Инклинометр Советский патент 1987 года по МПК E21B47/02 

угла, выполненный в виде магнитной стрелки 10, размещенной на подпятнике. Равномерно по окружности в К 1 жестко закреплены четыре сферических отражателя 17, в фокусе которых размещены входные торцы 18 четырех световодов, закрепленных в диафрагме 3. Выходные торцы 20 установлены в донной части сообщающихся сосудов 5 и 6 и взаимодействуют с фотоприемниками 9 соединенными по мостовой схеме. Стрелка 10 жестко связана с непрозрачным стаканом (НС) 12, на боковой поверхности которого выполнена кольцевая диафрагма (Д) 13 с переменным по высоте и равномерно изменяющимся по окружности сечением. Заполнена Д 13 прозрачным материалом, имеющим

1

Изобретение относится к геологоразведочной технике, может быть использовано для определения пространственного положения скважин, пройденных в породах с немагнитньми свойствами, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1239286..

Цель изобретения - ускорение процесса определения пространственного положения скважин за счет одновременного .измерения зенитного и азимутального углов.

На фиг. 1 приведена общая схема инклинометра: на фиг. 2 - развертка непрозрачного стакана; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Инклинометр содержит корпус 1, в котором расположен основной источник 2 света, диафрагма 3 с прозрачными окнами 4, система сообщающихся сосудов 5 и 6, частично заполненных полупрозрачной жидкостью 7. Вертикальные части сосудов 5 и 6 в донной части через прозрачные окна 8 связаны с фотоприемниками 9. Датчик азимутального угла установлен соосно в корпусе и выполнен в виде магнитной стрелки 10, установленной на оси инклинометра на подпятнике 11, жестко связанном с корпусом 1. Магнитная стрел ка 10 жестко связана с непрозрачным стаканом 12, на боковой поверхности

плотность, равную плотности материала НС 12. Внутри НС 12 концентрично размещен жестко связанный с К 1 цилиндрический непрозрачный экран 14 с дополнительным источником 15 света. Экран 14 имеет вдоль образующих его цилиндра четыре равномерно расположенные по окружности щелевые Д 16. Источник 15 установлен внутри экрана 14 И взаимодействует через Д 16 с отражателями 17. При измерении азимута на участке скважины включают ис- .точник 15. В зависимости от положения стрелки 10 относительно сосудов 5 и 6 рассогласуются мостовые схемы фотоприемников 9. Величина рассогласования дает информацию об азимуте угла. 3 ил.

которого выполнена кольцевая диафрагма 13 с переменным по высоте сечением, равномерно изменяющимся по окружности, заполненная прозрачньм материалом, плотность которого равна плотности материала стакана 12. Внутри стакана 12 размещен соосно с ним цилиндрический непрозрачньш экран 14, жестко связанньй с корпусом 1, внутри которого расположен дополнительный источник 15 света, а вдоль образующих цилиндра выполнены четыре щелевые диафрагмы 16, равномерно расположенные по окружности. Дополнительный

источник 15 света через щелевые диафрагмы 16 и кольцевую диафрагму 13 оптически взаимодействует с четырьмя сферическими о гражателдми 17, которые жестко закреплены в корпусе рявномерно по окружности. В фокусе сферических отражателей 17 размещены входные торцы 18 четырех световодов 19. Входные торцы 18 световодов закреплены в диафрагме 3, а выходные торцы 20

установлены в донной части сообщающихся сосудов 5 и 6 и оптически взаимодействуют с фотоприемниками 9, попарно соединенными по мостовой схеме.

- 30

Инклинометр работает следующим образом.

