Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.11.1967 52986 KI. 5a^l8/«r MKP E21b h~llQ2- Ci-rTELNIA W$D Patentowec Twórca wynalazku: mgr inz. Tadeusz Rokosz Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Geofizyki Przemyslu Naftowego, Kraków (Polska) Orientator radiometryczny Przedmiotem wynalazku jest orientator radio¬ metryczny, który sluzy do pomiaru kata zwane¬ go dalej katem skretu, zawartego miedzy plasz¬ czyzna krzywizny otworu wiertniczego do któ¬ rego wprowadza sie orientator, a plaszczyzna przechodzaca przez pionowa os przyrzadu i je¬ den jego punkt charakterystyczny.Znajomosc kata skretu umozliwia wyznaczenie kata zawartego miedzy poprowadzona przez sro¬ dek orientatora plaszczyzna pionowa przechodza¬ ca przez kierunek pólnocny N i plaszczyzna prze¬ prowadzona przez os podluzna orientatora oraz os detektor — zródlo promieniowania. Wyznaczo¬ ny w ten sposób kat sluzy do wyznaczania kie¬ runku rozciaglosci warstw.Dotychczas stosowano orientatory punktowe, którymi mozna mierzyc kat skretu tylko w od¬ dzielnych punktach otworu, przy czym musi sie oddzielnie zapisywac wyniki dla poszczególnych glebokosci, a nie mozna uzyskac krzywej ciaglej przedstawiajacej wielkosc kata skretu wzdluz ca¬ lej glebokosci otworu.Orientatory punktowe umozliwialy pomiar kata skretu na zasadzie dzialania inklinometru elek¬ tromagnetycznego lub foto-inklinometru.Pomiar kata skretu oparty o zasade dzialania inklinometru elektromagnetycznego polegal na pomiarze kata obrotu ramki pomiarowej inklino¬ metru w odniesieniu do punktu charakterystycz¬ nego inklinometru. Pomiaru kata dokonywano 10 droga pomiaru opornosci opornicy zainstalowanej kolowo w plaszczyznie prostopadlej do osi po¬ dluznej orientatora, przy czym suwak opornicy byl przesuwany ramka inklinometru.Pomiar kata skretu oparty o zasade dzialania fotoinklinometru polegal na odczytaniu kata za¬ wartego miedzy prosta poprowadzona przez sro¬ dek orientatora i jego punkt wskaznikowy a kie¬ runkiem wskazywanym przez igle magnetyczna.Odczytów dokonuje sie z fotografii ukladu po¬ miarowego, wykonywanych w poszczególnych punktach pomiarowych.Glówna wada orientatorów punktowych byla niemozliwosc wykonywania pomiarów w sposób 15 ciagly i wynikajaca stad koniecznosc zatrzymy¬ wania ruchu kabla, na którym wprowadza sie orientator na czas wykonywania pomiarów. Orien¬ tatory te maja bardzo skomplikowana konstruk¬ cje i dlatego w warunkach terenowych ulegaly czestym uszkodzeniom.Celem wynalazku jest umozliwienie pomiaru i automatycznej rejestracji kata skretu droga po¬ miaru natezenia promieniowania radiometrycz¬ nego, wysylanego ze zródla promieniowania do detektora promieniowania przez ekran pomiaro¬ wy tlumiacy natezenie promieniowania. Wielkosc kata skretu jest proporcjonalna do natezenia pro¬ mieniowania, które jest funkcja wysokosci ekra¬ nu znajdujacego sie w momencie pomiaru miedzy 30 zródlem promieniowania i detektorem promienio- 20 25 5298652986 wania, a wysokosc ekranu zmienia sie proporcjo¬ nalnie do kata skretu.Cel ten zostal osiagniety dzieki konstrukcji orientatora w postaci walca z umieszczonym na nim ekranem pomiarowym, który wraz z walcem obraca sie wokól jego osi i osadzony jest mie¬ dzy zródlem promieniowania radioaktywnego i licznikiem tego promieniowania, które umiesz¬ czone sa na osi równoleglej do osi obrotu walca i przechodzacej przez ekran pomiarowy.Wynalazek zostanie blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku w przekroju.Na pobocznice walca .4 zdolnego do swobodnego obracania sie wokól osi przechodzacej przez lo¬ zyska 5 i 5' jest nalozony olowiany ekran po¬ miarowy 6 o stalej grubosci w kierunku radial¬ nym i wysokosci zmiennej w taki sposób, ze kaz¬ demu punktowi obwodu walca wokól swej osi odpowiada inna scisle okreslona wysokosc ekranu pomiarowego.Zmienna wysokosc ekranu 6 powoduje asyme¬ tryczne w stosunku do osi przyrzadu polozenie srodka