Инклинометр

, " м ,. " Цс 1 е САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ стиСССР1980.СР1986. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7 1) Ижевский механический интут(57) Изобретение относится к геологоразведочной технике и позволяет ускорить процесс определения пространственного положения скважин и процессобработки результатов измерений. Вкорпусе 1 размещена заполненная жидкостью цилиндрическая прозрачная камера 3, на наружной поверхности которой расположен фоточувствительныйслой (ФС) 5. Внутри камеры 3 на шарнире Ь укреплен измерительный узел 71432202 в виде маятника. В пустотелом стержне 8 маятника размещен световод 9,оптически взаимодействующий с источником 2 света и с оптической системой. Последняя размещена в прозрачнойкапсуле 1 и выполнена в виде конденсора 13, оптически связанного с отражающим элементом в виде жестко закрепленного на магнитной стрелке 15конуса (К) 14 с углом 90 при вершине. Электропривод 17 кинематическисвязан с непрозрачным поворотным дис"ком 1 Ь, размещенным между источником2 и световодом 9. На диске 16 равномерно по окружности выполнены диафрагмы (Д) 18 иэ,оптически прозрачногоматериала с частотно-селективными ,слоями. На боковую поверхность К 14 Изобретение относится к геологоразведочной технике и может быть использовано для определения пространственного положения скважин.Целью изобретения является ускорение процесса определения пространственного положения скважины за счетобеспечения многократности измеренийи ускорение процесса обработки результатов измерений.На фиг. 1 представлена схема инклинометра, на фиг.2 - поворотный дискфна фиг.3 - отражающий элемент в проекции; на фиг.4 - определение зенитного и азимутального углов по результатам измерения в скважине,Инклинометр содержит корпус 1,внутри которого размещен источник 2света и цилиндрическая прозрачная камера 3 с жидкостью 4. На наружнойстороне камеры 3 размещен фоточувст-.вительный слой 5, а внутри камеры 3на шаровом шарнире 6 укреплен измерительный узел 7 в виде маятника, впустотелом стержне 8 которого размещен гибкий световод 9, один торец которого закреплен в крышке 10 и оптически взаимодействует с источником2 света. Другой конец световода 9 оптически взаимодействует с оптическойсистемой, расположенной в капсуле 11с боковыми прозрачными стенками 12 и нанесены кодовые площадки и две зеркальные площадки. Одна из вертикальных площадок выполнена кольцевой ирасположена концентрично основаниюК 14, а другая - в виде узкой полоски, размещенной по образующей К 14 иимеющей направление на нулевой азимут,Кодовые площадки расположены вдользеркальной площадки К 14 и выполненыв виде частотно-селективных слоев сдиапаэоном длин волн, соответствующим диапаз ону слоев на Д 18, Световой поток через одну из Л 18, световод 9 иконденсор 13 поступает на К 14 и отражается от его зеркальных и кодовыхплощадок на ФС 5. Зенитный и азимутальный углы определяют по кривым наразвертке ФС 5. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. выполненной в виде конденсора 13, оптически связанного с отражающим элементом, выполненным в виде конуса 14ос углом 90 при вершине, жестко за крепленным на магнитной стрелке 15соосно с ней, Между источником 2 света и концом световода 9 размещен поворотный диск 16, выполненный из непрозрачного материала и кинематическисвязанный с электроприводом 17В поворотном диске 16 равномерно по окружности выполнены диафрагмы 18 изоптически прозрачного материала, наповерхности которых нанесены частот но-селективные слои 19 с различнымидиапазонами длин волн пропускания.Например, если в диске 16 выполненоlпять диафрагм 18 (фиг.2), то частотно-селективный слой 19 на одной иэних может отражать световое излучениес длиной волны 9, и пропускать световое излучение с длинами волн %, Я,4 Яна другой диафрагме частотноселективный слой отражает световоеизлучение с длиной волны Я , а пропускает с Л, Ф%4 % и т дКонус 14 на боковой поверхностиимеет две зеркальные площадки (фиг.З),одна из которых выполнена кольцевой З 1 в виде узкого кольца 20, расположенного концентрично окружности основания конуса 14, а другая - в виде50 55 узкой полоски 21, размещенной по образующей конуса 14 и лежащей в плоскости, проходящей через ось вращения и продольную ось магнитной стрелки 15, и имеет направление на нулевой азимут, т.е. направление соответствующего конца магнитной стрелки 15. Вдоль кольцевой зеркальной площадки 20 конуса 14 расположены кодовые площадки 22, различные по Форме или размерам и выполненные в виде частотноселективных слоев, диапазон длин волн пропускания которых соответствует диапазону длин волн пропускания частотно-селективных слоев 19 на диафрагмах 8.Например, кодовая площадка, выполненная в форме треугольника, отражает световое излучение только длиной волны %, в форме квадрата Фи т.п.Инклинометр работает следующим образом.