Преобразователь наклона скважины и поворота скважинного снаряда
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1125364
Авторы: Ковшов, Миловзоров
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (11) ЗсЮ Е 21 В 47/02 РЕТЕНИЯ К ымимГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕтатснамт свидаттль(72) Г.Н.Ковюов и Г.В.Миловзоров (71) УФимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622.342(088.8).(56) 1. Авторское свидетельство СССР . В 402640, кл. Е 21 В 47/022, 1978.2. Авторское свидетельство СССР 1 876978, кл. Е 21 В 47/02, 1981.3. Авторское свидетельство СССР. У 933968, кл. Е 21 В 47/022, 1982.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАКЛОНА СКВАЖИНЫ И ПОВОРОТА СКВАЖИННОГО СНАРЯДА,содержащий корпус, в котором установлены с возможностью осевого вращения два чувствительных элемента,два фотоэлектрических узла, каждыйиэ которых включает. источник света,световод фотоприемник, и регистрирующий узел, .о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения точностиизмерений, он снабжен блоком отработки программы измерения, оперативнзапоминающим блоком, генераторомпульсов, элементами И и ИЛИ-НЕ, счетчиком, цифроаналоговым преобразователем, усилителем мощности, управляемым коммутатором, причем каждый из чувствительных элементов имеет кольцевые обмотки, установленные на соответствующей оси вращения, и цилиндрическими постоянными магнитами осевого намагничивания с центральными отверстиями, в которых расположены световоды, кольцевые обмотки и постоянные магниты, причем выход генератора импульсов через элемент И подключен, на счетный вход счетчика, выход которого через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, усилитель мощности и управляе-мый коммутатор связан с кольцевыми обмотками, ачувствитепьные элементы через элемент ИЛИ-НЕ подключены на второй вход элемента И и к блоку отработки программы измерения, выходы Я последнего связаны с управляемьач коммутатором, источниками света, третьим входом элемента И, к -входом счетчика и управляющим входом оперативного запоминающего блока, информационный вход которого подключен к выходу счетчика.11253Изобретение относится к бурениюнаклонно направленных скважин и можетбыть использовано в составе инклинометров или в комплексной геофизической аппаратуре для определения зенитных углов траектории скважины и углаповорота скважинного снаряда вокругсобственной продольной оси или углаустановки отклонителя бурового инструмента. 10Известно устройство для определения кривизны скважины, содержащеекорпус, две рамки с эксцентричнымигрузами, датчики углов поворота,установленные на рамках, и системусъема сигналов с внешней рамки И ,Недостатком данного устройства является необходимость системы съемасигналов с внешней рамки, котораяможет быть выполнена в виде бесконтактного трансформатора, что усложняет конструкцию и вносит дополнительную погрешность, или в виде скользя"щих токосъемных пар, момент сил сухого трения в которых также снижаетточность измерений эа счет неустановки внешней рамки в плоскость наклонаособенно при малых зенитных углах.Кроме того, для обеспечения высокойнадежности скользящих контактов впарах необходимо применение драгоценных металлов, что ведет к повышению стоимости устройства и снижаеттехнологичность в целом.Известно также устройство для из 35мерения углов наклона скважины, содержащее кожух, корпус, состоящий издвух взаимно перпендикулярньи стоекс маятниками и планками с ферромагнитными грузами, электромагнит и записывающий механизм, причем маятющий механизм причем маятни-снабжен блоком отработки программыки выполнены в виде дисков с дебалан"сами, центр колебаний которых размещен в их геометрическом центре, приэтом каждый диск снабжен угловой шка 45лой, а планки с ферромагнитными грузами расположены напротив электромагнитов и центров дисков со сторонырасположения их шкал 2 . блоком, генератором импульсов, элементами И и ИЛИ-НЕ, счетчиком, цифроаналоговым преобразователем, усилителем мощности, управляемым коммутатором, причем каждый из чувствительных элементов имеет кольцевые обмотки,установленные на соответствующейоси вращения, и цилиндрическими постоянными магнитами осевого намагничивания с центральными отверстиями,в которых расположены световоды,кольцевые обмотки и постоянные магниты, причем выход генератора импульсов через элемент И