Устройство для ориентирования датчиков Советский патент 1989 года по МПК E21B47/22 

: 1460214

Изобретение относится к технике

10

для геофизических исследований сква- жин и может быть использовано в ин- клинометрах для ориентирования датчиков в плоскости искривления скважины.

Цель изобретения - повышение точности ориентирования при непрерывных измерениях за счет исключения влияния возмущающего ускорения.

На фиг. 1 приведено устройство для ориентирования датчиков; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит заполненный демпфирующей жидкостью гер метйчный корпус 1, внутри которого в опорах 2 . вращения установлена поплавковая рамка 3 цилиндрической формы с эксцентрическим грузом 4 и коллектором 5. В качестве демпфирующей жидкости, 20 которая заполняет зазор между поплавковой рамкой 3 и корпусом 1, применена электрореологическая жидкость, представляющая собой неполярную дисУстройство работает следующим образом.

При наклоне устройства в скважине поплавковая рамка 3 под действием эксцентрического груза 4 устанавли- вается в плоскости искривления скважины и ориентируют датчики 8 и 9 азимута и зенитного угла относительно этой плоскости. Демпфирование поплавковой рамки 3 при отсутствии возмущающих воздействий осуществляется за счет вязкого трения жидкости в зазоре между поплавковой рамкой и корпу- 15 сом 1. При протяжке устройства по стволу скважины в процессе непрерывных измерений корпус I испытьша- ет воздействие ударов и вибраций, которые полностью передаются на акселерометр 9, так как его ось чувствительности пересекает ось вращения рамки 3. Ускорения, возникающие при этом и совпадающие по направлению с осью чувствительности акселерометперсионную среду и твердуют дисперс- 25 Р 9, преобразуются акселерометром 9 ную фазу. Поплавковая рамка 3 сбалансирована в электрореологической жидкости по плавучести,т ,е. ее вес равен выталкивающей силе. Опоры 2 вращения рамки 3 выполнены из диэлектри- зо - порогового элемента 12 с выхода ческого материала и жестко связаны последнего поступает сигнал на управв электрический сигнал, который поступает на вход порогового элемента 12. При превышении выходного сигнала акселерометра 9 уровня срабатыва0

Устройство работает следующим образом.

При наклоне устройства в скважине поплавковая рамка 3 под действием эксцентрического груза 4 устанавли- вается в плоскости искривления скважины и ориентируют датчики 8 и 9 азимута и зенитного угла относительно этой плоскости. Демпфирование поплавковой рамки 3 при отсутствии возмущающих воздействий осуществляется за счет вязкого трения жидкости в зазоре между поплавковой рамкой и корпу- сом 1. При протяжке устройства по стволу скважины в процессе непрерывных измерений корпус I испытьша- ет воздействие ударов и вибраций, которые полностью передаются на акселерометр 9, так как его ось чувствительности пересекает ось вращения рамки 3. Ускорения, возникающие при этом и совпадающие по направлению с осью чувствительности акселерометР 9, преобразуются акселерометром 9 - порогового элемента 12 с выхода последнего поступает сигнал на управв электрический сигнал, который поступает на вход порогового элемента 12. При превышении выходного сигнала акселерометра 9 уровня срабатыва

Изобретение относится к технике геофизических исследований. Цель - повышение точности ориентирования при непрерывных измерениях за счет исключения влияния возмущающего ускорения. Устройство содержит заполненный демпфирующей жидкостью герметичный корпус 1 , внутри которого уста- новлена поплавковая рамка 3 с эксцентрическим грузом 4 и датчиками 7 и 8.Рамка 3 размещена в опорах 2 вращения, жестко связанных с корпусом. На рамке . 3 установлен акселерометр 9,ось чувствительности которого перпендикулярна оси вращения рамки 3. Устройство имеет пороговый элемент 12, ключ 13 и источник 14 высокого напряжения. В качестве демпфирующей жидкости использу 5т электрореологическую жидкость. Сигнал с акселеро метра 9, преобразованньп в электрический, поступает в элемент 12, Он служит для фильтрации небольших ускорений. Уровень срабатьгоания элемента 12 выбирают с учетом обеспечения необходимого быстродействия устройства, зависящего от времени нахож,цения рамки 3 в свободном состоянии. 2 ил. 17 (Л 4 Oi о ND i Фиг

с корпусом 1 втулками 6.