Устройство на каротажном кабеле, тросе или с помощью бурильных труб опускают в скважину до тех пор, пока инклинометр не займет положение на участке скважины, положение в пространстве которого необходимо определить. При отклонении участка скважины, на котором производится измерение, от вертикальности за счет силы тяжести измерительный узел 7 примет вертикальное положение. По сигналу с поверхности включается источник 2 света. Световой поток, содержащий, например, излучение с длинами волн Ф, %, Ъ, %, %, поступает через диафрагму 18 поворотного диска 16 на входной торец световода 9, закрепленного в крышке 10. При этом, если на диафрагме 18, находящейся напротив световода 9, нанесен частотно-селективный слой 19, отражающий световое излучение с длиной волны 3 то в световод 9 проходит световой поток, содержащий свет с длинами волн Ъ, %, Ъ , % . Пройдя по световоду 9 световой поток поступает в конденсор 13, который формирует пучок параллельных лучей, которые поступают на конус 14 и отражаются от кольцевой зеркальной площадки 20 и полоски 21. При этом лучи, отразившиеся от кольцевой зеркальной площадки 20, образуют световой диск, который Формирует на фоточувствительном слое 5 измерительную информацию в виде линии 23 Б 1 О 15 20 25 ЭО 35 40(фиг.4), а лучи, отразившиеся от узкой полоски 2 1, на фоточувствительномслое 5 формируют перпендикулярный линии штрих 24, Кроме того, фоточувствительный слой 5 зафиксирует и отраженные от кодовых площадок 22 световые лучи, причем только от тех,частотно-селективные слои которых соответствуют длинам волн света, присутствующим при дънном измерении всветовом потоке, Если отсутствуетсвет с длиной волны А то на Фоточувствительном слое 5 вдоль линии 23будут засвечены четыре кодовых знака 25, соответствующие длинам волн, Ъ, Ъ, Ъ . После соответствую-щей выдержки по команде с поверхностиисточник 2 света выключается и включается электропривод 17, который поворачивает диск 16 на соответствующийугол. При этом напротив световода 9располагается другая платформа 18, накоторой нанесен частотно-селективныйслой 19, не пропускающий свет с длиной волны 3Инклинометр перемещается на другой участок скважины и процесс измерения повторяется. При этомзасвеченная на фоточувствительномслое 5 линия. отличается от предыдущей комбинацией кодовых знаков. Так,при данном измерении, например, незасветится кодовый знак, соответствующий длине волны Я.На развертке фоточувствительногослоя засвеченные кривые несут информацию, достаточную для однозначногоопределения зенитного и азимутальногоуглов. Параметрнесет информациюо зенитном угле, а о - об азимутальном, так как перпендикулярный каждойкривой штрих соответствует нулевомуазимуту,Формула изобретения 1. Инклинометр, содержащий корпус, внутри которого размещены источник света, цилиндрическая прозрачная камера с жидкостью, на наружной стороне которой расположен Фоточувствительный слой, измерительный узел в виде маятника, укрепленного с помощью шарнира внутри ципиндрической прозрачной камеры соосно с ней, световод, размещенный в пустотелом стержне маятника и оптически взаимодействующий с одного конца с источником света, а с другого - с оптина кой системой, распо 1432202ложенной в капсуле с боковыми прозрачными стенками и выполненной в виде конденсора, оптически связанного с жестко закрепленным на магнитной стрелке отражающим элементом, ыа по 5 верхности которого нанесены различные по форме или размерам кодовые площадки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса определения пространственного положения скважины за счет обеспечения многократности измерений, он снабжен установленными в корпусе и кинематически связанными между собой электро 5 приводом и поворотным диском, который выполнен из непрозрачного материала и размещен между источником света и концом световода, а отражающий элемент выполнен в виде конуса с угломф90 при вершине и имеет на боковой поверхности две зеркальные площадки, одна иэ которых выполнена кольцевой в виде узкого кольца, расположенного концентрично окружности основания ко-э 5 нуса, а другая - в виде узкой полоски, размещенной по образующей конуса,при этом в поворотном диске равномерно по окружности выполнены диафрагмыиэ оптически прозрачного материала,на поверхности которых нанесены частотно-селективные слои с различнымидиапазонами длин волн пропускания,а кодовые площадки расположены вдолькольцевой зеркальной площадки конусаи выполнены в виде частотно-селективных слоев, диапазон длин волн пропускания которых соответствует диапазону длин волн пропускания частотноселективных слоев на диафрагмах.2, Инклинометр по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюускорения процесса обработки результатов измерений, зеркальная площадка,размещенная по образующей конуса, лежит в плоскости, проходящей через осьвращения и продольную ось магнитнойстрелки, и имеет направление на нулевой азимут,1432202 Составитель А.ЦветковТехред М.Моргеитдл,дактор Л. Гратилло орректор М. Васильев Тираж 531ИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д. Подписное Заказ 5402/2 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4