Датчик зенитного угла Советский патент 1990 года по МПК E21B47/02 

(61)628296

о (21)4455096/23-03

(22;25.04.88

(46)23.08.90. Бюл. № 31

(71)Днепропетровский инженерно-строительный институт

(72)Г.Н.Ковшов и А.А.Посьшаев .(53) 622.241(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 628296, кл, Е 21 В 47/02 . 1977 (54) ДАТЧИК ЗЕНИТНОГО УГЛА (5-7) Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для определетая зенитного угла скважины

,в процессе бурения Цель - повышение fнадежности работы за счет виброустойчивости. Датчик содержит чувствительный элемент в виде тороидальной полости 1, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с разной диэлектрической проницаемостью, которые имеют близкий удельный весо В полость 1 вмонтированы электроды 2 и 3, служащие емкостными преобразователями При наклонах изменяется уровень жидкости что приводит к изменению емкости преобразователей По величине емкости определяют зенитный уголо 1 ил

Изобретение относится к промысловой геофизике и предназначено для определения зенитного угла скважины в процессе бурения. Цель - повышение надежности работы за счет виброустойчивости. Датчик содержит чувствительный элемент в виде тороидальной полости 1, заполненной двумя несмешивающимися жидкостями с разной диэлектрической проницаемостью, которые имеют близкий удельный вес. В полость 1 вмонтированы электроды 2 и 3, служащие емкостными преобразователями. При наклонах изменяется уровень жидкости, что приводит к изменению емкости преобразователей. По величине емкости определяют зенитный угол. 1 ил.

И,()бретеиие отт1осится к продасло- ой геофизике, предназначено /vw опре еления зенитного угла скважины в проессе бурения и является усовершенст- ованием изобретения по авт.св.

628296

Цель изобретения - повьш ение наежности в работе за счет обеспечеия виброустойчивостис10

На чертеже приведен датчик зенитого углао

Датчик содержит чувствительный лемент в виде тороидальной полости 1, заполненной двумя несмешиваадими f5 ся жидкостями с разной диэлектрической проницаемостью, которые имеют близкий удельный 1зес« В полость- 1 вмонтированы электроды 2 и 3, служа щие GMKOcTitbiMii преобразователямио 20

Датчик зенитного угла работает следу10 дим образомо

При отклонении скважины от вертикали чувствительный элемент устанавливается в плоскости наклона скважины,25 при этом,происходит перемещение уровня жидкостей в чувствительном элементе о В зависимости от уровня жидкости, принятого за нулевой, происходит изменение емкости преобразова- 30 телейо Так как величина перемещения границ раздела жидкостей определяется величиной зенитного угла, то снимаемый с датчика зенитного угла сиг-нал зависит от значения зенитного 35

спектр частот вибраций при турбинном бурении широк (5-300 Гц), однако

ГГ-ТГо. ,„

бурении приводят к значите пьным дополнительным ошибка.мо

Ошибки от вибраций могут быть сни жены, если при конструировании преобразователей выбирать частоту собст

--:-1тгг. ты вибраций при бурении, на которой перегрузки максимальны

значение час 1 оты собственных ко- лебаний жидкостного чувствительного элемента определяется из формулы

жи т

55

CO

2 2;S

(1)

где s - ускорение свободного падения ;

1 - /.ушна жидкости в чувствитель

ном элементе.

Частота собственных колебаний жидкостного чувствительного элемента, заполненного двумя несмешивающимися жидкостями с разным удельным весом.

2 Wo

2g (f, -f) 2g f 1 (fi fP

;(2)

где 1 - длина жидкости с плотностью

f.;

1„ - длина жидкости с плотностью Д ; 1, 1 Ь

В формуле (1) частоту собственных колебаний са можно уменьшить, только увеличивая длину жидкости 1 в чувствительном элементе, что ведет к увеличению габаритов всего устройства и невозможности его использования для измерений

Как видно из формулы (2), можно, не меняя 1, уменьшить частоту ш , подобрав иесмешивающиеся жидкости близкими по удельному весу

Если подобрать несмешивающиеся жидкости, удельны.й вес которых отличается на 10%, например, глиДерин и к-ацетат, то при длине чувствительного элемента 0,1 м (радиус тороида с жидкостями 1,6 см) получают час- , тоту собственных колебаний 0,5 Гц, в то время как у прототипа для получения такой частоты собственных колебаний необходим чувствительный элемент длиной 2 м, т„ео радиус тороида 30 см, что не дает возможности использования устройства для измерений зенитного угла скважины малого

диаметра

Заполнение тороидальной полости двумя жидкостями с близким удельным весом обеспечивает виброустойчивость датчика, что повышает надежность его работЫо

Формула изобретения

Датчик зенитного угла по № 628296 ,отличаю.щийся тем что, с целью повышения надежности в работе за счет обеспечения виброустойчивости, тороидальная полость 5 заполнена двумя несмешивающимися жидкостями, которые имеют близкий удельный весо