Инклинометр Советский патент 1989 года по МПК E21B47/02 

1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах, в частности к средствам определения пространственного положения стволов скважины, и может быть испо. 1ьз()вано в условиях нормального геомагнитного поля.

Целью изобретения является повышение точности, надежности работы и расширение диапазона измерения зенитного угла.

На чертеже приведен инклинометр, разрез.

Инклинометр состоит из прибора, предназначенного для установки на земной поверхности (не показан), и прибора, предназначенного для спуска в скважину.

Прибор, предназначенный для снуска в скважину, состоит из немагнитного кожуха 1, в котором установлены коммутирующий механизм и измерительный узел. Коммутирующий механизм состоит из плунжерного насоса 2, снабженного эластичным резервуаром с запасом жидкости и клапаном сброса давления, трубопровода 3, сильфона 4 с мембраной 5, тяг 6 и 7, подпружиненных относительно кожуха пружиной 8, и контактов 9. Насос 2 и сильфюн 4с мембраной 5 уста- нов.юны в кожухе скважинного прибора. Мембрана 5 через две тяги 6 и 7, кинематически связанные между собой и подпружиненные относительно кожуха 1 пружиной 8, соединена с контактами 9.

Измерительный узел выполнен в виде ра.мки 10 с эксцентричным грузом 11, установленной с возможностью вращения в подпятниках 12, закрепленных в кожухе 1. Измерительный узел содержит коллектор. 13, уст;1новленный на шейке рамки 10, в которой уст пювлены датчик зенитного угла и датчик d 1имута.

Датчик Зенитного угла сост.)ит из оси 14, .-|енной в рамке 10 на полуосях 15 с возможностью вращения с закрепленными на Hcit отвесом 16 и контактной стрелкой 17, подпружиненной пластины 18 с установленной на ней токопроводящей дужкой 19, сильфона 20, закрепленного на рамке 10, с

мембраной 21, соединенной щтоком 22 с пружинной пластиной 18, и дугового реохорда 23, установленного на рамке 10.

Токонроводящая дужка 19 связана с мем- браной 21 сильфона 20 и подпружинена относительно рамки 10 пластиной 18 в направлении, параллельном оси 14 датчика зенитного .

Датчик азимута состоит из корпуса 24, установленного в рамке 10 на полуосях 25 с возможностью поворота, подвижной оси 26, установленной в корпусе 24 с возможностью продольного перемещения, магнитной стрелки 27 с контактами 28, установленной на оси 26, кольцевого реохорда 29, токопроводяще- го кольца 30, закрепленного на корпусе 24, гильфона 31 с мембраной 32, закрепленной на корпусе 24. При этом сильфон 31 укреплен па нажимном диске 33 и подпружинен относительно корпуса 24 плоской пружиной f. 34. Сильфон 31 через нажимный диск 33 и тяги 35 связан с подвижной осью 26.

Электрическое соединение (не показано) выводов кольцевого реохорда 29 с коллектором 13 рамки 10 выполнено через полуоси 25 и неподвижные проводники, которые закреп- 5 лены на рамке 10. Полость 36 кожуха 1, в которой расположены коммутирующий механизм и измерительный узел, заполнена демпфирующей жидкостью.

Инклинометр работает следующим обра- зом.

В исходном положении при опускании скважинного нрибора в скважину положение чувствительных элементов и контактов соответствует моменту отсутствия избыточного давления демпфирующей жидкости. 5 Скважинный прибор, опущенный на заданную глубину, располагается вдоль оси скважины, занимая пространственное положение с некоторым зенитным углом О и азимутом о(. По команде, поступающей от наземного прибора ПО кабелю, вк чючается на- сое 2, и в полости 36 создается избыточное давление демпфирующей жидкости. При этом мембраны 5, 21 и 32 втягиваются

внутрь сильфонов 4, 20 и 31. Под воздействием мембраны 5 тяга 6 перемещается, преодолевая действие пружины 8, и поворачивает тягу 7, отводя контакты 9 от коллектора 13. Освободившись от трения контактов 5 9, рамка 10 под воздействием эксцентричного груза 11 устанавливается в положение, при котором ось 14 располагается перпенди- кулярно плоскости наклона скважины.

фона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, а также снабжением датчиков азимута и зенитного угла соответствующим сильфоном с мембраной. При таком конструктивном выполнении осуществля ется гидравлическая система арретирования, обеспечивающая плавную фиксацию чувствительных элементов датчиков и плавное замыкание контактов с коллектором, что

Под воздействием мембраны 21 щток 22 ,„ снижает погрешность измерений путем умень- перемещается в сторону сильфона 20 и, пре-шения сбоя чувствительных элементов при

одолевая усилие пружиной пластины 18, отводит ее вместе с токопроводящей дужкой 19 от контактной стрелки 17, которая при этом отходит также от реохорда 23 и, полностью

измерении и исключает разрегулировку всей системы арретирования.

Снабжение датчика азимута сильфоном с мембраной обеспечивает арретирование его

угла поворота датчика, что позволяет расширить диапазон измерения зенитного угла.

