Инклинометр Советский патент 1990 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения зенитного угла и магнитного азимута наклонно направленных скважин, а также еюфного угла.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута.

На фиг, 1 представлена кинематическая структурная схема инклинометра; на фиг, 2 - пример выполнения поплавка-маятника с феррозондом.

Инклинометр содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью, в котором размещены два основных поплавка-маятника 2 и 3, оси вращения которых связаны с датчиками 4 и 5 угловых перемещений и установлены в опорах вращения в корпусе 1. Оси вращения поплавков-маятников 2 и 3 образуют с продольной осью корпуса 1 инклинометра ортогональный трехгранник, т е. взаимно перпендикулярны и перпендикулярны продольной оси корпуса 1.

Кроме того, инклинометр содержит два дополнительных поплавка-маятника 6 и 7 с установленными на них феррозондами 8 и 9. Оси чувствительности феррозондов 8 и 9 расположены перпендикулярно осям вращения соответствующих дополнительных поплавков-маятников 6 и 7, а также плоскостям, проходящим через оси вращения и центры тяжести дополнительных поплав- ков-..аятниьов 6 и 7. При этом оси вращения дополнительных поплавков-маятников б и 7 попарно параллельны осям вращения поплавков-маятников 2 и 3.

Поплавок-маятник с феррозондом (фиг.2) содержит следующие узлы и детали: маятник 10 с регулировочным грузом 11, установленный в подшипниках 12 в шасси корпуса 13, поплавок 14, конструктивно выполненный в виде двух шайб из легкого материала, посаженный на оси вращения маятника, феррозонд 15, закрепленный по посадочным размерам в пазу маятника 10, колодки 16 и 17, посредством которых осуществляется крепление токоподвода 18, свитого в спираль, а также крышки 19, фиксирующие подшипники 12 в шасси корпуса 13. Корпус инклинометра имеет легкий защитный кожух 20, навинчивающийся на шасси корпуса 13, его внутренняя полость заполнена вязкой жидкостью.

Инклинометр работает следующим образом.

При наклоне инклинометра и повороте его вокруг продольной оси поплавки-маят- ники 2, 3 и 6,7 поворачиваются вокруг своих осей вращения под действием собственных моментов вращения. Датчики 4 и 5 угловых перемещений измеряют углы поворотов поплавков-маятников 2 и 3. Связь между угла- ми (Vi.Vfe) поворотов поплавков-маятников 2, 3, зенитным углом визирным углом р выражается формулами

tf arctgVtgfy+tg2 ,

аг 9 ТВследствие попарной параллельности осей вращения датчики 4 и 5 угловых перемещений показывают одновременно и углы поворотов дополнительных поплавков-маятников б и 7, которые устанавливают оси чувствительности феррозондов в горизонтальную плоскость. Сигналы he, hg феррозондов 8, 9 пропорциональны проекциям горизонтальной составляющей геомзгнитного поля на их оси чувствительности и, следовательно, позволяют определить азимут а , значение которого вычисляется по формуле

orrtnHT9Sin i+h8Sin#

ct arctgтг- -

-hesin icos -hgsin cos 1

Угол fl между осями чувствительности феррозондов составляет / arccos () и в отличие от изве- стных конструкций инклинометров изменяется в процессе работы прибора.

Введение в конструкцию двух дополнительных поплавков-маятников обеспечива- ет измерение азимутального угла, что расширяет функциональные возможности инклинометра. Кроме того, он не имеет сложных деталей, технологичен в изготовленим и отличается простотой настройки, которая сводится к установке осей чувствительности феррозондов в горизонтальную плоскость посредством регулировочных грузов при угле в 0 и аналогичной регулировке поплавков-маятников, связанных с датчиками угловых перемещений до получения равенства углов ф - 1/% 0.

Предварительные лабораторные испытания инклинометра показали, что погрешность измерения зенитного угла А0 0,3°, погрешности измерения визирного угла и азимута соответственно: 2,0°, Д 2,0°

при# 1, 3-60°.

0.5°, Да 1,0° при в

Формула изобретения Инклинометр, содержащий заполненный жидкостью корпус, в котором размещены два основных поплавка-маятника, оси вращения которых образуют с продольной

0

5

0

осью корпуса ортогональный трехгранник,:. два датчика угловых перемещений, связанных с осями вращения, основных поплавков-маятников, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута, он снабжен размещенными в корпусе двумя дополнительными поплавками-маятниками, на каждом из которых установлен феррозонд, а оси чувствительности феррозондов расположены перпендикулярно осям вращения дополнительных поплавков-маятников и перпендикулярно плоскостям, проходящим через центры тяжести и оси вращения дополнительных поплавков-маятников, при этом оси вращения дополнительных поплавков-маятников и оси вращения основных поплавков-маятников попарно параллельны.

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для определения визирного, зенитного и азимутального углов скважины. Цель - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения магнитного азимута. В заполненном жидкостью корпусе (К) 1 размещены два основных поплавка-маятника (ПМ) 2,3, оси вращения которых образуют с продольной осью К 1 ортогональный трехгранник. С осями вращения ПМ 2,3 связаны два датчика 4,5 угловых перемещений. Кроме того, в К 1 размещены два дополнительных ПМ 6,7, с установленными на них феррозондами (Ф) 8,9. Оси вращения ПМ 6,7 и оси вращения ПМ 2,3 попарно параллельны. Оси чувствительности Ф 8 и 9 перпендикулярны оси вращения ПМ 6 и 7 и перпендикулярны плоскостям, проходящим через оси вращения и центры тяжести ПМ 6 и 7. По величине сигналов Ф 8,9 и величине углов поворота ПМ 2,3 и 6,7, измеренных датчиками 4,5, определяют зенитный, визирный и азимутальный углы. 2 ил.

/5

#

10

Фиг. Z