Устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов Советский патент 1987 года по МПК E21B47/22 

ло для установки по горизонту и ази- муту.разное . По окончании установки УУ 7 входит в корпус 1. Контакты 13 замыкаются.. Установленный по гориИзобретение относится к геофизике и может быть использовано при автоматическом ориентировании геофизических приборов. Устройство целесообразно применять в местах, где ручное ориентирование приборов невозможно, например скважины или водоёмы.

.. Целью изобретения является уско- рен ие процесса получения геофизической информации.

На фиг.1 приведено устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов; на фиг.2 - зависимость числа воздушных циклов от .разности между начальным и конечным значениями азимутального угла.

Устройство состоит из корпуса 1, стержня 2, шарнира Гука 3, втулки 4, диска 5, концентрических токопрово- дящих шайб 6,.установочного узла 7, стержневого магнита 8, ресивера 9, электропневмоклапана 10, воздухопровода 11, геофизического прибора 12, электрических контактов 13, регистрирующего комплекса 14, якоря 15 электромагнита, электромагнита 16, задатчика временных интервалов, выполненного, например, в виде мультивибратора 17, источника 18 питания и штепсельного разъёма 19.

Установочный узел, выполненный в виде шарового сегмента,своей сферически выпуклой поверхностью плотно входит в сферически вогнутую поверхность корпуса 1,.что обеспечивает хороший механический контакт этих деталей. В центре установочного узла 7 имеется 4, куда своей иглой вводит стержень 2, другим концом, через шарнир Гука 3, связанный с корпусом. Шарнир Гука размещен в сферическом -дентре основания (или установочного узла). На стержн 2 параллельно горизонтальной поверх1285144

зонту и азимуту геофизический прибор 12 электрически соединяется с регистрирующим комплексом 14. 2 ил. 1 табл.

0

ности установочного узла 7 закреп- , лен токосъемный блок, выполненный в виде электрических контактов 13 и диска 5, который имеет центральное отверстие и концентрически расположенные токопроводя дие шайбы 6, связанные электрическими проводами с регистрирующим комплексом 14 через штепсельный разъем 19. На установоч ном узле 7 закреплен геофизический прибор 12, провода от которого заканчиваются контактами 13, расположенными над соответствующими токо- проводящими шайбами 6. Контакты и

5 шайбы могут быть разомкнуты, так как первые связаны с якорем 15 электромагнита 1&, который соединен с мультивибратором 17 и электропневмо- клапаном 10. На установочном узле закреплен ресивер 9, сжатый воздух от которого через электропневмокла- пан 10 по воздухопроводу 11 поступает под сферически выпуклую поверхность установочного узла, поднимая его. Режимом работы электропневмоклапана 10 и электромагнита 16 управляет мультивибратор 17. При разомкнутых контактах 13 энергопитание осуществляется от источника 18. УстройствЪ работает следующим об разом.

После того как устройство достиг- .ло намеченной точки измерений (например, определенная глубина скважи5|ны) оно находится в наклонном положении и не сориентировано по сторонам света. Для приведения установочного узла 7 в горизонтальное положение и его ориентации требуется несколько поднятий установочного узла на воздушной подушке в течение которых он, лишенньш трения о сферически вогнутую часть корпуса, под действием силы тяжести и силы встроен5-,ного магнита примет рабочее положение. Контакты 13 и шайбы 6 на это

0

5

0

0

3 128

время размыкаются. Требуемая длите- льность воздушных интервалов и их число для установки по горизонту и :азимуту разные.

При установке по горизонту под- нятьй воздушной подушкой установочный узел 7 под действием силы тяжести начинает совершать колебания и, если угол отклонения от положения равновесия не велик, период колеба- НИИ равен

g

Узел 7 достигает нижнего положения (угол отклонения от положения равновесия равен 0) через 1/4 Т,следовательно, и длительность воздушного цикла должна быть такой же. Если первоначальньш угол отклонения большой, то необходимо два цикла. Первый приведет узел к углу, близкому к нулю, а второй установит его точно в .ноль. Макетные испытания для сферы диаметром 400 мм дают Т, близкий к 0,8 с.При установке по магнитному азимуту поднятый на воздушной подушке узел 7 под действием встроенного в него постоянного магнита 8 начинает совершать крутильные колебания с периодом

,99, то число циклов необходимо рассчитывать от угла в 178 , так как 0,99-180° 178° .

15 Разности углов, начиная с 3-го цикла, отложенные в логарифмическом масштабе, ложатся на прямую (фиг.2), продолжая которую в сторону увеличения циклов можно определить их

20 необходимое число. При нач але отсчета в 178 число циклов равно 9.

гор и девять. (,99). На мультиСледовательно, для установки устройства по горизонту и азимуту не25 обходимо два цикла 1/4 Т циклов 1/4а5им.

