Устройство для измерения зенитного и апсидального углов скважинного прибора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик оц 926260(1 М. Кл,з с присоединением заявки Мо Е 21 В 47/022 Государственный комитет СССР ио аелам изобретений и открытий.7 (088.8) Дата опубликования описания 070582(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗЕНИТНОГО И АПСИДАЛЬНОГО УГЛОВ СКВАЖИННОГО ПРИБОРА Изобретение относится к техничес-ким изделиям и может быть использовано в геологоразведочной технике при разработке малогабаритных инклинометров и ориентаторов с повьзаенными параметрами точности и надежности работы, а также и в других приборах.Известен прибор для г.реобразования углов положения скважины в пространстве, включающий корпус, источник света, приемник света и расположенный между ними с возможностью поворота экран, выполненный из непррзрачного материала в Форме плоского кулачка 1. Недостатки укаэанного устройства, кроме технологических трудностей изготовления, заключаются в том, что зона нечувствительности при переходе от участка кулачка малого диаметра к участку кулачка большого диаметра, лиФт оси вращения кулачка, шероховатость рабочей поверхности и оседание на этой поверхности частичек пыпи и влаги, в подземных условиях эксплуатации прибора в скважине создают на выходе приемника лучистой энергии Фон помех, снижающих чувствительность н точность работы преобразователя. Известно устройство для измерениязенитного и апсидального углов скважинного прибора, включающее корпус,источник света, приемник света, закрепленный на вращающемся держателе,непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное кольцо со щелью 12,Недостатком этого устройства яв 1 О ляются большие габариты и низкая надежность работы.Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение надежности работы.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измерения зенитного и асидального углов скважинногоприбора, включающем корпус, источник.света, приемник света, закрепленныйна вращающемся держателе, непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное20 кольцо со щелью, диск имеет отвес,а оси вращения диска и держателя совпадают с осью корпуса. Устройствоснабжено рамкой с отвесом и оси вращения диска и держателя перпендику"25 лярны осй корпуса, а ось рамки совпа"дает с осью корпуса.В корпусе установлены два устройства и оси вращения дисков с отвесамии оси держателей перпендикулярны друг,ЗО другу, а также оси корпуса, 926260На фиг.1 представлен пример конструктивного решения устройства для измерения апсидальных углов; на фиг.2- для измерения апсидальных и зенитных углов; на фиг.З - форма электрических импульсов в приемниках света; на 5 фиг. 4 - устройство для измерения зенитных углов.Фигуры содержат следующие позиции: 1 - непрозрачный диск с прорезью, 2 источник света, 3 и 4 - приемники свеО та, 5 - держатель, б - двигатель, 7 ось, 8 - подшипник, 9 - прозрачный диск, 10 - прозрачный диск с непрозрачным кольцом 11 со щелью, 12 опорный поток света, 13 - информациОнный поток лучистой энергии, 14 корпус скважинного прибора, 15 - отвес, закрепленный на диске 1, причем ось вращения этого диска совпадает с осью вращения держателя 5 и осью скважинного прибора, 16 - рамка, на 20 которой размещены все элементы, 17 ось рамки, 18 - подшипники , 19 отвес, под действием которого находится рамка 16. Оси вращения рамки 16 и диска 1 вэаимоперпендикулярны. 25Датчик апсидальных углов работает следующим образом.При развороте корпуса 14 скважин- ного прибора вместе с объектом ориентации в скважине разворачивается 30 н закрепленный в корпусе прибора прозрачный диск 10 с нанесенным на его поверхность непрозрачным кольцом 11 и щелью. Непрозрачный диск с прорезью под действием отвеса 15 ориен тируется относительно апсидальной плоскости. Держатель 5 вращается с постоянной скоростью.Во время его вращения приемник 3 кратковРеменно освещается Опорным 40 световым потоком 12, а приемник 4 кратковременно освещается информационным потоком 13 света. В результате в приемниках возбуждаются импульсы электрической энергии Ч(1) и Ч (Ц, форма которых приведена на фиг.З. Вре" мя между импульсами Г пропорционально углу разворота корпуса, относительно апсидальной .плоскости.На фиг.2 представлено устройство для измерения зенитных и апсидальных углов. Устройство состоит иэдвух датчиков углов. Каждый датчик содержит все элементы, представленные на фиг.1. Датчики углов закреплены в корпусе скважинного прибора 14 так, что оси Б вращения чувствительных элементов 7, на которых закреплены диски 1, перпендикулярны между собой и оси скважин- ного прибора.При отклонении оси скважинного при-щ бора от нертииали иа угол 6 оиеаидио что 9 В = 199 + ЬЗ В, где 8 зенитный угол; 6- угол разворота под действием отвеса 15 диска 1 относительно диска 10 верхнего датчика; 6- 65 угол разворота соответственно нижнегодатчика.О -(а ) у ВГ ф (а)При вращении скважинного приборавокруг оси при заданном зенитном углеД (т.е. при изменении апсидального угла) по показаниям углов В и 9 можно определить величину апсидальногоугла.По сравнению с известным предлагаемое устройство для измерения зенитныхи апсидальных углов обладает высокойстабильностью и повышенной чувствительностью в работе.Изменение параметров источника иприемника лучистой энергии от температуры, времени работы, колебаний питающего напряжения и других полевых иподземных условий эксплуатации скважинных приборов практически не влияютна точность работы устройства,так какинформацию о значении угла несет время между импульсами.Устройство работает следующим образом,При отклонении оси скважинного прибора от вертикали под действием отвеса 19 рамки 16 и отвеса 15 диск 1 развертывается в вертикальной плоскостиы щель этого диска развертываетсяотносительно щели диска 10 на Угол,равный углу отклонения оси скважинно-,го прибора от вертикалиВремя междуимпульсами,возникающими на приемниках3 и 4, пропорционально этому углу.Предлагаемое устройство в отличиеот известного прибора имеет постоянную и высокую чувствительность вовсем диапазоне от 0 до 360 угловыхградусов измерения зенитных и апсидальных углов. Применяя известные врадиоэлектронике методы измерениявременных интервалов, можно получитьвысокую чувствительность устройства -.1,3 угловых секунд.Формула изобретения1. Устройство для измерения зенитного и апсидального углов скважинного прибора, включающее корпус, источник света, приемник света, закрепленный на вращающемся держателеу непрозрачный диск с прорезью и непрозрачное кольцо со щелью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения надежности работы, диск имеет отвес, а оси вращения диска и держателя совпадают с осью корпуса,2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем , что оно снабжено рамкой с отвесом, причем оси вращения диска и держателя перпендикулярны оси корпуса, а ось рамки совпадает с осью корпусаЗ.устройство,о т л ич аю ще е с я,тем,что в корпусе установлены дваустройства, причем оси вращения дисков с отвесами и оси держателей перпендикулярны друг другу и оси корпуса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР позаявке М 2578995/22-03,кл. Е 21 В 47/022, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР позаявке 9 2794532/22-93,кл. Е 21 В 47/022, 1979.926260 рламов Составитель В. Ведактор А.Козориз Техред М. Гергел орректор Н,Ш Подписи Зак лиал ППППатент, г.Ужгород,ул,Проектная,2/22ВНИИПИ Госудапо деламиз113035, Москва,раж 624 твенного коли ретений и отк -35, Раушская ета СССРрытийнаб., д,4/5