Устройство для измерения магнитного азимута оси скважины

ае гоСОЮЗ СОВЕТСНИХСО,НЧЙРМЕ,НИПРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТн автаинав свщетюльстви сов ова- словой ЗМЕРЕНИЯКВАЖИНЫ, рпус, на УДФРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 471424, кл. Е 21 В 47/022, 1975.2, Авторское свидетельство СССРУ 470597,.кл. Е 21 В 47/022, 1975..(54)(57) .УСТРОЙСТВО ДДЯМАГНИТНОГО АЗИМУТА ОСИсодержащее герметичный котором установлена эксцентричнаярамка со сферической полостью внутри, преобразователь азимута, маятник. с эксцентричным грузом, размещенные в рамке токоподводы,.о т л ич а в щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения и на 1дежности, часть токоподводов уста.новлена в сферической полости и вы.полнена в виде: двух свитых спиралей,шаг одной из них равен. максимальномузенитному углу, а сферическая полость. заполнена вязкой жидкоотью и снабжена герметичной перегородкой в виде кроиатейиа, иа котором расположен.маятник, при этом спирали размещеныпо оси вращения маятника,3127973 Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в инклинометрах и пластовыхнекланомерах для измерения азимутаискривления скважин, 5Известно устройство для измеренияискривления скважин, в котором двеполовины герметичного корпуса образуют сферическую полость. К верхнейполовине корпуса крепится шип, с 1 Окоторым с помощью опорш соединенмаятник. Шип вместе с опорой маятника составляют шаровый .шарнир,позволяющий маятнику устанавливатьжестко закрепленные на нем феррозонды в горизонтальном. положении;Для предотвращения поворота маятникавокруг продольной оси устройствапредусмотрен полый винт, входящийв прорезь, выполненную в шаре шипа. 2 ОЭлектрические провода от.еррозондов через полый винт и отверстиев шипе подводятся к герметичномутокоподводу. Сферическа полость частично заполнена вязкой жидкостью, 25которая снижает трение в шаровомшарнире, а также демпфирует колеба, ние маятника Я ,В данном устройстве провода, сое"диняющие феррозонды с герметичнымЗОтокоподводом, скручиваются на величину зенитного угла скважины, создавая упругий момент, отклоняющиймаятник от вертикального положения.При увеличении зенитного угла величи.на этого момента увеличивается, аследовательно, увеличивается и отклонение маятника от вертикали.При этом феррозонды, жестко закоепленные на маятнике, отклоняются отгоризонтального положения, из-за 4 Очего в результате измерения азимутаскважины появляется погрешность,Кроме того, провода деформируютсяна небольшом участке их длины и нриколебаниях маятника, возникающих при 5движении устройства в скважине,быстро разрушаются вследствие ихусталости, При этом чем меньше степень демпфирования маятника, тембольше амплитуда его колебаний,50тем быстрее наступает разрушениепроводов. Так как степень демпфирования маятника за счет помещенияего в вязкую жидкость непостаточнато срок службы такого датчика мал и 55кроме того 1 от колебания маятникапоявляется динамическая погрешность. 2Известно также устройство для измерения азимута и зенитного угла скважин, содержащее герметичный корпус, на котором установлена эксцентричная рамка со сферической полостью внутри преобразователь азимута, маятник с эксцентричным грузом, размещенный в. рамке, и токоподводы 2.К недостаткам известногоустройства относятся его низкие надежность и точность измерения из-за наличия контактных токопроводов. Контактные токопроводы обладают низкой надежностью и большим моментом трения, который препятствует установке платформы с преобразователем и горизонтальную плоскость, за .счет чего в результат измерения вносится погрешность, Так, например, при отклонении платформы от горизонтального положения на 1 в результат измерения азимута вносится погрешность до 2,5 . Кроме того, известное устройство обладает малой сте-. пенью демпфирования, что не позволяет его использовать при непрерыв-, ном измерении.Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности,Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения магнитного азимута оси скважины часть токоподводов установлена в сферической полости и выполнена в виде двух свитых спиралей, шаг одной из них равен максимальному зенитному углу, а сферическая полость заполнена вязкой жидкостью и снабжена герметичной перегородкой в виде кронштейна, на котором расположен маятник, при этом спирали размещены по оси вращения маятника. При колебании маятника жидкость должна перетекать через демпфирующий зазор между сферическим грузом и корпусом, что повышает степень демпфирования. При этом суммарный момент двух спиралей, действующий на маятник, остается постоянным во всем диапазоне зенитных углов и его можно компенсировать при помощи балансированного груза. Кроме того, провода, свитые в спираль, имеют значительно большую длину, поэтому величина противодействующего момента при закручивании проводов имеет меньшую величину, а также уменьшается закручивание проводов на единиЭО 35 40 цу длины, что значительно повышает надежность устройства,На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - графики зависимости изменения моментов спиралей от изменения зенитного угла и график суммарного момента.