подключен на счетный вход счетчика, выход которогочерез последовательно соединенныецифроаналоговый преобразователь, усиНедостатком данного устройства является низкая точность измерений, обусловленная механической регистрацией отклонений маятников, а также визуальным считыванием информации,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст-,ройство для определения зенитного и визирного углов в скважине, содер 64 1жащее корпус, заполненный вязкой жидкостью, два поплавка-маятника с эксцентричными грузами и электрическими преобразователями углов поворота, связанными со штепсельным разъемом, причем оси вращения маятников и продольная ось прибора ортогональны 31 .К недостаткам известного устройства относятся сложность токоподвода к роторам электрических преобразователей углов поворота, а также низкая точность измерений, обусловленная неустановкой маятников по вектору ускорения свободного падения за счет момена сопротивления, создаваемого токо.одводами. Кроме того, в известном техническом решении информация представляется в аналоговой форме, а для записи в оперативное запоминающее устройство или передачи по каналу связи на поверхность Земли необходимо аналого-цифровое преобразование. Это в свою очередь усложняет схемы вторичного преобразования и увеличивает дополнительную погрешность результата измерений, вносимую элементами канала аналого-цифрового преобразования. Целью изобретения является повышение точности измерений,Указанная цель достигается тем,что преобразователь наклона скважиныи поворота скважинного снаряда, содержащий корпус, в котором установлены с возможностью осевого вращения двачувствительных элемента, два фотоэлектрических узла, каждый из которыхвключает источник света, световод, фотоприемник, и регистрирующий узел,3 1125 литель мощности и управляемый коммутатор связан с кольцевыми обмотками, а чувствительные элементы через элемент ИЛИ-НЕ подключены на второй вход элемента И и к блоку отработки программы измерения, выходы последнего связаны с управляемым коммутатором, источниками света, третьим вхо,- дом элемента И, Щ "входом счетчика и управляющим входом оперативного за поминающего блока, информационный вход которого подключен к выходу счетчика.На фиг. 1 представлен предлагаемый преобразователь, продольный раз рез, на фиг. 2 - функциональная схема преобразователя.Устройство содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью, кожух 2, поплавки-маятники 3 и 4, на осях 5 и 6 вращения которых установлены под-. шипники 7 и 8, цилиндрические постоянные магниты 9 и 10 с центральными отверстиями осевого намагничивания, оправы 11 и 12 со. световодами 13 и 14, фиксирующие гайки 15 и 16, источники 17 и 18 света, фотоприемни-. ки 19 и 20, кольцевые обмотки 21 и 22, штепсельный разъем 23, генератор 24 прямоугольных импульсов стабильной частоты,. элемент И 25, счетЗО чик 26 цифроаналоговый преобразова- . тель (ЦАП) 27, усилитель 28 мощности, управляемый коммутатор 29, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 30, элемент ИЛИ-НЕ 31 и блок З 5 32 отработки программы измерения (ВОПИ) . Устройство работает следующим образом. 40.В начальном положении (при нулевых зенитном угле и угле поворота вокруг собственной продольной оси) источники 17 и 18 света, световоды 13 и 14 и фотоприемники 19 и 20 иа" 45 ходятся на продольной оси корпуса 1, которая совпадает с вектором ускоре- ния свободного падения. При измерении пространственного положения корпуса 1 преобразователя, т.е. при из мерении наклона скважины и при повороте преобразователя вокруг собственной продольной оси (или изменении угла установки отклонителя) поплавки-маятники 3 и 4, ориентируясь по некто ру, поворачиваются в подшипниках 7 и 8 на некоторые углы вместе с осями 5 и 6, магнитами 9 и 10 и оправа 364 ами 11 и 12 со световодами 13 и 14, При этом световоды 13 и 14 отклоня-. ются от оси начального положения и прерывают оптическую связь между источниками 17 и 18 света и фотоприемниками 19 и 20.С приходом импульса на вход "Управление" БОПИ 32 начинается цикл изме-. рений и записи результатов в ОЗУ 30. Этот импульс мажет быть отработан наземной аппаратурой и передан по каротажному кабелю в ВОПИ 32 (если предлагаемое изобретение будут использовать в кабельном варианте), электронным таймером, сейсмоприемником, фиксирующим остановку движения скважннного снаряда с целью проведения.