ИНКЛИНОМЕТР для ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕРХГЛУБОКИХ^'-•.::v'-'!pi.'*/СКВАЖИНI b-.5Ai,ri::;A Советский патент 1965 года по МПК E21B47/22 G01B5/24 

Данное изобретение относится к приборам для измерения угла и азимута искривления буровых скважин. Известные инклинометры типа ИШ-2, ИШ-1 и т. д. не пригодны для исследования сверхглубоких скважин. Связано это с тем, что большой диаметр измерительной системы, переключающего механизма и других элементов не поз воляет увеличить толщину стен-ки охранного кожуха, что необходимо для работы при больших давлениях, имеющих место в сверхглубоких скважинах. Значительный вес измерительной системы создает момент т рения в опорах, который становится недопустимо большим нри высоких температурах. При арретировании измерительной системы и датчиков возникают усилия, смещающие магнитную систему из установившегося положения, что приводит к значительным ошибкам измерений, не допустимым при измерениях в сверхглубоких скважинах. Кро.ме этого, в инклинометрах отмечается заклинивание арретирующего устройства. При арретировании датчика азимута не обеспечивается равномерное усилие прижатия ползунка к реохорду в диапазоне измеряемых углов, ч го приводит к частому разрыву тонкого провода реохорда и резкому снижению надежности приборов. Принцин системы арретирования датчика ази.мута -не позволяет измерять азимут при углах наклона прибора свыше 45-

50. Высоко поднятый центр тяжести буссоли заставляет утяжелять ее корпус, что приводит к увеличению трения в опорах измерительной системы. В механизмах переключения происходит преобразование усилия электромагнита, направленного вдоль оси прибора, во вращательное в плоскости, перпендикулярной этой оси, что усложняет механизм и требует изготовления кулачковых систем высокого класса

точности. Щетки, применяемые для работы с цилиндрическим коллектором рамки, накладываются по касательной к его наружной поверхности. Поэтому при малейшей неточности установки идеток происходит поворот рамки относительно плоскости кривизны на угол, величина которого входит в погрешность измерения азимута и сказывается на погрешности измерения утла. В предлагаемом инклинометре в результате

аримеиения новой конструкции измерительной снстемы и переключающего механизма указанные недостатки устранены. Точность измерений и термоустойчивость инклинометра повышены благодаря тому, что в измерительной

системе применено фиксирующее устройство, в котором точка воздействия на арретирующнй рычаг совмещена с осью вращения буссоли, а магнитная стрелка и реохорд расиоложены ннже оси вращения буссоли.

вым, что позволило упростить конструкцию и повысить точность измерений. Благодаря прикепслию в переключающем механизме последовательиой кулачковой системы, преобразующей усилие электромагнита в поступательное движение фиксирующих щтоков, достигается надежная фиксация коллектора и чувствительных элементов.

На чертеже показана схема основных элементов измерительной системы и переключающего механизма с токосъемным щеточным устройством.

Измерительная система содержит собранные в корлусе /: датчик угла, включающий отвес 2, опирающийся иа две полуоси 3, контактную стрелку 4 и реохорд 5; датчик азимута, включающий корпус 6, кольцевой реохорд 7, керн 8, щток 9, арретирующий рычаг 10, ВОзвратную пружину 11; магнитную систему, состоящую из двух магнитных стержней (на чертеже не видны), расположенных параллельно друг другу, контактной стрелки 12 и обоймы 13, арретирующего устройства, включающего элементы 14, 15, 16, 17 и две возвратные пружины 18; коллектор 19 и груз 20.

Датчик азимута установлен на двух полуосях 21; корпус измерительной системы устанавливается на двух полуосях 22 и 23, Центр тяжести измерительной системы смещен с ее оси при помощи груза 20 так, что плоскость, проходящая через ось измерительной системы, и ее центр тяжести располагаются в плоскости искривления скважины. Переключающий механизм с токосъемным устройством содержит электромагнит 24, шток 25, храповой механизм 26, эксцентриковые кулачки 27, фиксирующие штоки 28, связанные с горизонтально расположенными щетками 29.

В отличие от существующих систем керн 5 ке скреплен с магнитной системой, что -позволило значительно уменьшить вес последней, а также быстро и легко менять керн в случае его износа. Контактная стрелка 12 перемещается над реохордом 7. Азимут пропорционален сопротивлению, заключенному между началом реохорда и концом стрелки.

Для снятия показаний контактная стрелка прижимается к реохорду. При движении вниз шток 14 через рычаг 16 прижимает стрелку 4 к реохорду 5 угла, а шток 15 через рычаги 17 и 10 прижимает стрелку 12 к. реохорду 7 азимута, при этом магнитная система приподнимается с керна 8. Система арретирующего

устройства обладает тем преимуществом, что она исключает возможность смещения буссоли в момент фиксации, так как усилие от рычага 10 передается вдоль оси вращения буссол«. Совмещение точки воздействия рычага 17 tia рычаг 10 с осью вращения буссоли значительно упрощает фиксирующее устройство.

Переключающий механизм выполнен так, что поступательное движение якоря электромагнита 24 и 25 через храповое колесо 26 передается к эксцентриковым кулачкам 27, которые через щтоки 28 периодически воздействуют на горизонтально расположенные щетки 29 и прижимают их на торец коллектора 19..

Благодаря такой конструкции переключающего механизма и токосъемника операция арретирования и прижатия щеток исключает погрешности при измерениях.

Таким образом, инклинометр данной конструкции приспособлен для работы в сверхглубоких скважин.ах и позволяет более точно производить замер азимута и угла искривления скважин, чем существующие инклинометры.

Предмет изобретения

1. Инклинометр для исследования сверхглубоких скважин, состоящий из прочного кожуха с герметичным электровводом, измерительной системы малого диаметра, переключающего механизма и удл-инителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, термоустойчивости и прочности инклинометра, в измерительной системе применено фиксирующее устройство, в котором точка воздействия иа арретирующий рычаг

совмещена с осью вращения буссоли, а магнитная стрелка и реохорд расположены ниже оси вращения буссоли.

2..Инклинометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе, в нем применен торцовый коллектор.

3.Инклииометр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью надежной фиксации коллектора и чувствительных элементов, в переключающем механизме применена последовательная кулачковая система, преобразующая усилие электромагнита в поступательное дви-. жение фиксирующих штоков.