3

Перед началом работы на поверхноти земли корпус 1 инклинометра устанавливают строго вертикально. Включают основной источник 2 света, от которого через прозрачные окна 4 в диафрагме 3 свет попадает в вертикальные части сосудов 5 и 6, где, пройдя через столб жидкости 7, изменит свою интенсивность в зависимости от высоты столба жидкости. Через прозрачные окна 8 в донной части сосудов 5 и 6 свет попадает на фотоприемники 9, которые в зависимости от его интенсивности выдают соответствующий сигнал. Так как перед началом работы инклинометр установлен вертикально, все фотоприемники 9 должны выдавать одинаковые сигналы

ные фотоприемники должны быть уравновешены. Если же этого не произошло, что возможно из-за разной чувствительности фото приемников, то с помощью соответствующих электрических устройств мостовые схемы уравновешивают. После этого основной источник 2 света выключают, а сориентировав инклинометр таким образом, что плоскость симметрии одного из сообщающихся сосудов 5 или 6 имеет направление азимут которого равен О , включают дополнительный источник 15 света. При этом световой поток в виде четырех плоских лучей выходит из щелевых диафрагм 16 экрана 14 и поступает через кольцевую диафрагму 13 на сферические отражатели 17, которые фокусируют отраженный от них световой пото на входных торцах 18 световодов 19, пройдя по которым световой поток выходит из световодов 19, выходные торцы 20 которых оптически взаимодействуют с фотоприемниками 9, и,пройдя через прозрачные окна 8, попадает на чувствительные площадки фотоприемников 9.

Так как кольцевая диафрагма 13 выполнена с переменным по высоте сечением, то световые потоки, поступающие на фотоприемники 9, отличаются друг от друга по интенсивности, что вызывает рассогласование мостовых схем на разную величину, причем эта величина зависит от положения магнитной стрелки, так как стакан 12 жестко связан с нею. Поворачивая инклинометр вокруг оси, можно получить зависимость изменения выходного сигнала

0

5

с фотоприемников 9 от положения их относительно магнитной стрелки 10, т.е. калибровочную зависимость.

Инклинометр опускают в скважину, при отклонении которой от вертикали жидкость 7 в сосудах 5 и 6 перераспределяется согласно закону сообщающихся сосудов, что приводит к изменению высоты столбов жидкости в вертикальных частях сосудов 5 и 6, а соответственно и к изменению световых пп- токов, попадающих на фотоприемники 9, при включенном основном источнике 2 света, что приводит к рассогласованию мостовых схем. По величине сигналов можно судить о величине отклонения.

При необходимости измерения азимута на исследуемом участке скважины

0 основной источник 2 света выключают, а включают дополнительный источник 15 света. В зависимости от положения магнитной стрелки 10 относительно сосудов 5 и 6 происходит рассогласо5 вание мостовых схем фотоприемников 9, величина которого дает информацию об азимутальном угле.

Формула изобретения

0

Инклинометр по авт. св. № 1239286, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса определения пространственного положения сква5 жин за счет одновременного измерения зенитного и азимутального углов, он снабжен установленным соосно в корпусе датчиком азимутального угла, четырьмя сферическими отражателями,

0 жестко закрепленньми в корпусе равномерно по окружности, и четырьмя световодами, входные торцы которых размещены в фокусе сферических отражателей и закреплены в диафрагме, а

5 выходные торцы установлены в донной части сообщающихся сосудов с возможностью оптического взаимодействия с фотоприемниками, при этом датчик азимутального угла выполнен в виде магнитной стрелки, жестко связанной с непрозрачным стаканом, внутри которого концентрично размещен жестко связанный с корпусом цилиндрический непрозрачньш экран с дополнительным источником света, причем непрозрачный экран имеет вдоль образующих цилиндра четыре равномерно расположенные по окружности щелевые диафрагмы, на.бо ковой Поверхности стакана выполнена

0

5

5135034

кольцевая диафрагма с переменным по высоте и равномерно изменяющимся по окружности сечением, которая заполнена прозрачным материалом, имеющим плотность, равную плотности материала стакана, а дополнительньш источ12

Фиг. г

ник света установлен внутри цилиндрического непрозрачного экрана с возможностью оптического взаимодействия через щелевые диафрагмы со сферическ1ми отражателями.

Изобретение относится к области геолого-разведочной техники и м.б. использовано для определения пространственного положения скважин. Цель изобретения - ускорение процесса определения пространственного положения скважин за счет одновременного измерения зенитного и азимутального углов. Для этого в корпусе (К) 1 соосно установлен азимутальньй датчик /5 .f7 1 .i/7 (Л со сд 00 4 fSJ Фиг.1

Составитель А.Цветков Редактор Н.Вобкова Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

Заказ 5237/32 Тираж 533 Подписное ВНИИПИ 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