Устройство для определения угла наклона и азимута Советский патент 1989 года по МПК G01C9/06 

Л

1Z

/

СП

О

со ел

00

;о

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- : зовано для измерения азимута и угла наклона скважины в процессе.бурения.

Цель изобретения - упрощение конструкции за счет уменьшения числа фотопреобразователей и световодов, «

На фиг.1 изображена схема устрой - ства; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит каналы 1 для подачи и отвода сжатого воздуха, рабочий зазор 2, сферу 3, корпус 4, постоянный магнит 5, груз 6, источник 7 света, красный светофильтр 8, желтый светофильтр 9, синий светофильтр 10, регулярный световодный жгут 11, диск 12, группу фотоприемников 13, воспринимающих красный цвет, группу фотоприемников 14, воспринимающих синий цвет, группу фото-; приемников 15, воспринимающих желтьй цвет (выполненных на основе фотодиодов) .

Для определения азимута измеряются два временных промежутка: время S между последовательным срабатыванием

с двух фотоприемников: от желтого

луча (зенит) ej одного из лучей, направленных вдоль постоянного магнита (в зависимости от того какой из лучей попадает в просматриваемое фото10 приемниками поле);, время Т полного синхронного оборота диска, т.е. промежуток времени между двумя последовательными срабатываниями одного и того же фотоприемника (например, от

15 желтого луча),

По известным Т и 1 азимут находится аппаратным способом в блоке обработки. Время Т делится на 4, т.е. устанавливается соответствие /2

20 радиан (или 90 ) некоторому времени t. Далее, если зарегистрирован синий луч и t, то азимуту соответствует время /Т - 6/; при муту соответствует время

С t азиt + t.

и t- :: /Т - t/, то азимуту соответ- ствует время t, при /Т - t/ азимуту соответствует время с - /Т - - t/. Полученноеотаким образом значение азимута можно выводить как в условных :временных единицах, так и преобразовав в радианы или градусы.

Для повьшения точности можно пре- .дусмотреть измерение азимута по не- 35 скольким оборотам диска и последующее усреднение.

Предлагаемое устройство позволяет производить непрерывную регистрацию

Устройство работает следующим об- 25 Если же зарегистрирован красный луч разом.

Подается сжатьш воздух через микроотверстия 1 в рабочий зазор 2 между сферой 3 и корпусом 4. Б результате сфера 3 оказьшается подвещенкой 30 на тонкой воздушной пленке. Постоянный магнит 5 ориентирует сферу 3 по магнитному меридиану, а груз - в плоскости горизонта. От источника 7 света, расположенного на магните 5 в центре сферы с помощью трех светофильтров (окна в сфере): -красного 8, желтого 9, синего 10 формируются световые лучи трех Цветов. Далее эти лучи проходят через регулярный свето- 40 параметров траектории при движении водньй жгут 11 и регистрируются фото- инклинометра в скважине, т.е. автома- приемниками 13 - 15, Остановленными тизировать процесс бурения. Это не- на синхронно вращающемся ди.ске 12 и обходимо для проведения точного бу- фотоприемники распределены на три взаимно перпендикулярные группы: воспринимающие красный цвет - 13, синий - 14, желтый - 15. Причем не- обязательно использование разных фотоприемников, чувствительных к разным цветам, можно снабдить достаточ- Q но широкополосные фотоприемники такими же светофильтрами, как в све-t товых окнах сферы 3.

Угол наклона определяется по номв ру сработавшего под действием желто- ее центром тяжести, постоянным магнитом, го цвета фотоприемника из группы 15. источником света и двумя ортогонапь- Одновременно со срабатыванием фото- ными каналами, первый из которых

рения и, для решения.задач интерпрета- 45 Ции данных геофизических исследований.

Формула изобретения

Устройство для определения угла наклона и азимута, содержащее корпус с продольной осью, в сферической полости которого в воздушном подшипнике размещена сфера со смещенным

Для определения азимута измеряются два временных промежутка: время S между последовательным срабатыванием

двух фотоприемников: от желтого

луча (зенит) ej одного из лучей, направленных вдоль постоянного магнита (в зависимости от того какой из лучей попадает в просматриваемое фотоприемниками поле);, время Т полного синхронного оборота диска, т.е. промежуток времени между двумя последовательными срабатываниями одного и того же фотоприемника (например, от

желтого луча),

По известным Т и 1 азимут находится аппаратным способом в блоке обработки. Время Т делится на 4, т.е. устанавливается соответствие /2

радиан (или 90 ) некоторому времени t. Далее, если зарегистрирован синий луч и t, то азимуту соответствует время /Т - 6/; при муту соответствует время

С t азиt + t.

Если же зарегистрирован красный луч

и t- :: /Т - t/, то азимуту соответ- ствует время t, при /Т - t/ азимуту соответствует время с - /Т - - t/. Полученноеотаким образом значение азимута можно выводить как в условных :временных единицах, так и преобразовав в радианы или градусы.

Для повьшения точности можно пре- .дусмотреть измерение азимута по не- скольким оборотам диска и последующее усреднение.

Предлагаемое устройство позволяет производить непрерывную регистрацию

Если же зарегистрирован красный луч

параметров траектории при движении инклинометра в скважине, т.е. автома- тизировать процесс бурения. Это не- обходимо для проведения точного бу-

параметров траектории при движении инклинометра в скважине, т.е. автома- тизировать процесс бурения. Это не- обходимо для проведения точного бу-

рения и, для решения.задач интерпрета- Ции данных геофизических исследований.

Формула изобретения

параметров траектории при движении инклинометра в скважине, т.е. автома- тизировать процесс бурения. Это не- обходимо для проведения точного бу-

центром тяжести, постоянным магнитом, источником света и двумя ортогонапь- ными каналами, первый из которых

Устройство для определения угла наклона и азимута, содержащее корпус с продольной осью, в сферической полости которого в воздушном подшипнике размещена сфера со смещенным

Изобретение может быть использовано в качестве инклинометра для непрерывного измерения кривизны скважины в процессе бурения. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства. Устройство выполнено в виде полой сферы 3 с тремя светофильтрами 8 - 10 и внутри которой расположены постоянный магнит 5 с источником света 7, и подвешенной в опоре без сухого трения. С помощью светофильтров формированные лучи трех цветов проходят через регулярный световодный жгут 11 и регистрируются фотоприемниками 13 - 15, распределенными на три взаимно перпендикулярные группы и установленными на синхронно вращающемся диске 12, воспринимающие красный цвет - 13, синий - 14, желтый - 15. 2 ил.

приемника автоматически начинается отсчет времени.

направлен от источника света параллельно оси постоянного магнита, а

второй - перпендикулярно азимутальной плоскости сферы, и световоды, входные торцы крторых равномерно распределены по поверхности сферической полости в пределах ее верхней полусферы, а выходные торцы сопряжены с фотопреобразователями, связанными с блоком обработки, отличающее ся тем, что, с целью упрощения конструкции за счет уменьшения числа фотопреобразователей и световодов, оно снабжено диском, установленным с возможностью вращения вокруг продольной

HffnpaSABHue Spamew ф1/з.2

оси корпуса, сфера выполнена с третьим каналом, направленным противоположно первом /, в каждом из каналов размещен введенный светофильтр, цвет которого отличается от остальных, фотог , преобразователи расположены на диске в виде радиальных равномерных рядов, два из которых установлены по диаметру диска, третий перпендикулярно им, а фотопреобразователи каждого из ря- дов выполнены чувствительными к одному из соответствующих светов светофильтров.