Устройство имеет герметичный кор пус 1, заполненный вязкой жидкостью В корпусе 1 с помощью подшипников 2 и 3 закреплена рамка 4 с жестко за" крепленными на ней эксцентричными грузами 5 и б. Внутри рамки 4 имеется сферическая полость, в которой закреплен кронштейн 7, представляющий. собой герметичную перегородку.На кронштейне 7 с помощью полых осей 8 и 9 и подшипников 10 и 11 закренлен маятник 12. На маятнике 12 установлены два взаимно перпендикулярных феррозонда 13 и 14, взаимное положение которых по азимуту может регулироваться с помощью винтов 15.и 16. Феррозонд 14 жестко закреплен .на основании 17, которое крепится к маятнику 12 осью 18 и двумя конусными винтами 19 и 20. Последние служат для горизонтирования феррозонда 14. На маятнике 12 также закреплены два балансировочных винта 21 и 22с помощью которых горизонтируется феррозонд 13. Электричес.кие провода, соединяющие феррозонды 13 и 14 с рамкой 4, свиты в две одинаковые спирали 23 и 24, одна из которьи предварительно закручена на величинумаксимального зенитногоугла, при котором данное устройство нормально работает. Кснцы спиралей 23 и 24 через полые оси 8 и 9 выводятся но кронштейну 7 к токоподводам 25, от которых электрические .провода через полую ось рамки 4 проходят к роторам кольцевых трансформаторов 2 б, статоры которых соединены с разъемом 27. Разъем 2 служит для электрической связи феррозондов с электронным блоком (не показан)., Устройство работает следующим образом. перпендикулярно к ней, т.е, в горизонтальное положение. Феррозонд 13при этом также горизонтируется спомрщью маятника 12, закручивая,например, спираль 23 на величину зенитного угла и раскручивая спираль24, которая быпа до этого закручена на величину этого же угла. Таккак спирали по механическим свойствам одинаковы, то на сколько возрастает момент спирали 23 (фи . 2), на столько уменьшается момент спи-рали 24, т.е. суммарный момент двух спиралей остается неизменйым во всем диапазоне зенитных углов и направлен в одну сторону. Для компенсации суммарного момента двух спиралей служат балаисировочные винты 21 и 22,.спомощью которых при регулировкесмещается центр тяжести маятнща 12 таким образом, что феррозонд 13 занимает горизонтальное положение.Феррозонд 14 при регулировке горизонтируется с помощью конусных винтов 19 и 20, при этом основание 17феррозонда 14 под действием конусныхвинтов 19 и 20 вращается вокруг оси18 в необходимом направлении. При перемещении маятника 12 (приизменении зенитного угла или при возмущающем воздействии)внутри сферической полости рамки 4, за счет наличия герметичной перегородки 7, которая делит сферическую. полость на две части, жидкость перетекает из одной полости сферы в другуючерез демпфирующий зазор, образованный между сферической поверхностью рамки 4 и полусферическимгрузом маятника 12. При этом степень демпфирования маятника 12значительно выше, чем при демпфировании без йеретока жидкости,. 45 Применение предложенного устройства для измерения азимута оси сква. зины в непрерывном инклинометре позволит повысить скорость измеренияи его точность за счет повышенной степени демпфирования феррозондов иточной нх установки в горизонт, атакже повышается надежность устройстПри отклонении устройства от вер" тикального положения на некоторый зенитный угол рамка 4 под действием эксцентричных грузов 5 и б устанав- ливает.феррозонд 13 в полость наклона скважины, а феррозонд 14 ва. Устройство для измерения азимута наклона скважины используется вЯ непрерывном цифровом инклинометреИН 1-721. Экономическая эффективностьот внедрения одного .комплекта инклинометра 17,2 тыс. руб. в год.Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед преобразователем азимута инклинометра ЕИТ 6, который принят за базовый образец. С помощьв предлагаемого устройства за счет повышенной степени демпфирования азимут оси скважины можно измерять непрерывно со скоростью подъеме скважинного прибора до 1200 м/ч. Точность измерения азимута оси скважины повышается за счет высокой точности установки преобразователя азимута в. горизонтальное положение, так как упругий момент токоподвода остается постоянным во всем диапазоне зенитных углов и компенсирован балансирован ным грузом. Надежность предлагаемого устройства значительно выше за счет выполнения токоподводов в виде спиралей, так как их деформация на единицу длины значительно меньше, чем у гибкой ленты, используемой в инклинометре КИТ, и поэтому они более долговечны.,1127973иСоставитель И. Карбачикская актор О. Юрковецкая Техред С.Легеэа КорректОбручар каз 9002/23 Тираж 564 ,. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент",. г, Ужгород, ул, Проектн