вибратор 17 через контакт а и разъем 19 с поверхности поступает сигнал к началу циклов, при этом мультивиб30 ратор вьфабатывает указанную последовательность (2 и 9) электрических сигналов, включающих злектропневмо- клапан 10 и электромагнит 16. Из ресивера 9 сжатый воздух по воздухо- где 1 - моменты инерции, а D - коэф- 35 проводу 11 поступает под установоч ОЭИМ

27-jl ,

фициент, характеризующий магнит. Эта формула верна лишь при небольших отклонениях от нуля. С увеличением угла отклонения период увеличивается и при угле 180 он теоретически становится бесконечным. Так как установочный узел может первоначально оказаться отклоненным на все УГЛЫ, вплоть до 180°, необходимо последовательными воздушными циклам при- его к нулевому азимуту. Длительность последнего установочного цикла определяется приведенной формулой или путем практических измерений периода. При испытаниях макета с массой установочного узла и приборов на нем в 18 кг период оказался равным 48 с. Т.е. при малых углах отклонения установочный узел пересечет линию магнитного меридиана через 12 с. В результате эксперимента получена таблица начальных и конечных углов колебания длительностью в 12 с.

;

I Дальнейшие измерения углов встречаются с практическими затруднениями из-за вибраций, вызванных городскими микросейсмами, движением воздуха и т.п.

Начальный угол, от которого начинают расчет необходимого числа воздушных циклов, зависит от желае мой вероятности выполнения точной установки. Если принять вероятность

,99, то число циклов необходимо рассчитывать от угла в 178 , так как 0,99-180° 178° .

15 Разности углов, начиная с 3-го цикла, отложенные в логарифмическом масштабе, ложатся на прямую (фиг.2), продолжая которую в сторону увеличения циклов можно определить их

20 необходимое число. При нач але отсчета в 178 число циклов равно 9.

гор и девять. (,99). На мультиа 1/4 Т

ньй узел 7, поднимая его. Стержень 2 своим острием входит во втулку 4, что обеспечивает концентричность расположения диска 5 и установочно- го узла 7. Шарнир Гука служит при этом для обеспечения параллельности этих элементов. Одновременно для снятия трения, связанного с якорем

15электромагнита 16, контакты 13 отключаются от токопроводящих шайб

6. Центр тяжести системы подобран так, что он проходит через стержень 2 и плоская поверхность установочного узла 7 оказывается горизонталь- ной. Электропитание обмоток электро- пневмоклапана 10 и электромагнита

16осуществляется от источника 18 питания. По окончании установки установочный узел входит в корпус 1,

а контакты 13 замыкаются, обеспечивая электрическую связь установленного по горизонту и азимуту геофизического прибора 12 с регистрирующим комплексом 14.

5 . 12851 |Формула изобретения

Устройство для ориентирования по азимуту геофизических приборов, со- держащее корпус, внутри которого размещен установочный уэел, вьтолнен- ный в виде шарового сегмента с магнитом и связанный с корпусом посред- /ством шарнира и стержня о т л и - JQ чающееся тем, что, с целью ускорения процесса получения.геофизической информации, оно снабжено токосъемным блоком и размещенными на установочном узле электропневмо4А6

/ .клапаном, электромагнитом и задатчи.ком временньгх интервалов, выполненным в виде мультивибратора, а токо- съемньй блок выполнен в виде электрических контактов и диска, который имеет центральное -отверстие и концентрически расположенные токопро- водящие шайбы, при этом стержень закреплен в центральном отверстии перпендикулярно диску, а электрические контакты установлены над токопрово- дящими шайбами и увязаны с электро магнитом, который соединен с .мультивибратором1паном i

и электропневмокла

Изобретение относится к области геофизики и позволяет ускорить процесс получения геофизической информации. Внутри корпуса 1 установлен связанный с ним посредством стрежня (С) 2 и шарнира 3 установочный узел (УУ) 7, выполненный в виде шарового сегмента с магнитом 8. На С 2 параллельно горизонтальной поверхности УУ 7 закреплен токосъемный блок в ,виде электрических контактов 13, установленных над концентрически рас- положенными токопроводящими шайбами 6, и диска 5 с центральным отверстием. В последнем перпендикулярно дис-, ку 5 закреплен С 2. На УУ 7 размещены электропневмоклапан 10, электромагнит 16 и датчик временных интервалов в виде мультивибратора 17, соединенный с электромагнитом 16 и элект ропневмоклапаном 10. Для приведения УУ 7 в горизонтальное положение и его ориентации необходимо поднять его несколько раз на.воздушной подушке, пока, лишенный трения о вогнутую поверхность корпуса и под дей- ствием магнита 8 он не примет рабочее положение. Контакты 13 и шайбы 6 на это время размыкаются. .Длительность воздушных интервалов и их чисо $ (/ С N9 ОС сл 4i