На поплавковой рамке 3 размещены датчик 7 азимута, датчик 8 зенитного угла и маятниковый одноосевой акселерометр 9, например типа ДА-11. Ось чувствительности акселерометра 9перпендикулярна оси вращения рамки 3 и перпендикулярна плоскости, содержащей ось вращения рамки 3 и ее центр тяжести. В корпусе I закреплен ще-т- кодержатель 10, который электрически связан с разъ емом 1 1 . На поплавковой рамке 3 установлены также пороговый элемент 12, ключ 13 и источник 14 вы- сокого напряжения, представляющий собой преобразователь высокого напряжения, запитываемый через разьем 11. Выход акселерометра 9 соединен с входом порогового элемента 12, выход ко

торого подключен к управляющему входу ключа 13, один выход источника 14 высокого напряжения через ключ 13 . соединен с поплавковой рамкой 3, являющейся электродом. Другой выход источника 14 высокого напряжения соединен с корпусом 1, который служит вторым электродом и связан с коллектором 5 и щеткодержателем 10.

5

Q 5

0

5

ляющий вход ключа 13, ключ 13 открывается и напряжение источника 14 высокого напряжения поступает на электроды - корпус I и рамку 3. При этом в зазоре между корпусом 1. и поплавковой рамкой 3 возникает электрическое поле, под действием которого электрореологическая жидкость увеличивает вязкость - схватывается и фиксирует пололсение рамки 3 относительно корпуса 1. По окончании действия ускорения ключ 13 закрывается, источник 14 высокого напряжения отключается от электродов 1 и 3, электрореологическая жидкость возвращается в исходное состояние и поплавковая рамка 3 освобождается. Таким образом, рамка с датчиками не отклоняется от положения равновесия при воздействии на устройство ускорения. Пороговый элемент 2 служит для фильтрации небольших ускорений, не влияющих на точность ориентирования рамки. Уровень его срабатывания выбран с учетом обеспечения необходимого быстродействия устройства,зависящего эт времени нахождения рамки в свободном состоянии.

3146021

Исключение влияния ускорения на поплавковую рамку с датчиками за счет ее торможения на время действия ускорения позволяет повысить точность i ориентирования датчиков и обеспечивает возможность проведения непрерывных измерений, что ускоряет процесс определения пространственного положения скважин.

10

Формула изобретения

Устройство для.ориентирования датчиков, содержащее заполненный демпфирующей жидкостью герметичный корпус, внутри которого размещена иоплавко- вая рамка с эксцентрическим грузом и датчиками, установленная в опорах вращения, жестко связанных с корпусом, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентирования при непрерывных измереСоставитель А. Цветков Редактор Е. Папп Техред Л.Сердюкова

Заказ 516/30

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

0

5

44

ниях за счет исключения влияния возмущающего ускорегая, оно снабжено установленными на поплавковой рамке акселерометром, ось чувствительности которого перпендикулярна оси вращения рамки, пороговым элементом, ключом и источником высокого напряжения и содержит в качестве демпфирующей жидкости электрореологическую жидкость, при этом выход акселерометра соединен с входом порогового элемента, выход которого подключен к управляющему входу ключа, один выход источника высокого напряжения через ключ соединен с поплавковой рамкой, а другой выход - с корпусом, опоры вращения рамки выполнены из диэлектрического материала, а ось чувствительности акселерометра перпендикулярна плоскости, содержащей ось вращения рамки и ее центр тяжести.

01 В. 2

Корректор Л. Пилипенко

Подписное