Рычажная измерительная система скважинного геофизического прибора Советский патент 1977 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к рычажным измери телый1м приборам, используемым при промысловых геофизических исследованиях скважин.

Известны каверномеры, содержащие подпружиненный шток с пятой, связа шый с датчиком перемещений и опирающийся на купак и: мерительног рычага 1 ,

Однако при взаимном проскальзывании рычага и подпружиненного штока с пятой интенсивно изнашиваются трущиеся поверхности, что значительно снижает точность прибора.

Известна также рычажная измерительная система скважшшого геофизического прибора, состоящая из датчика перемещений, например, расхода с ползунком, подпружиненного штока с пятой, опирающейся m кулак измерительного рычага (2.

Однако при эксплуатации рычажной измерительной системы скважинного геофизического прибора изнаишваются рабочие поверхности толкателя и рычага вследствие того, что рычаг не только перекатьшается по толкателю, но и скользит по нему. Для рычажной системы наиболее распространенного каверномера СКО-11 (СКС-4) взаимное проскальзывание рычага и толкателя при перемещении рычага из одного крайнего положения в другое

составляет 3,8 мм, что также вызывает кктенснЕньп износ трущихся поверхностей. Износ когггактарующих поверхностей всего на 0,1 мм вызьшает допол1штельную погрешность, paziiym 4 rvEM. В итоге дополнительшя ттогрешность знаадтельно превь шает погреЕШюсть, полученную при изготовлеюгн, и продолжает расти при эксплуатащш прибора.

Целью изобретеш1Я является сохранение точности измерений при многократных измерегашх.

Это достигается тем, что кулак измерительного рычага вьшолнен радиусом, отношение которого к . передаточной функции этого рьгаага равно отклонению рычага при значении измеряемого радиуса скважины, соответствующего средней точке рабочего диапазона.

На фиг, 1 показана рычавшая измерительная система скважинного геофиз1иеского прибора; на фиг. 2 - то же, кинематическая, схема. В рь чажной измерительной системе рычаг 1 с плечами 2 и 3 щарнирно закреплен на корпусе 4 на оси S. Угол а между плечами 2 и 3 рычага 1 составляет 90°, Кутшк 6 радиусом г рычага 1 опирается на ттоскость 7 толкателя 8. Рабочая плоскость 7 толкателя 8, вьшолнешюго в виде штока 9 с пятой, перпендикулярна к продольной оси прибора. Толкатель 8 находится под постоянным воздействием Ш. На толкателе 8 жестко закреплен ползунок II датчика 12 сопротивления. При движении прибора вдоль скважины рычаг 1, контактируя со стенкой скважи п 1 плечом 2, поворачивается относительно оси 5, нажимает кулаком 6 на толкатель 8, который перемещает ползунок II вдоль датчика 12, преобразующего перемещения толкателя 8 в электрический сигнал. По грешность такой измерительной системы завиеи в основном, от правильности геометрической формы толкателя 8 с рабочей плоскостью 7 и рабочего рычага. Для определения условий, при которых взаимное проскальзьшание кулака рычага и толкателя будет минимальным, рассмотрим к1Швматическ5н схему, показа1щую на фиг,. 2. Рабочая плоскость 7 толкателя 8 (ДБ) перпен дикулярна к продольной оси прибора (ОjOa).Шарнир рычага 1 (АОВ) закреплен ш оси 5 в точке О на образующей (ОС) на расстоянии-Ест оси OiOj. Кулшс 6 рычага I контактирует с плоскостью тол кателя (ДЕ) в точке F , находящейся ца расстоя ши b .от образующейся (ОС). При измерегош радиуса R ры чаг A0S отклонен на угол а, При повороте рычага (АОВ) на бесконечно малый .угол da рычаг 1 и толкатель зашхмают полезжения, обозначенные на схеме пунктирной линией. Точка контакта рычага 1 и толкателя 8,9 перемещается в точку FI. Расстояние, на которое переместилась точка контакта по толкателю, равно приращению dfe. Расстоя1ше, на которое переместилась точка контакта по кулаку, равно диине fsyгиРаР с центральным углом da. Для исключения взаимного ироскальзьтания рычага и толкателя необходимо обеспечить (i db uF.,Fj dd.-p (2} T.K. Представляя значения (2) и (1),полущем cfb f-doC , (3) но6 AO-cosoC (4) cf{AO-cosd. -AO-sind.clc. (5); Знаком минус можно пренебречь в связи с тем, что рассматриваются -абсолютные зчачекш величин. Подставляя значения (5) в (3), получаем AO-sifjd- сС pdoC (Q) 1 ткуда sindsf , (7) Sind.- Подставляя значения (8) в (7), получаем пусть R-.Rcp где - передаточная функция рьиага АОВ, т-е. R- ,. где RCP - отклонение рычага при значении измеряемого радиуса скважины, соответствующего средней, точке рабочего диапазона рычага. Измеритель шй рычаг, вьтолненивп с соблюдением этого условия, перекатьшается без скольжешя по толкателю при измерении радиусов, мало отличающихся от . Однако, если измеряемый радиус зкачительно отличается от Rg , рычаг,, также скользит относительно толкателя, по проскальзывание сведено к лшнимуму. 1 1апример, если выполнить, кулак каверномера СКО-11 (СКС-4) с учетом указанного соотношения (т.е. 4,8 мм вместо 12, мм), проскальзывание умень шется до 0,15 мм, т.е. в 25,4 раза. В результате шмймального проскалБЭьшания в рычажной измерительной системе скважинного геофизическо б прибору износ шстолько мал, что .дополнителъшя погреппюсть, возникающая вследствие износа при длительной эксгшуатащш, меньше первоначальной технологически достижимой погрешности измерительной системы. Формула изобретения РычюкнЕя измерительная система скважшшого геофизического прибора, состоящая из датчика перемещений, например, реохорда с ползунком, подиру-жине1шого штока с пятой, опирающейся на кулак измерительного рычага,отличающаяся тем, что, с п,елью сохранения точности измерений при многократ1- Ь х измерениях,кулак измерительного рычага вьшолнен с радиусом, отношение которого к передаточной фз.нкщш этого рычага равно отклонению рьггага hpH значении измеряемого радиуса скважины, соответствушшего средней точке рабочеГо диапазош. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР- № 391264 Кл Е21 B47/OOJ973. 2. Каверномер скважинный управляемый, Каталог геофизической аппаратуры, Недра, М., 1968.

Ч

. /