Устройство для измерения угла наклона скважины Советский патент 1979 года по МПК E21B47/02 

(54) ФЕРРрЗОНДОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА НАКЛОНА

СКВАЖИНЫПодключенные к генератору двухфазного тока взаимно перпендикулярные катушки создают опорное магнитное поле, вектор которого вращается с постоянной угловой скоростью в плоскости качания маятника. В этой же плоскости при наклоне преобразователя перемещается и феррозонд, укрепленный на внутренней рамке, причем центры вращения магнитного поля и феррозонда совпадают. Во вращаюцемся поле выходной сигнал феррозонда оказывается прсмодулированным по амплитуде синусоидой, период которой равен периоду вращающегося поля, а фаза несет информацию об измеряемом угле наклона скважины.

На чертеже изображена функционально-кинематическая схема феррозондового преобразователя угла наклона скважины.

Преобразователь содержит наружную рамку 1 и внутреннюю рамку 2, составляющие карданный подвес. Во внутренней рамке 2 перпендикулярно её оси вращения укреплены феррозонд

3,ось которого перпендикулярна также и ее вертикальной оси, и маятник

4.На наружной рамке 1 укреплены взаимно перпендикулярные катушки 5.

и б, магнитные оси которых перпендикулярны оси вращения внутренней рамки 2 и пересекают оси феррозонда 3, Магнитная ось 5 перпендикулярйа плоскости.наружной рамки 1.

Феррозонд 3 подсоединен к высокоЧастотному генератору 7, а катушки

5 и б - к генератору 8 двухфазного тока.

; Выходной сигнал феррозонда 3 че избирательный усилитель 9 и амплитудный детектор 10 подается на один из входов фазометра 11. Второй ВХОД фазся«1етра 11 соединен с катушкой 5.

Преобразователь работает следуюЬ5йм образом,

При движении по наклонной скважин ось вращения наружной рамки 1 отклоняется от вертикали на угол наклона скважины. Под действием маятника 4, который устанавливается по вертикали внутренняя рамка 2 и укрепленный на ней феррозонд 3 устанавливаются в плоскость горизонта. Угол между осью феррозонда 3 и осью катушки 5 будет равен углу наклона скважины.

Подключенные к генератору 8 двухфазного тока взаимно перпендикулярные катушки 5 и б создают магнитное поле, вектор которого вращается в плоскости наклона скважины, В резуль тате выходной сигнал феррозонда 3, ось которого лежит в плоскости наклона скважины, оказывается амплитуднопромодулированным по синусоиде, пе-риод которой равен периоду вращающегося поля. После преобразования амплитудно-промодулированного сигнала феррозонда 3 в избирательном усилителе 9 и амплитудном детекторе 10 получается электрический сигнал, изменяющийся по закону модулирующей синусоиды и сдвинутый по фазе отно ительно тока в ка,тушке 5 на угол, равный углу наклона скважины. Этот сигнал подается на один из входов фазометра 11, другой вход которого соединен с катушкой 5. С выхода фазометра 11 снимается электрический сигнал, пропорциональный углу наклона скважины.

Использование в качестве источника опорного магнитного поля двух взаимно перпендикулярных катушек, подсоединенных к генератору двухфазного тока, обеспечивает расширение ,диапазона измерения угла наклона до ЗбО при высокой точности и ли/нейности преобразования во всем диапазоне.

Высокая точность и линейность преобразования обеспечивается тем, 1что информацию об угле наклона несет не амплитуда, а фаза выходного сигнала феррозонда, которая не зависит от неоднородности опорного магнитного поля. .

Кроме того, выходной сигнал предлагаемого феррозонда преобразователя угла наклона скважины легко представляется в виде цифрового кода.

Формула изобретения

Феррозондовый преобразователь угла Наклона скважины, содержащий карданный подвес, состоящий из наружной и внутренней рамок, установленный на нем маятник, феррозонд и источник опорного магнитного поля, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения феррозонд установлен во внутренней рамке перпендикулярно ее оси вращения, а источник опорного магнитного поля выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных катушек и расположен на наружной рамке, причем магнитные оси катушек перпендикулярны оси вращения внутренней рамки и пересекают оси феррозонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 486132, кл. Е 21 В 47/022, 1975.

2 о Авторское свидетельство СССР № 492649, кл. Е 21.6 47/02, 1975.