измерений в данной точке траектории, или каким-либо другим устройством. Затем по командам ВОПИ 32 включается источник 17 света, счетчик 26 сбрасывается в ноль, управляемый коммутатор 29 подключает выход усилителя 28 мощности к кольцевой обмотке 21 и на третий вход элемента И 25 поступает уровень логической единицы, разрешая тем самым поступление так- товых импульсов с выхода генератора 24 на счетный вход .счетчика 26.На ввссоде последнего формируется код, пропорциональный числу импульсов, поступивших на его вход, который преобразуется ЦАП 27 в постоянноенапряжение, квантованное по уровню. Это напряжение усиливается в усилителе 28 мощности и через управляемыйкоммутатор 29 запитывает кольцевую обмотку 21, которая создает магнитное поле с напряженностью, также квантованной по уровню в соответствии с кодом на выходе счетчика 26. Направление тока в кольцевой обмотке 21 выбирается так, чтобы.взаимодействие создаваемого ею магнитногополя и магнитного поля цилиндрического постоянного магнита 9 вызывало поворот поплавка-маятника 3 в направлении, противоположном начальномуотклонению. Поворот поплавка-маятника 3 вместе с осью 5, оправой 11и световодом 13 происходит до восстановления оптической связи междуисточником 17 света и фотоприемником 19, т.е. до тех пор, пока световод 13 не займет начального положе-ния и не установится по продольной оси корпуса 1, При этом луч от источника 17 света по световоду 13 по5 112536 ступает на вход фотоприемника 19 и на его выходе устанавливается уровень логической единицы. На выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 31 появляется уровень логического нуля, который поступает на второй вход логического элемента И 25 и на второй вход БОПИ 32. Поступление тактовых импульсов на счетный вход счетчика 26 прекращается, БОПИ 32 отра-. 10 батывает команду на управляющий вход ОЗУ 30 и код с выхода счетчика 26, пропорциональный синусу угла поворота поплавка-маятника 3, записывается в ОЗУ 30 вместе с кодом-маркером, 15 вырабатываемым БОПИ 32. Код-маркер заполняет информативные младшие разряды записываемого числа и служит . для различения кодов при обработке информации. Например, код-маркер 1 0 со.20 ответствует показаниям верхнего датчика, а код-маркер 0 1 - нижнего. После этого счетчик 26 сбрасывается в ноль, отключается источник 17 све-, та и включается источник 18 света,уп . равляемый коммутатор 29 подключает выход усилителя 28 мощности к коль" цевой обмотке 22.Аналогично прон"ходит запись кода с выхода счетчика 26, пропорцио- .30 нального синусу угла поворота побплавка-маятника .4 с ОЗУ 30. С приходам следующего импульса на входУправление". БОПИ 32 весь цикл измерения и записи повторяется. При обработке информации зенитный угол.траектории скважины в данной точкеопределяется как арктангенс корняквадратного из суммы квадратов тан генсов поворотов поплавков-маятников,а угол поворота преобразователя вокруг собственной продольной оси(или угол установки отклонителя бурового инструмента) - как арктангенсотношения тангенсов,углов поворотапоплавков-маятников.Предлагаемое техническое решениепо сравнению с известным обладает более высокой точностью измерений, достигаемой устранением момента сопротивления ориентированию поплавков-маятников по вектору ускорения свободного падения, вызываемого токоподводами к ротору датчиков.Кроме того, обладает более простой конструкцией и является болеетехнологичным в изготовлении. Расположение кольцевых обмоток на корпусе соосно с его продольной осьюпозволяет также создать малогабаритное устройство и использовать его вскважинах малого диаметра,
СмотретьЗаявка
3556278, 24.02.1983
УФИМСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ ИМ. ОРДЖОНИКИДЗЕ
КОВШОВ ГЕННАДИЙ НИКОЛАЕВИЧ, МИЛОВЗОРОВ ГЕОРГИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: E21B 47/02
Метки: наклона, поворота, скважинного, скважины, снаряда
Опубликовано: 23.11.1984
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1125364-preobrazovatel-naklona-skvazhiny-i-povorota-skvazhinnogo-snaryada.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Преобразователь наклона скважины и поворота скважинного снаряда</a>
Предыдущий патент: Преобразователь азимута скважины
Следующий патент: Устройство для вращения инструмента в бурильной машине
Случайный патент: Канат с закрытым наружным слоем