Виброустойчивый преобразователь зенитного угла Советский патент 1988 года по МПК E21B47/02 

±1

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и м.б, использовано для контроля параметров наклонно направленных скважин в процессе бурения. Цель изобретения - повьшение точности и виброустойчивости за счет уменьшении частоты собственных колебаний чувствительного элемента Преобразователь зенитного уг

(Л

ее о сд

о со

ла содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью, внутри которого р;5змещена маятниковая рамка 2 с элект pijwecKHM преобразователем 3 угла по- В(Ьрота и заполненным жидкостью чувствительным элементом с шариками, плотность которых меньше плотности жидкости. Преобразователь имеет полу- кбльцо, перегородку 8 и гибкую трубку Чувствительный элемент выполнен

1

I Изобретение относится к нефтепро- г юловой геофизике и может -быть ис- п|ользовано для контроля параметров } аклонно направленных скважин непосредственно в процессе бурения, I Цель изобретения - повьш ение точ- и виброустойчивос ги преобразо- ателя зенитного угла за счет умень- частоты собственных колебаний ч|увствительного элемента, I На фиг, 1 показан предпагаемьй преобразователь зенитного угла, об- иий вид; на фиг о 2 - разрез А-А на 4иг, 1,

Виброустойчивьй преобразователь зенитного угла состоит из корпуса 1, заполненного вязкой жидкостью, внут- ри которого размещены маятниковая рамка 2 с электрическим преобразователем 3 угла поворота и заполненным яидкостью чувствительным элементом ,а шариками 4, изготовленными из по- 4имерных материалов, удельный вес ко торых меньше удельного веса заполня- н|щей чувствительный элемент жидкости Чувствительньш элемент выполнен в маятниковой рамке 2 в виде цилиндрической полости 5, в которой закреплены полукольцо 6 и электрический преобра- аователь 3 угла поворота. Внутренняя поверхность цилиндрической полости 5 и наружная поверхность электриче ско- преобразователя 3 угла поворота образуют полукольцевой канал 7, кото- рый разделен перегородкой 8, которая установлена на наружной поверхности электрического преобразователя 3 угла поворота. Шарики 4 в равном количестве расположены по разные стороны пе- регородки 8 в полукольцевом канале 7

в виде цилиндрической полости 5, в которой закреплены преобразователь 3 и полукольцо о Под действием давления столба жидкости перемещаются шарики, которые поворачивают посредством перегородки 8 преобразователь 3 на угол, равный зенитному. В результате с преоб1 азователя 3 снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла 2 ил.

0

0

0 , Q

5

2

выходные отверстия которого соединены между собой гибкой трубкой 9, внутренний диаметр которой больше диаметра шариков 4,

Съем информативного сигнала и питание осуществляется через коллектор 10 и герметичньй штепсельный разъем 11. Герметизация чувствительного элемента осуществлена посредством крьщгки 12,

Устройство работает следующим образом

В исходном положении, когда вибро- устойчивьй преобразователь зенитного угла установлен вертикально, перегородка 8 также находится в строго вертикальном положении, С электрического преобразователя 3 угла поворота снимается нулевой сигнал.

При отклонении от вертикали маятниковая рамка 2 устанавливается в плоскости наклона.При этом под действием давления столба жидкости происходит перемещение шариков 4, которое поворачивает посредством перегородки 8 наружное кольцо электрического преобразователя 3 угла поворота на угол, равньй зенитному,При этом внутреннее кольцо электрического преобразователя угла поворота остается не- подвижным и с электрического преобразователя угла поворота снимается сигнал рассогласования, пропорциональный величине зенитного угла о

Виброустойчивьй преобразователь .зенитного.угла может использоваться для измерения зенитного угла непосредственно в процессе бурения, сопровождающегося вибрацией. Для работоспособности преобразователя в процессе бурения необходимо, чтобы погрешность.

обусловленная вибрацией, не превышала предела допускаемого значения. Для этого частота собственных колебаний

СО.

чувствительного элемента должна

быть значительно меньше частоты вынужденных колебанийо Согласно экспериментальным данным диапазон частот вибрации составляет 20-100 Гц, Если частота собственных колебаний сОр чувствительного элемента ниже 0,5-1 Гц, то О ния диаметра позволяет уменьшить часпреобразователь виброустойчив, погрешность от вибрации не превышает предела допустимого значения, зенитньй угол измеряется без искажений

В известных преобразователях, где 5 в качестве чувствительного элемента используется твердотелый маятник, получить частоту собственных колебаний чувствительного элемента ниже 1-2 Гц

практически невозможно, что обусловле-20 зенитного угла, содержащий корпус,

но невозможностью увеличения габаритов преобразователя из-за ограниченного диаметра скважины,

В предлагаемом изобретении уменьшение частоты собственных колебаний чувствительного элемента достигается применением жидкостного маятника, для которого значение частоты собственных колебаний определяет.ся

25

заполненньй вязкой жидкостью, внутри которого размещена маятниковая рамка с электрическим преобразовате лем угла поворота И заполненным жид костью чувствительным элвмeнтo 6 с ш риками, плотность которых меньше пл ности жидкости, отличающий с я тем, что, с целью повьшения то ности и виброустойчивости за счет

СО,

Y . cos6 ,

где g - ускорение свободного падения;

1 - длина жидкостного маятника;

б - зенитный угол. Из соотношения (1) видно, что с увеличением длины жидкостного маятника (гибкой трубки), можно достичь значительного уменьшения частоты Со, не увеличивая при этом диаметр преобразователя. Выполнение чувствительного элемента в виде цилиндрической полости, в которой неподвижно установлено полукольцо и электрический преобразователь угла поворота так, что внутренняя поверхность цилиндрической полости и наружная поверхность электрического преобразователя угла поворота образуют полукольцевой канал, который разделен перегородкой.

укрепленнои на наружной поверхности электрического преобразователя угла поворота, причем по разные стороны перегородки в полукольцевом канале расположено равное количество шариков, а выходные отверстия полуколвцевого канала соединены между собой гибкой трубкой, внутренний диаметр которой больше диаметра шариков, без увеличетоту собственных колебаний чувствительного элемента, что значительно уменьшает погрешность от вибрации, ведет к повьштению виброустойчив ости и точности преобразователя..

Формула изобретения Виброустойчивый преобразователь

25

;

заполненньй вязкой жидкостью, внутри которого размещена маятниковая рамка с электрическим преобразователем угла поворота И заполненным жидкостью чувствительным элвмeнтo 6 с шариками, плотность которых меньше плотности жидкости, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения точности и виброустойчивости за счет

30 уменьшения частоты собственных колебаний чувствительного элемента, он снабжен полукольцом, перегородкой и гибкой трубкой 5 а чувствительный элемент выполнен в виде цилиндрической

35 полости5 в которой з нкреплены полукольцо и электрический преобразователь угла поворота, при этом внутренняя поверхность цилиндрической полости и наружная поверхность электрического

40 преобразователя угла поворота образуют полукольцевой канал, который разделен перегородкой, установленной на наружной поверхности электрического преобразователя угла поворота, при45 чем шарики в равном копичестве расположены по разные стороны перегородки в полукольцевом канале, выходные отверстия которого соединены между со™ . б-ой гибкой трубкой, внутренний диаметр

50 которой больше диаметра шариков г

cfsu.Z