ciezkosci walca 4 wraz z ekranem, co przy wychyleniu przyrzadu od pionu powoduje obrót walca do polozenia, w którym srodek ciez¬ kosci ukladu znajduje sie w plaszczyznie piono¬ wej przechodzacej przez os obrotu walca i jego srodek ciezkosci. Plaszczyzna ta w warunkach terenowych pokrywa sie z plaszczyzna krzywizny otworu wiertniczego, w którym przeprowadza sie pomiar krzywizny. Równolegle do den walca znaj¬ duja sie dwie plyty olowiane 3 i 3', których zada¬ niem jest oslona detektora promieniowania 1 przed promieniowaniem rozproszonym.W plytach sa otwory kolimujace 8 i 8', które leza na przedluzeniu osi detektora promieniowa¬ nia. Detektor jest ustawiony na wprost szczeliny kolimujacej 8 dzieki czemu oddzialywa na niego promieniowanie wysylane przez zródlo promienio¬ twórcze 7, przechodzace przed dojsciem do detek¬ tora przez okreslona wysokosc ekranu olowiane¬ go 6. Wysokosc ekranu przez która przechodzi promieniowanie wysylane ze zródla 7 zalezy wy¬ lacznie od kata skretu walca 4 wzgledem otwo¬ rów kolimujacych 8 i 8'. Skret nastepuje w przy¬ padku odchylenia osi 5—5' walca 4 od pionu i wy¬ nika z samoczynnego ustawienia sie srodka ciez¬ kosci olowianego ekranu 6 w plaszczyznie piono¬ wej przechodzacej przez os 5—5' walca 4.Kat skretu zawiera sie miedzy plaszczyzna pio¬ nowa przechodzaca przez os 5—5' walca 4 i jego srodek ciezkosci a plaszczyzna przechodzaca przez os 5—5' walca 4 i os detektora 1 oraz zródla promieniowania 7. Dla ochrony detektora pro¬ mieniowania od wplywów naturalnego promienio¬ wania gamma, pochodzacych od otoczenia detek¬ tor promieniowania jest osloniety cylindryczna oslona olowiana 2.Poslugiwanie sie orientatorem radiometrycznym polega na pomiarze natezenia promieniowania gamma za pomoca detektora promieniowania 1.Natezenie tego promieniowania zalezy dzieki dzia¬ laniu oslon ekranujacych z, 3 i 3' wylacznie od stojacej na drodze emitowanego przez zródlo 7 promieniowania, wysokosci ekranu pomiarowe¬ go 6. Natezenie promieniowania rejestrowane 5 przez detektor 1 jest proporcjonalne do wysoko¬ sci ekranu pomiarowego 6, w mysl zaleznosci I = Ioe-i** w której przyjeto nastepujace oznacze¬ nia: I = natezenie promieniowania odbierane przez detektor 1, I9 = natezenie promieniowania wysy- 10 lane przez zródlo 7, n = wspólczynnik pochlania¬ nia promieniowania, x = wysokosc ekranu pomia¬ rowego 6.Przebieg linii • laczacej wszystkie wysokosci ek¬ ranu wzdluz calego obwodu walca jest taki, ze 15 umozliwia otrzymanie wyników pomiaru kata bezposrednio wedlug zaleznosci liniowej. Uzyska¬ nie liniowych wskazan pochodzacych z równania wykladniczego jest mozliwe dzieki temu, ze krzy¬ wej laczacej wszystkie wysokosci ekranu wzdluz 20 calego obwodu walca nadano ksztalt wykladniczy, zamiast prostoliniowego.Dzieki temu stanowiaca charakterystyke pomia¬ rowa przyrzadu funkcja X = f(I), w której X jest miara katowa skretu walca wokól osi detek- 25 tor — zródlo promieniowania, a I mierzonym przez licznik natezenia promieniowaniem wyra¬ zonym w impulsach na minute ma przebieg zbli¬ zony do prostej. Zastosowanie rejestracji ciaglej przy pomocy aparatury pomiarowej pozwala na 30 uzyskanie wyników majacych forme krzywej przedstawiajacej zaleznosc kata skretu przyrzadu wokól jego osi wzdluz glebokosci otworu.Orientator radiometryczny montuje sie w sci¬ sle okreslonej pozycji do przyrzadu wglebnego 35 wymagajacego orientacji w stosunku do kierun¬ ku N, po czym wprowadza sie przyrzad do otwo¬ ru na kablu, przy pomocy samochodu wyciago¬ wego. W czasie ruchu przyrzadem w otworze wla¬ cza sie uklad radiotechniczny detektora promie- 40 niowania 1 i rejestruje sie natezenie promienio¬ wania, w postaci krzywej przedstawiajacej zmia¬ ny natezenia promieniowania z glebokoscia.Krzywa cechuje sie wedlug charakterystyki po¬ miarowej orientatora w stopniach skretu, co umo- 45 zliwia odczytanie wielkosci tego kata na wszyst¬ kich glebokosciach otworu. PL