Преобразователь зенитного угла Советский патент 1983 года по МПК E21B47/22 

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для контроля параметров направления бурения.

Известно устройство для измерения кривизны и азимута буровых скважин, состоящее иа рамки с эксцентричным грузом, маятника-поплавка,электрического преобразователя i.

Недоста;ток известного устройства низкая точность ориентирования рамки в плоскость наклона при малых углах вследствие возникновения моментов сухого трения в осях подвеса зенитного маятника и низкая виброустойчивость. Увеличение виброустойчивости данного устройства связано с увеличением габаритов и веса чувст тельного элемента, а это приводит к увеличению сил трения в осях подвеса, к снижению точности измерения.

Известен также преобразователь зенитного угла, содержащий заполненный жидкостью корпус, рамку, в которой закреплен чувствительный элемент, заполненный двумя несмешивающимися жидкостями и включающий кольцевой уровень с перегородкой 2.

Недостатком этого преобразователя является нерациональное использование диаметральных размеров и-, следовательно, громоздкость конструкции преобразователя.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение виброустрйчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе зенитного угла, содержащем заполненный жидкостью

10 корпус, рамку, в которой закреплен чувствительный элемент, заполненный двумя несмешивающимися жидкостями и включающем кольцевой уровень с перегородкой , чувствительный элемент

15 снабжен набором сообщающихся между собой трубок, установленных эксцентрично в рамке.

Использование части чувствительного элемента в качестве эксцентрич20ного груза позволяет уменьшить диаметральные габариты преобразователя и повысить виброустойчивость.

На фиг. 1 показан преобразователь зенитного угла, общий вид; на фиг.2 25схема чувствительного элемента.

Преобразователь состоит из заполненного кремнеорганической жидкостью корпуса 1, рамки 2, выполненной в виде цилиндрического поплавка, подшип30 3, чувствительного элемента

(ЧЭ) 4, жестко закрепленного на рамке 2, электрического преобразователя угла 5, крышки 6, герметично штепсельного разъема7.

ЧЭ состоит из набора сообщающихся между собой трубок 8, кольцевого уро :ия 9, перегородки 10, двух несмешива{ощихся жидкостей 11 и 12 с различными магнитными проницаемостями и уделными весами, двух измерительных обмоток 13. Сердечниками обмоток 13 являются части кольцевого уровня 9, заполненного жидкостями 11 и 12.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном положении зенитный угол равен нулю и с электрического преобразователя угла 5, снимается нулевой сигнал. При отклонении скважины от вертикали рамка 2, помещенная в корпус 2, под; действием эксцентричного угла 8 поворачивается и кольцевой уровень 9 устанавливается в плоскость наклона скважины.Гра ница раздела жидкостей в кольцевом уровне 9 перемещается от исходного положения до текущего. Меняется соотношение жидкостей 11 и 12 в сердечниках измерительных обмоток 13. С преобразователя угла 5 снимается электрический сигнал, функционально связанный с изменением зенитного уг ла.

Предложенный преобразователь зенитного угла может использоваться для контроля зенитного угла непосредственно в процессе бурения. Частотный диапазон вибраций на забое достаточно широк, максимальные перегрузки приходятся на интервал 2030 Гц. Для снижения погрешностей преобразователя от вибрации частота собственных колебаний WQ ЧЭ должна быть значительно ниже частоты вибрации. Значение частоты собственных

колебаний W для жидкостного ЧЭ определяется

W - cos е

(1)

где g - ускорение сильг тяжести; L - длина ЧЭ) 0 - зенитный угол скважины.

Из соотношения (1) следует, что для уменьшения WQ необходимо увеличивать длину ЧЭ. Например, при длине ЧЭ L 2 м, VVp 0,48 Гц. Погрешность такого преобразователя при частоте вибрации 20 Гц и перегрузке 10 не превышает 0,3 град., тогда как для преобразователя с зенитным маятником погрешность от вибрации составляет 2-3 град.

Выполнение ЧЭ преобразователя в виде гидравлически связанных кольцевого уровня и трубок позволяет увеличить длину ЧЭ, а следовательно, уменьшить частоту собственных колебаний, что ведет к повышению виброустойчивости преобразователя, в применение трубок в качестве эксцентричного груза позволяет уменьшить диаметр преобразователя.

Формула изобретения

Преобразователь зенитного угла, содержащий заполненный жидкостью корпус, рамку, в которой закреплен чувствительный элемент, заполненный двvмя несмешивающимися жидкостями и включающий кольцевой уровень с перегородкой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения виброустойчивости, чувствительный элемент снабжен набором сообщающихся между собой трубок, установленных эксцентрично в рамке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1-. Авторское свидетельство СССР № 628926, кл. Е 21 В 47/02, .1978.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2920930/03 ,кл.Е 21 В 47/02,1980