ДАТЧИК ЗЕНИТНОГО И АЗИМУТАЛЬНОГО УГЛОВ Российский патент 1995 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к датчикам для измерения зенитного и азимутального углов скважины.

Известен датчик зенитного и азимутального углов, содержащий корпус, установленную в нем с возможностью вращения рамку эксцентричной массы, полусферические чувствительные элементы зенитного и азимутального углов, установленные на рамке, арретирующие рычаги с захватами под чувствительные элементы, закрепленные на рамке и кинематически связанные посредством подпружиненных тяг со штоком, установленным с возможностью ограничения осевого перемещения относительно корпуса, и привод.

Недостатком этого датчика является то, что в процессе его спуска чувствительные элементы находятся в разарретированном состоянии и их опорные элементы испытывают значительные ударные нагрузки. Это приводит к преждевременному износу опорных элементов и снижению точности измерения и долговечности датчика. Кроме того, после завершения операции измерения рамка эксцентричной массы остается незафиксированной. Следовательно, в процессе подъема датчика она может вращаться вокруг своей оси, в результате чего происходит износ штока в точке его контакта с тягами и нарабатывается люфт, что снижает надежность в работе датчика в целом.

Целью изобретения является повышение точности измерения и надежности работы датчика в скважинных условиях.

Для этого датчик зенитного и азимутального углов, содержащий корпус, установленную на нем с возможностью вращения рамку эксцентричной массы, полусферические чувствительные элементы зенитного и азимутального углов, установленные на рамке, арретирующие рычаги с захватами под чувствительные элементы, закрепленные на рамке и кинематически связанные посредством подпружиненных тяг со штоком, установленным с возможностью ограничения осевого перемещения относительно корпуса, и привод, снабжен толкателями, размещенными на приводе, рамка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия торцовой поверхности с толкателями.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик в разарретированном состоянии; на фиг.2 - то же, в арретированном.

Датчик содержит корпус 1, в котором размещен привод 2 с блоком толкателей 3, измеритель зенитного и азимутального углов, состоящий из рамки 4 эксцентричной массы, штока 5, установленного на неподвижном основании 6 и размещенного в рамке, полусферических чувствительных элементов зенитного 7 и азимутального 8 углов, смонтированных в рамке на осях 9, арретирующих рычагов 10, с одной стороны закрепленных на рамке, а с другой снабженных кольцевыми захватами 11 и связанных между собой и в верхней частью штока подпружиненными тягами 12. Чувствительный элемент 8 азимутального угла (катушка) подвешен на расположенной в теле чувствительного элемента 7 зенитного угла (отвес) подпружиненной оси 13.

Датчик работает следующим образом.

На поверхности непосредственно перед спуском в скважину производится установка времени срабатывания привода 2 и его взвод в рабочее положение. При этом осуществляется арретирование измерителя, которое происходит следующим образом. В процессе взвода блок толкателей 3 перемещается в крайнее верхнее положение, двигая при этом рамку 4. Неподвижный шток 5, верхний торец которого связан с подпружиненными тягами 12, сводит арретирующие рычаги 10, кольцевые захваты 11 которых фиксируют одновременно элементы 8 и 7. При этом обе полусферы чувствительных элементов соединяются, образуя шар, а оси кольцевых захватов совмещаются с осью отвеса. В таком арретированном состоянии датчик доставляется в точку измерения.

В заданный момент времени срабатывает привод 2 и происходит разарретирование катушки и отвеса (элементов 8 и 7). Блок толкателей 3 перемещается в крайнее нижнее положение, освобождая рамку 4. Под действием подпружиненных тяг 12 арретирующие рычаги 10 расходятся, освобождая чувствительные элементы измерителя, а рамка 4 перемещается в крайнее левое положение. Происходит измерение зенитного и азимутального углов.

Через время, определенное конструктивными особенностями привода 2 и достаточное для положения покоя катушки и отвеса в измеренном положении, происходит арретирование датчика. Измерение закончено. Датчик извлекается на поверхность и осуществляется визуальное считывание измеренных величин значений углов.

Датчик транспортируется к точке измерения в арретированном состоянии, что позволяет предохранить опорные элементы чувствительных элементов датчика от ударных и вибрационных нагрузок. В арретированном состоянии рамка датчика находится в зафиксированном положении при помощи блока толкателей, что предотвращает износ штока в месте контакта его с тягами и наработку люфтов между ними в процессе подъема датчика на поверхность. Это позволяет увеличить ресурс работы датчика и повысить точность измерения.

Использование: в буровой технике для определения зенитного и азимутального углов скважины. Сущность изобретения: датчик содержит корпус и установленную в нем с возможностью вращения и осевого перемещения рамку 4 экцентричной массы. На рамке 4 смонтированы полусферические чувствительные элементы зенитного 7 и азимутального 8 углов. Арретирующие рычаги 10 с захватами 11 закреплены на рамке 4 и кинематически связаны подпружиненными тягами 12 со штоком 5. Шток имеет ограничение осевого перемещения относительно корпуса 1. Рамка 4 установлена с возможностью взаимодействия торцовой поверхностью с толкателями 3 привода 2. 2 ил.

ДАТЧИК ЗЕНИТНОГО И АЗИМУТАЛЬНОГО УГЛОВ, содержащий корпус, установленную в нем с возможностью вращения рамку эксцентричной массы, полусферические чувствительные элементы зенитного и азимутального углов, установленные на рамке, арретирующие рычаги с захватами под чувствительные элементы, закрепленные на рамке и кинематически связанные посредством подпружиненных тяг со штоком, установленным с возможностью ограничения осевого перемещения относительно корпуса, и привод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы датчика в скважинных условиях, он снабжен толкателями, размещенными на приводе, а рамка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия торцевой поверхности с толкателями.