Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B47/02 

1346

ПФД зенитного и визирного углов. Устр-во снабжено узлом передачи враще- ния под прямым углом,который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес - малого 6 и большого 5 диаметра. Колесо 6 закреплено на валу БСКТ 1, а колесо 5 - на оси маятника 4. Оба БСКТ 1 и 2 установлены соосно в корпусе, а выход БСКТ 2 связан с первым входом ПФД зенитного угла. При наклоне прибора маятник 3 поворачивается на угол, пропорциональный визирно1

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано 3 инклинометрах с первич1;ыми измерительными преобразователями в виде бесконтактных си 1усно-косинускых трансформаторов (БСКТ) для измерения

угловых параметров скважин. I

Пель изобретения - повьппение точности измерений и уменьшение поперечных габаритов.

Ка фиг. 1 и 2 представлены функциональная и кинематическая схемы предлагаемого устройства; на фиг. 3 - блок-схема устройства.

Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважин содержит установленные соосно в корпусе (не показан) по оси ЛВ скважинного прибора первый 1 и ПТС1РОЙ 2 БСКТ, нключен- ные в режиме фа-.кшращателя, ортогонально установленные маятник 3 визирного угла и маятник 4 зенитного угла, узел передачи вращения под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес - колеса 5 большего диаметра, которое закреплено на оси вращения маятника 4 зенитного угла, и колеса 6 малого диа

метра, которое закреплено на ва:1у пер вого БСКТ. Кр(1ме того, устройство содержит преобразователи фаза - длительность (ПФД) зенитного угла 7 и визирного угла 8 и источник 9 опорного напряжения, который связан с входами первого и второго БСКТ и перв()1м входом ПФД 8 визирного угла. Выходы БСКТ 1 и 2 подключены соответствен}1о к

му углу наклона скважины, и соответ- стненно поворачиваются валы БСКТ 1 и 2. Поскольку БСКТ 2 изменяет фазу относительно фазы опорного напряжения снятого с источника опорного напряж - ния, с ПФД визирного угла поступает сигнал о визирном угле скважины. Одновременно поворачивается маятник 4 на угол, пропорциональный зенитноьту углу скважины, и через колеса 5 и 6 вызывает дополнительный поворот БСКТ 1. 3 ил.

0

Ь

5

0

5

вторым входам ПФД 7 и 8, а выход БСКТ 2, кроме того, связан с первым входом ПФД 7 зенитного угла.

ПФ/1 имеет традиционное исполнение и содержит два формирователя (триггеры Шмитта), подключенные соответственно к источнику опорного напряжения и выходу БСКТ, сдвиг фаз которого надо измерить. К выходам формирователей через дифференцирующие цепи подключен RS-триггер: первым входом - к выходу первого формирователя, вторым - к выходу второго. Длительность импульсов на выходе RS-триггера пропорциональна сдвигу фаз между опорным и измеряемым напряжениями.

Устройство работает следующим образом.

I

При наклоне продольной оси АВ скважинного прибора относительно вертикали маятник 3 визирного угла поворачивается на угол, пропорциональный визирному углу наклона скважины и вызывает соответствуюпщй поворот валов БСКТ 2 и 1. Поскольку БСКТ 2 при наклоне прибора изменяет фазу сигнала относительно фазы опорного напряжения, снятого с источника 9, то с выхода ПФД 8 снимается импульс, длительность которого определяется величиной визирного угла наклона скважины. Одновременно маятник 4 зенитного угла поворачивается на угол,пропорциональный измеряемому, и через систему зубчатых колес 5 и 6 вызывает дополнительный поворот вала БСКТ 1.

Таким образом, общий поворот вала БСКТ 1 определяется коэффициентом передачи редуктора (система зубчатых колес 5 и 6) и суммой зенитного и визирного углов.

Опорным напряжением для ПФД 7 зенитного угла является напряжение

и,

и„ sin (cot +4-) ,

а измеряемым - напряжение

и -sin ( cot + Q n +(f)

где q Q - n

визирный угол; зенитный угол; коэффициент передачи редуктора .

Следовательно, длительность импуль са на выходе ПФД 7 11ропорциональна сдвигу фаз между этими напряжениями, т.е. зенитному углу, умноженному на коэффициент передачи редуктора, который по конструктивным соображениям удобнее сделать равным 2 или 4,

Дальнейшую обработку измеренных значений углов ведут обычным способом, например используя метод заполнения временного интервала импульсами стабильной частоты и их счета за время действия измеряемого импульса.При этом, частота импульсов стабильной частоты, подаваемых на выход ПФД 7, должна быть в n раз меньше, чем частота импульсов, подаваемых на выход ПФД 8, где n - коэффициент передачи редуктора.

Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины позволяет избежать ошибки, вызванной ошибкой установки маятников (до 30 ), и позволяет отказаться от сложной схемы вычислений, при которой ошибка в процессе вычисления углов суммируется по числу операций. Точность измерения ви визирного угла в предлагаемом устройстве зависит от величины зенитного

4

угла и точности БСКТ 2, а погрешность измерения зенитного угла прямо пропорциональна погрешности обоих БСКТ и погрешности редуктора (6-12 для колес средней точности) и обратно пропорциональна коэффициенту передачи ре- редуктора.

Применение узла передачи вращения под прямым углом позволяет отказаться от поперечного расположения одного из БСКТ и, следовательно, уменьшить диаметр скважинного прибора.

0

Т5 Формула изобретения

5

0

,

5

0

5

Устройство для измерения зенитного и визирного углов скважины,содержащее корпус, в котором установлены ортогонально маятники зенитного и визирного углов, первый и второй бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы, входы которых связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразователя фаза - длительность визирного угла, а выходы подключены соответственно к вторым входам преобразователя фаза - длительность зенитного угла и преобразователя фаза - длительность визирного угла, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и уменьшения поперечных габаритов, оно снабжено узлом передачи вращения под прямым углом, который выполнен в виде редуктора из двух зубчатых колес малого и большого диаметров, при этом зубчатое колесо малого диаметра закреплено на валу первого синусно-косинусного трансформатора, зубчатое колесо большого диаметра закреплено на оси вращения маятника зенитного угла, оба синусно-косинусных трансформатора установлены соосно в корпусе, а выход второго синусно-косинусного трансформатора связан с первым входом преобразователя фаза - длительность зенитного угла.

Фиг. 2

Редактор Н. Лазаренко

Составитель А. Цветков Техред М.Ходанич

Заказ 5103/31Тираж 532Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг.З

Корректор С. Черни

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения - повьшшние точности измерений и уменьшение поперечных габаритов. Устр-во содтержит корпус, внутри которого ортогонально установлены маятники зенитного 4 и визирного 3 углов и бесконтактные синусно-косинусные трансформаторы (БСКТ) 1 и 2. Входы БСКТ 1 и 2 связаны с источником опорного напряжения и первым входом преобразователя фаза - длительность (ПФД) визирного угла. Выход БСКТ 1 и 2 подключены соответственно к вторым входам С « (Л со 4 05 00