содержит кардановую систему 1 с осью 2 (фиг. 1). На оси 2 установлен ферромагнитный ротор 3 и сплошной цилиндрический магнит 4, размещенный на конце оси. Магнит 4 свободно охвачен полым цилиндрическим магнитом 5, жестко установленным в корпусе. Ротор 3 (фиг. 2) свободно охвачен цилиндрическим статором 6 с шестью обмотками 7 - 12. В зазоре между магнитами 4 и 5 (фиг, 1) по поверхности телесного угла, образующие которого определяются максимальным вертикальным углом скважины, установлены шесть герконов 13 - 18, каждый из которых размещен в плоскости, соответствующей обмотке статора (геркон 13 под обмоткой 7, геркон 14 под обмоткой 8, геркон 15 под обмоткой 9, 1 еркон 16 под обмоткой 10, геркон 17 под обмоткой 11, геркон 18 под обмоткой 12). Обмотки 7 - 12 включены встречно в две трехфазные параллельные звезды, каждый из герконов соединен накоротко с соответствующей обмоткой. Диаметр ротора 3 меньше внутреннего диаметра статора 6 на величину, определяемую максимальным вертикальным углом отклонения.Принцип действия инклинометра заключается в следующем.При строгом вертикальном размещении корпуса ротор 3 устанавливается в среднем положении, при этом сигнал на выходе между нулевыми узлами звезд равен нулю ввиду равенства сопротивлений плечей трехфазного моста, т. е, С=О.При отклонении скважины от вертикали под действием силы тяжести ротора 3 и магнита 4 происходит смещение оси 2. Однако угол этого смещения меньше угла отклонения скважины от вертикали, поскольку магниты 4 и 5 включены встречно, что приводит к появлению усилия, возникающего при отклонении магнита 4 от среднего положения и действующего на магнит 4 в сторону, противоположную отклонению, При этом на выходе появляется напряжение У,ФО, амплитуда которого будет определять величину угла отклонения от вертикали, а фаза будет определять азимут плоскости отклонения скважины. Так, если плоскость отклонения направлена через обмотку 7 (фиг. 3), то фаза выходного напряжения будет определяться напряжением фазы А; если плоскость отклонения будет проходить через обмотку 9, то фаза выходного напряжения будет определяться фазой В, Если плоскость отклонения будет проходить через обмотку 8, то фаза выходного напряжения будет определяться фазой С. В соответствии с изложенным можно записывать:/ных = - "Фм сов (2 п - а),- 32где у - угол отклонения скважины от вер тикали;а - азимутальный угол.При достижении критического угла отклонения, определяемого условиями бурения, что фиксируется с помощью герконов, 20 включается тот геркон, к которому максимально приближается магнит 4, при этом происходит короткое замыкание соответствующей обмотки, и на выходе между нулевыми углами звезд появляется напряже ние, в несколько раз превышающее напряжение аналогового (непрерывного) сигнала (фиг. 4, угол рри,.), т. е, Увых=Унрит,В инклинометре помимо непрерывногоизменения вертикального и азимутального 30 углов удается с большой точностью определить максимальный вертикальный угол отклоненияФормула изобретения35Инклинометр, содержащий корпус, преобразователь угла с обмотками на цилиндрическом статоре, соединенными в две параллельно и встречно включенными звез 40 дами, внутри статора размещен плоскийротор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, онснабжен установленным на карданном подвесе сплошным магнитом и жестко связан 45 ным с корпусом полым магнитом и шестьюгерконами, причем сплошной магнит размещен в полом магните, а герконы расположены в зазоре между магнитами под соответствующими обмотками статора,50Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР285860, кл. Е 21 В 47/02, 10,11,70.55 2. Авторское свидетельство СССР по заявке2359733, кл. Е 21 В 47/02, 31,08.77.,грил Составитель Карбачинская Редактор Ж. РожковаТехред А. Камышникова Корректоры: В, Нам и А. Степановаипогра фи я, и р. Сапунова, 2 аказ 46/3 Изд.158 ПО Поиск Государственного комитета 113035, Москва, Ж, Тираж 634 Подписно СР по делам изобретений и открыти ушская наб., д. 4/5