Формула изобретения

освобождаясь от трения, устанавливается 15 чувствительного элемента без ограничения под действием отвеса 16 в положение равновесия, соответствующее зенитному углу & . Под действием эксцентриситета корпуса 24 датчик азимута устанавливается горизонтально. Под воздействием сильфона 31 тяги 2о 35 перемещают ось 26 вверх, преодолевая усилие плоской пружины 34. При этом магнитная стрелка 27 отходит от реохорда 29 и токопроводящего кольца 30 и, свободно вращаясь на острие оси 26, устанавливается в

Инютинометр, состоящий из прибора, предназначенного для установки на поверхности земли, и прибора, предназначенного для спуска в скважину, включающего уста„ ..„ „..... „, . новленные в кожухе коммутирующий механаправлении горизонтальной составляю.щей низм с контактами и измерительный узел в геомагнитного поля.виде рамки с эксцентричным грузом и кол- После этого насос 2 выключается и залектором, в которой установлены датчик зе- счет клапана сброса давления (не показан)нитного угла с осью, отвесом, контактной избыточное давление в полости 36 плавнострелкой, токопроводящей . и дуго- уменьщается до нуля. При этом под деист- реохордом и датчик азимут,-, и корпусе вием пружинных элементов 8, 18 и 34 все уз-которого размещены подвижная ;н-ь с маг- лы плавно возвращаются в исходное поло-ниткой стрелкой и кольцевой реохорд, отли- жение. Контакты 9 прижимаются к коллек-чающийся тем, что, с целью повышения точ- тору 13 и подключают реохорды 23 и 29 кности, надежности работы и расширения измерительной схеме. Токопроводящая дуж-диапазона измерения зенитного угла, дат- ка 19 прижимает контактную стрелку 17 к 35чики азимута и зенитного угла снабжены реохорду 23 таким образом, что сопротив-сильфонами с мембранами, а коммутирую- ление незамкнутой части реохорда 23 становится пропорциональным зенитно.му углуе Магнитная стрелка 27 прижимается к реохорду 29 и токопроводящему кольцу 30 так, что сопротивление незамкнутой части реохорда 29 становится пропорциональным азимуту. В таком положении .происходит измерение сопротивления реохордов 23 и 29 и преобразование результатов в наземном при боре в ве.тичины зенитного угла и азимута. дЗлельном оси датчика зенитного угла, мембра- Повышение точности измерения зенит-на сильфона датчика азимута закреплена ного угла и азимута и надежности работы инна его корпусе, а сильфон связан с подвиж- клинометра достигается выполнением комму-ной осью и подпружинен относительно кор- тирующего механизма в виде насоса и силь-пуса.

40

щий механизм выполнен в виде насоса, двух тяг, кинематически связанных между собой и подпружиненных относительно кожуха, и сильфона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, при этом сильфон датчика зенитного угла закреплен на рамке, Токопроводящая дужка связана с мембраной этого сильфона и подпружинена относительно рамки в направлении, паралфона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, а также снабжением датчиков азимута и зенитного угла соответствующим сильфоном с мембраной. При таком конструктивном выполнении осуществля ется гидравлическая система арретирования, обеспечивающая плавную фиксацию чувствительных элементов датчиков и плавное замыкание контактов с коллектором, что

измерении и исключает разрегулировку всей системы арретирования.

Снабжение датчика азимута сильфоном с мембраной обеспечивает арретирование его

чувствительного элемента без ограничения

угла поворота датчика, что позволяет расширить диапазон измерения зенитного угла.

Формула изобретения

чувствительного элемента без ограничения

низм с контактами и измерительный узел в виде рамки с эксцентричным грузом и кол- лектором, в которой установлены датчик зе- нитного угла с осью, отвесом, контактной стрелкой, токопроводящей . и дуго- IM реохордом и датчик азимут,-, и корпусе которого размещены подвижная ;н-ь с маг- ниткой стрелкой и кольцевой реохорд, отли- чающийся тем, что, с целью повышения точ- ности, надежности работы и расширения диапазона измерения зенитного угла, дат- чики азимута и зенитного угла снабжены сильфонами с мембранами, а коммутирую- лельном оси датчика зенитного угла, мембра- на сильфона датчика азимута закреплена на его корпусе, а сильфон связан с подвиж- ной осью и подпружинен относительно кор- пуса.

щий механизм выполнен в виде насоса, двух тяг, кинематически связанных между собой и подпружиненных относительно кожуха, и сильфона с мембраной, которая через тяги соединена с контактами, при этом сильфон датчика зенитного угла закреплен на рамке, Токопроводящая дужка связана с мембраной этого сильфона и подпружинена относительно рамки в направлении, парал

Изобретение относится к технике разведочного бурения и предназначено для измерения кривизны скважин. Цель - повышение точности, надежности работы и расширение диапазона измерения зенитного угла. Инклинометр состоит из наземного прибора и прибора, опускаемого в скважину, в кожухе 1 которого установлены коммутирую- щий механизм с контактами 9 и измерительный узел в виде рамки (Р) 10 с эксцентричным грузом 11 и коллектором 13. Датчик зенитного угла, установленный в Р 10, включает ось 14, отвес 16, контактную стрелку 17. токопроводяшую дужку 19 и дуговой реохорд 23. Дужка 19 связана с мембраной (М) 21 сильфона (С) 20 и подпружинена относительно Р 10 в направлении, параллельном оси 14. При этом с 20 закреплен на Р 10. В корпусе 24 датчика азимута, установлен