Чувствительный элемент датчика угла наклона вращающегося объекта Советский патент 1981 года по МПК E21B47/02 

(54) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ. ДАТЧИКА УГЛА НАКЛОНА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ОБЪЕКТА

. - Г . .

Изобретение относигся к области геофизических исследований скбажин при добыче полезных ископаемых.

Известен чувствительный элемент датчика угла наклона, содержащий частично заполненный электропроводящей жидкостью сосуд, в котором установлены контакты, подключенные к коит рольно-измерительной цепи 1.

Недостатками такого чувствительного элемента являются необходимость ориентированного ввода его в скважину при замерах угла наклона и овязательяое применение средства контроля ориентации при вводе.

Ё(елью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения времени затухания колебаний подвижной системы чувствительного злeмeнтa

Цель достигается тем, что чувстви тельный элемент снабжен диэлектрич скюси пластинами, установленными пёрцеядикулярно продольной оси сосуда,, дополнительно заполненного жидким диэлектриком, плотность которого не равна плотности злектропроводящей жидкости.

На фиг.1 представлена принципиаль нля схема чувствительного злемента

датчика; на фиг.2 - чувствительный элемент, поперечное сечение.

Чувствительный элемент датчика угла наклона содержит частично заполненный электропроводящей жидкостью 1 сосуд 2, внутри которого закреплены включенные в цепь контрольно-измерительного приб.ора электроды 3,4, 5,6 и 7 и установлены одна или нес10колько пластин 8,.9,10 и 11, частично перекрывающих сечение сосуда, расположенных перпендикулярно продольной оси сосуда. В сосуд дополнительно залит жидкий диэлектрик 12, не растворяющийся в электропроводящей жидкости и имеющий удельный вес, отличный от у дельного., веса электропроводящей жидкости.

Пластины, установленные внутри

20 сосуда, изготавливают, например, иЗ твердого листового изоляционного материала (стекло, керамика и тому подобное), а для обеспечения возможности перетекания жидкости из одной

25 части сосуда в другую по краям каждой нз пластин выполняют одно или несколько отверстий 13. В случае применения в чувствительном элементе в качестве электропроводящей жидкос30ти ртути, в качестве жидкого диэлектрика используют, например, трансформаторное масло или спирт.

После выключения устройств подачи бурового.снаряда на забой скважины и отключения вращателя буровой установки подвижная система чувствительного элемента датчика, представленная двумя разнородными жидкостями, заполняющими сосуд с закрепленными в Нем электродами и пластинами, продолжает движение по инерции. Однако вследствие повышенного гидравлического сопротивления движению

.жидкости, создаваемого перфорировант ными пластинами-перегородками, демпфирование колебаний уровня электропроводящей жидкости усиливается, а время затухания колебаний подвижной системы чувствительного элемента (а следовате.пьно, общее время, затрачиваемое на замер величины угла наклона) в сравнении с временем успо коения подвижной системы датчика-прототипа сокращается.

Заполнение всего объема сосуда двумя разнородными жидкостями, взаимно нёраствсримыми и имеющими вследствие различия удельных весов четкую

. границу раздела в поле действия силы тяжести, повышает степень демпфирования подвижной системы чувствительного элемента датчика угла наклона бурового снаряда, применяемого на установках с вращающимся буровым ставом. При этом число электродов, находящихся в контакте с электропроводящей жидкостью после затухания колебаний ее уровня, сохраняет однозначную зависимость от величины угла наклона бурового снаряда, так как поверхность раздела двух жидкостей, имеющих различные удельные веса, после. затухания колебаний принимает форму горизонтальной плоскодти. Подбором сечения отверстий .для перетока жидкости из одной части сосуда в другую обеспечивает (с учетом вязкости i применяемых жидкостей) превращение процесса затухающих колебаний уровня электропроводящей жидкости в апериодический затухающий процесс.

Дальнейшее усиление эффекта демпфирования колебаний подвижной .системы чувствительного элемента может быть достигнуто за счет установки одной или нескольких перфорированных пластин-перегородок перпендикулярно

пластинам.

Таким образом, предлагаемая конструкция чувствительного элемента датчика угла наклона характеризуется уменьшенным временем затухания5 колебаний подвижной системы, что

обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения

Чувствительный элемент датчика угла наклона вращающегося- объекта, например бурового снаряда, содержащий частично заполненный электропроводящей жидкостью сосуд, в котором установлены контакты, подключенные к контрольно-измерительной цепи, отличающийся тем, что.

с целью повьпйения надежности за счет

уменьшения времени затухания колебаний подвижной системы чувствительного элемента, он снабжен диэлектрическими пластинами, установленньми перпендикулярно продольной оси сосуда, дополнительно заполненного жидким диэлектриком, плотность которого не равна плотности электропроводящей жидкости.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 2940177, кл. 33-205.5, опублик.19S6.