СКВАЖИННЫЙ ГРАВИМЕТР Советский патент 1966 года по МПК G01V7/04 

Изобретение относится к области гравиметрических измерений в скважинах с целью определения плотности горных пород в естественных условиях их залегания.

Известны кварцевые скБал инные гравиметры, содерн а1цие кварцевую чувствительную систему, температурный компенсатор, оптическую систему и измерительное устройство.

Предложенный гравиметр отличается от известных тем, что в измерительном устройстве установлены электромагнитные счетчики, связанные через знакочувствительное реле, коллектор и редуктор с измерительным микровинтом, а температурный компенсатор выполнен в виде последовательно соединенных собой кварцевых рамок, оси вращения рычагов которых жестко связаны с основной рамой чувствительной системы. Такое конструктивное выполнение гравиметра позволяет повысить точность и упростить дистанционные измерения силы тяжести.

На чертеже представлена принципиальная схема скважинного гравиметра.

Гравиметр содержит кварцевую упругую чувствительную систему, температурный компенсатор, оптическую систему, измерительное устройство.

жины /, маятника 2, нитей подвеса маятника 5, диапазонной пружины 4, измерительной компенсационной пружины 5, измерительной рамки 6, нитей подвеса измерительной рамки

7. Упругая система укреплена на основной раме 5.

Температурный компенсатор представляет собой систему из трех-четырех рамочных компенсаторов, содержащих кварцевые нити 9, 10,

//, 12, кварцевые рычаги 13, 14, 15, нити подвеса 16, 17, 18 кварцевых рычагов, неподвижные рамки 19, 20, 21, подвижную рамку 22, нити подвеса 23 этой рамки, пружину 24 компенсации криволинейности температурного

коэффициента. Упругая система и температурный компенсатор укреплены на одной и той же основной раме 8 и представляют собой единый кварцевый монолит. Оптическая система гравиметра состоит из

электрической лампочки 25, конденсора 26, объектива 27, подвижного зеркала 28, делительной призмы 29.

Измерительное устройство включает измерительный микрометрический винт 30, цилиндрический редуктор 5/, связывающий микрометрический винт с электродвигателем 32, цилиндрический редуктор 55, связывающий коллектор 34 с электродвигателем 32 и микрометрическим винтом 30, две контактные щетщении коллектора 34, диапазонный винт 36. Все перечисленные части измерительного устройства монтированы на собственно гравиметре, заключенном внутри скважинного снаряда (не показан). В пульте управления размещены следующие элементы измерительного устройства: знакочувствительное реле 38, посылающее импульсы тока на электромагнитные счетчики 39 и 40, миллиамперметр 41 контроля тока, подаваемою на электродвигатель 32 и реле 38, миллиамперметр 42 контроля тока накала лампочки 25, реостат 43 регулировки тока накала лампочки, реостат 44 регулировки тока в цепи электродвигателя, переключатель тока 45 в пеии электродвигателя, гальванометр 46 фототока. Пульт управления связаи с гравиметром посредством семижильного каротажного кабеля (не показан). Принцип действия измерительного устройства заключается в следующем. При измерении ускорения силы тяжести (например, при ее увеличении) маятник 2 вместе с зеркалом 28 отклоияется вниз от своего исходного положения, в результате .чего световой поток, посылаемый зеркалом 28 на делительную призму 29, большей своей частью сместится на нижнюю ее грань и попадет на нижний фотоэлемент 37, вызвав появление разностного тока в цени гальванометра 46. Чтобы привести маятник 2 в исходное положение, включают электродвигатель 32, который, вращаясь, через редуктор 31 одновременно вращает микровинт 30 и редуктор 33, связанный с коллектором 34. При вращении микровинт 30 поднимаегся вверх, растягивая компенсационную пружину 5, изменение величины деформации которой компенсирует увеличение силы тяжести и обеспечивает возвращение маятника 2 и зеркала 28 в исходное положение. При вращении микровинта 30 редуктор 31 посредством редуктора 33 одновременно вращает коллектор 34, который, замыкая цепь на щетках 35, подает электрические импульсы на реле 38, а через реле на электромагнитные счетчнки 39 или 40. Редуктор 33 рассчитывается таким образом, чтобы при одном обороте микровинта 30 коллектор 34 делал сто или кратное ста число оборотов и соответственно посылал такое же число электрических импульсов на электромагнитные счетчики 39 или 40, которые в цифрах выдают долю оборота и полные обороты микровинта. После того как маятник 2 с зеркалом 28 вернулись в исходное положение, определяемое отсутствием тока в цепи гальванометра 46, на счетчике 39 или 40 (в зависимости от нанравления вращения микровннта 30) снимают цифровые отсчеты. Умножив разность отсчета, полученного на любой глубине в скважине по отношению к исходной глубине, на цену деления отсчетного устройства, получают приращение силы тяжести в миллигалах между этими глубинами. Описанное устройство позволяет получить цифровой отсчет с точностью до 0,002 оборота мнкровинта, что при цене одного оборота микровинта в 20 мгл обеспечивает точность измерения силы тяжести в 0,04 мгл. Отсчетная система без заметных погрешностей может работать в условиях резко изменяющегося температурпого градиента вдоль скважины. Габариты устройства позволяют применить его в приборе диаметром в 50-60 мм. Предмет изобретения Скважинный гравиметр, содержащий кварцевую упругую чувствительную систему, температурный компенсатор, оптическую систему, измерительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения дистанционных измерений, в измерительном устройстве установлены электромагнитные счетчики, связанные через знакочувствительное реле, коллектор и редуктор с измерительным микровинтом, а температурный компенсатор выполнен в виде последовательно соединенных между собой кварцевых рам.ок, оси вращения рычагов которых жестко связаны с основной рамой чувствительной системы.