Инклинометр

Сфвз Сфветскяк Соцяаиистянеских Республяк(23) Приоритет -Опубликовано 3009.81, Бюллетень Йо ЗбДата опубликования описания 3009,81(5 цм3 Е 21 В 47 Государственнмй комитет СССР но ямам изобретений н открытий1) Заявитель 4) ИНКЛИНОМ овари Изобретение относится к исслед нию скважин и может применяться п инклинометрии скважин и измерении ориентации скважин.Известен ннклинометр, содержащий чувствительный элемент датчика азимута, выполненый на основе магнитной стрелки. Чувствительные элементы датчиков кривизны и положения отклонителя - маятникового типа, Чувствительные элементы связаны с подвижными элементами (роторами) датчиков, выполненных иа основе двухфазных воздушных фаэовращателей. При помощи фазовращателей угол поворота ротора преобразу ется в Фазу выходного сигнала. В скважинном приборе фаза выходного сигнала преобразуется во временной интервал и последовательно с каждого датчика формируются посылки несущей частоты, 20 длительность которых несет информа-. ции о величине передаваемого параметра. В измерительной панели эти пОсылки преобразуются в напряжение, величина которого пропорциональна изме ряемому параметру 111.Однако у,.данного инклинометра недостаточная точность измерения азимута наклона скважины из-эа большого момента трения в подшипниках фаэовра щения по сравнению с моментом магнитной стрелки. Кроме того, в данном инклинометре фаза превращается во временной интервал в скважннном приборе, поэтому в результате измерения вносится погрешность эа счет изменения его температуры и скважинная айпаратура получается сложной, что снйжает ее надежность.Известен также инклинометр, содержащий датчик азимута, включающий маятниковый узел и Феррозонд, датчик импульсного направления, датчик зенитного угла, детектор, датчики соединены валом электродвигателя, линию ;связи, усилительно-преобразовательный блок, включающий усилитель и преобразователь и егистратор 2). к РНедостатками данного инклинометра являются малая точность измерения азимута наклона скважины при искрив" лении, близком к вертикальному, и необходимость расшиФровки записанной регистратором кривой с введением поправки в результат измерения на негоризонтальность плоскости вращения ферроэонда. При этом поправка может значительно превышать измеряемую величину, существенно снижая измеренияпри больших (более 10 С) зенитных кого отметчика расположена на корпу углах. се.Цель изобретения - повышение точ- феррозонд 22, контакт 27 и аксености и обеспечение непрерывности лерометр 3 соединены с токосъемом29 проводами, проходящими через геруказанная цель достигается тем, метичное отверстие внутри вала, То-,что маятниковый узел снабжен винтом, косъем служит для электрического сое 5жестко связанным с феррозондом, а динения вращающихся феррозонда и акУсилительно-преобразовательный блок селерометра с электрической схемой,снабжен фазометром, причем выходы а также подачи напряжений к электро.датчиков через линию связи, усилите- механическому контакту.Оли и прес разователи Верхний конец соединяется с дзигактора выходы телем через муфту 30 и редуктор 31.входы фазометра и детектора, выРедуктор крепится жестко к корпусукоторых подключены к регистру.На фиг. 1 изображен блок датчиков; 21 г а к Редуктору - корпус Электро.на фиг, 2 - разрез А-А на Фиг1; двигателя3 .б - ма устройства 1 Ъ. В процессе измерения электродвина фиг 4 - временные диаграммы4 - диаграммы рабо- гатель 5 через редуктор 31 и муфту30 вращает вал 6. Вместе с валом вра"ты устройства, в качестве чувстви 27тельного элемента магнитнгнитного датчика щается акселерометр 3, контактэлектромеханического отметчика 4, вил"которого используется Феррозонд.к Г зКонструктивно лок датчикб датчиков состо О ка 19, винт 14 и Феррозонд 22. Рузит из цилиндрического корпусаорпуса 1 вин электродвигателем не вращается.тового маятника 2, акселерометрета 3а 4 Риэлектромеханического отметчик . воздействия с тяжести груз 15 стреВинтовой маятник, акселерометр,мится сохранить вертикальное положеэлектромеханический отметчик соеди- .25 ние стержня 25 и через подшипник 18иены с электродвигателем 5 общим не позволяет отклоняться плоскостивалом 6. вращения винта 14, а следовательноВинтовой маятник размещен в герме- и феррозонд 22 от плоскости горизонтичном отсеке корпуса. Снизу отсекзакрывается крышкой 7 с уплотнитель- Я При вращении винта в жидкости,ным резиновым кольцом 8. В крышке заполняющей плоскость отсека, созда-,имеется отверстие под пробку 9, чеется подъемная сила, направление корез которое в отсек заливается жид- торой противоположно силе тяжести,кость-диэлектрик. Крышка может пере- приложенной к грузу 15. Конструкциямещаться под действием давления, из- щ винтового маятника выбирается иэ Ус"меняющегося внутри отсека при коле" ловия обеспечения полной разгрузкибаниях температуры. Внутри отсека опор подвеса при заданной скоростиимеются- ребра 10, которые служат для . вращения двигателя. При.больших уг-.