Инклинометр Советский патент 1982 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к про 1ысловой геофизике и может быть использовано для определения профиля наклонной скважины.

Известны инклинометры, у которых в качестве чувствительных элементов, измеряющих зенитный угол и азимут, используется физический маятник и трехстепенной гироскоп 1.

Недостатком данных инклинометров является невозможность проведения непрерывных измерений в процессе движения по скважине.

Известен также прибор для определения зенитного угла и азимута, содержащий корпус, чувствительный элемент (маятник), центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, устройство для съема сигнала и двигатель для вращения чувствительного элемента вокруг продольной оси скважины. Данный инклинометр позволяет производить непрерывные измерения зенитного угла и азимута в процессе движения по скважине 2.

Недостатком такого инклинометра является сложность обработки выходных сигналов чувствительного элемента, несущих информацию о скоростях изменения зенитного угла и азимута.

из-за необходимости замера фазы огибающей модулированного сигнала.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для достижения этой цели инклинометр,- содержащий корпус, чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, устройство для съема сигнала и двигатель

10 для вращения чувствительного элемента вокруг продольной оси скважины, снабжен линейным акселерометром, установленном соосно с чувствительным элементом.

15

На чертеже изображен предлагаемый инклинометр, общий вид.

Инклинометр содержит корпус 1, внутри которого расположен чувствительный элемент (маятник) 2, центр тяжес20ти которого совпадает с его осью 3 подвеса, блок 4 для съема сигнала, двигатель 5 для вращения чувствительного элемента 2 вокруг продольной оси скважины и линейный акселерометр 6,

25 ось чувствительности которого совпадает с продольной осью скважины.

Инклинометр работает следующим образом.

Перед спуском в скважину прибор

30 предварительно ориентируют по зенитному углу и азимуту. Затем чувствительный элемент (маятник) 2 приводя во вращательное движение от двигателя 5 вокруг продольной оси скважи ны. В процессе движения инклинометр на чувствительный элемент 2 действую моменты центробежных и кориолисовых сил инерции, под влиянием которых маятник с помощью оси 3 подвеса начинает колебаться с частотой принудительного вращения Я. Угол поворота чувствительного элемента р, заме ренный блоком для съема сигнала, выражается следующей формулой /, )3Cos(S t-4b (1) где KM- чувствительность измерителя; UJ модуль вектора угловой скорости отклонения инклинометра в процессе Л,51пе движения по скважине; M arctc - -gугол, определяющий положение вектора угловой скорости и относительно исходной системы координат;б - зенитный угол, oi- - азимут, t - текущее время. Смещение инерционной массы линейного акселерометра б под действием 7равитационного ускорения g равно п k gcose, (2) где Kg- чувствительность линейного акселерометра. Из формул (1) и (2) видно, что по амплитуде огибающей А модулированно го сигнала чувствительного элемента во вращающемся подвесе можно опреде лить модуль вектора угловой скорост отклонения инклинометра, лежащий в плоскости перпендикулярной продольн оси скважины , (3) а по смещению инерционной массы линейного акселерометра - непосредственно зенитный угол 9 arccos () (4) Азимут, как это следует из полученных выражений (3) и (4), вычисляет.ся по формуле ih («.4-.)J .„.(jf Предлагаемый инклинометр обладает по сравнению с известными аналогичными устройствами следующими преимуществами : более простой обработкой выходных сигналов, так как отпадает необходимость замера Фазы огибающей модулированного сигнала чувствительного элемента; более высокой производительностью труда, так как необходимые измерения осуществляются непрерывно в процессе движения инклинометра по скважине , и более высокой точностью, так как зенитный угол может быть непосредственно измерен линейным акселерометром. Формула изобретения Инклинометр, содержащий корпус, расположенный в нем чувствительный элемент, центр тяжести которого совпадает с его осью подвеса, -двигатель, блок съема сигнала, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений зенитного угла, он снабжен линейным акселерометром, который установлен в корпусе соосно с чувствительным элементом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Михайловский В.Н. и др. Измерение кривизны скважин. Изд. АН УССР, I960.. 2.Авторское свидетельство СССР 663826, кл. Е 21 В 47/022, 1979 (прототип).