торможения вращения жидкости диэлек- лах наклона продольной оси приборатрика, Вал проходит внутрь:отсека из-за карданова преобразования возчерез отверстие, уплотняемое рези- И никает неравномерность вращения винновым кольцом 11, вал вращается от- та и следовательно знакопеременныеносительно корпуса в подшипниках нагрузки в опорах подвеса.12 13 Указанное действие аналогично вибиЯВинтовой маятник состоит из карда- рации и является благоприятным длнова соединения вала 6 с винтом 14 45 уменьшения трения.и карданова подвеса груза 15 к кор- Блок-схема устройства (Фиг. 2)пусу, внутренние рамки 16 и 17 кото- включает наземную часть, которая сос-,Рых соединены подшипником 18. Карда" тоит из генератора 32 и измерительново соединение вала с винтом обра- ной панели 33. Генератор питает череззуют , вилка 19 вала, оси 20, внеш- Я линию связи (каротажный кабель) 34няя 21, а внутренняя 16 рамы. На и блок 35 питания все электронные цевнутренней раме 16 жестко закрепле" пи скважинного прибораны ферроз нд 22, винт и внешняя обой двигатель 5, акселерометр 3 и Фама подшипника 18. Карданов подвес ,зометр 36 питаются переменным током.включает оси 23, внешнюю 24 и внут" у К электромеханическому отметчи ук 37реннюю 17 рамы. На внутренней раме подведено постоянное напряжение.17 жестко закреплены груз 15, стерб а ф розонда соеСигнальная о мотка фердинена со входом избирательного усилиходится эл ектромеханический отметчик, 60 нику. С выхода рсл жит обойма 26 акселерометра. Элек- теля сигнал постуост пает на первый входслужит о о мае ставляет частотного модулятора 39, на него жетромеханический отметчик представляетв виде импульсана кото ом размещено поступает.напряжениев всобой маховик, на котороявного тока с электромеханичесизоляционно ц Рое коль о с проводящим кон- постоя- 65 кого контакта в момент его замыкания.тактом 27, Щетка 28 электромеханичес кого кСигнал с акселерометра подаетсяна вход усилителя 40 и далее по второму входу модулятора. С выхода часточного модулятора частотно-модули- рованный двумя поднесущими 41 и 42.сигнал поступает на усилитель 43 мощности и через него в линию связи.На поверхности частотно-модулированный сигнал фильтруется от напряжения питания генератора Фильтром 43 верхних частот и детектируется частотным детектором 44.На выходе частотного детектора сигнал представлен смесью двух поднесущих частот, модулированных по амплитуде с частотой вращения соответственно акселерометра и феррозонда.Смесь сигналов поступает на раздели-.тельные Фильтры поднесущих 45 и 46.С выходов фильтров разделенные по ка,налам сигналы поступают на Фаэочувст- Явйтельиые выпрямители 47 и 48; опорные напряжения к которым подаются от .генератора 32 через Фаэовращатели 49и 50 фазовращатель является одноВременно удвоителем частотыСигналы с выходов фаэочувстви"тельных выпрямителей представленыперемейными напряжениями с частотойвращения акселерометра и ферроэойда,сдвиг по Фазе.между которыми равеназимуту искривления скважины. Пере- Зменное напряжение с феррозонда несеттакже отметку в виде импульса. Фазанапряжения, соответствующая ему, равна азимуту ориентации. прибора.Сигнал с Фаэочувствительного вып- З 5рямителя поступает на вход усилйтеляограничителя 51 и далее к Фазомет"ру 52, а с Фазочувствительного выпрямителя - на другой вход Фаэометра.С выхода Фазометра напряжение постоянного тока, пропорционального азимуту наклона скважины, подается к рЕгистратору,Сигнал акселерометра с выхода Фазочувствительного выпрямителя 18;цоступает также на детектор-преобразователь 53, откуда в виде напряжения постоянного тока, пропорционального синусу зенитного угла - к регнстрато. РуеСигнал ферроэонда с фазочувствительного выпрямителя поступает также на импульсное фазоизмерительное устройство 54, откуда в виде постоянного напряжения, пропорционального азимуту ориентации скважинного прибора - к регистратору.Экономическая эффективность от внедрения устройства по предварительным расчетам составит 50 тыс.р. в год на один комплект и будет уточнена на стадии разработки рабочей документации и освоения серийного производства. ФормУла изобретенияИнклинометр,содержащий датчик азимута,включающий маятниковый узел иферрозонд, датчик апсидального нап-равления датчик зенитного угла, детектор, датчики соединены валом электродвигателя, линию связи, усилительно-преобразовательный блок, включающий усилитель и преобразователь,ирегистратор, о т л и ч а ю щ и й с я,тем, что, с целью повышения точностии обеспечения непрерывности измерения, маятниковый узел снабжен винтом,жестко связанным с феррозондом, аусилительно-преобразовательный блокснабжен фазометром, причем выходыдатчиков через линию связи, усилители и преобразователи подключены навходы фаэометра и, детектора, выходыкоторых. подключены к регистру.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 462019, кл, Ж 21 В 47/02, 19762. Авторское свидетельство СССР9 355338, кл. Е 21 В 47/02, 1972.8680 56 Составитель И.КарбачинскаяРедактор П.Макаревич Техред Й,.усталою Корре емчик одписное 4 фП нт, г. ужгород, ул.Прое ал аказ 8263/36 Тираж 630 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москв Ж, Раушитета СССРткрытий кая наб., д,4/5