RU2112876C1 - Inclinometer - Google Patents

Inclinometer Download PDF

Info

Publication number
RU2112876C1
RU2112876C1 RU95114983A RU95114983A RU2112876C1 RU 2112876 C1 RU2112876 C1 RU 2112876C1 RU 95114983 A RU95114983 A RU 95114983A RU 95114983 A RU95114983 A RU 95114983A RU 2112876 C1 RU2112876 C1 RU 2112876C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
float
axis
suspension
pendulum
parallel
Prior art date
Application number
RU95114983A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95114983A (en
Inventor
А.В. Мельников
П.К. Плотников
В.Б. Никишин
Original Assignee
Мельников Андрей Вячеславович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мельников Андрей Вячеславович filed Critical Мельников Андрей Вячеславович
Priority to RU95114983A priority Critical patent/RU2112876C1/en
Publication of RU95114983A publication Critical patent/RU95114983A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2112876C1 publication Critical patent/RU2112876C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instrumentation for oil and gas production industry. SUBSTANCE: this is intended for determining azimuth and zenith angles in deep wells. Located in body of inclinometer is sensitive element in the form of non-magnetic float chamber with suspension supports, and their axes are parallel to body axis. Float chamber is of pendulum-action. Two non-magnetic floats are installed in float chamber by means of suspension supports. Floats are of pendulum-action. First float contains sine-cosine rotating transformer, and installed in second float are two magnetometers. Measuring axis of first magnetometer is parallel to axis of second float suspension. Measuring axis of second magnetometer is perpendicular to axis of second float suspension and to arm of its pendulum. Clearances between floats, float chamber and body communicate and are filled with liquid. Gyroscopic sensor of angular velocity is located in first float, and its measuring axis is parallel to axis of first float. Axis of rotor rotation is perpendicular to axis of first float suspension and to arm of its pendulum. Outputs of gyroscopic sensor and magnetometers are connected to input of computing device, in which determined are geographic and magnetic angles of inclinometer course and also determined is its zenith angle. Inclinometer is capable of measuring azimuth angle in wells which are cased by ferromagnetic pipes and also it can do it during operation of drilling machine. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, конкретно к устройствам, позволяющим определять значение азимутальных и зенитных углов в глубоких скважинах при наклонно-направленном бурении нефтяных, газовых, геологоразведочных скважинах, а также при аттестации имеющихся обсаженных скважин. The invention relates to the mining industry, specifically to devices that can determine the value of azimuth and zenith angles in deep wells with directional drilling of oil, gas, exploration wells, as well as the certification of existing cased wells.

Известен гироскопический инклинометр (Салов Е.А., Кривоносов Р.И., Ильчанинов В.П. и др. авт. св. 1002551, кл. E 21 B 47/002, 1983, "Гироскопический инклинометр"), содержащий корпус, трехстепенный гироскоп, два датчика углов поворота, закрепленных на подвижной эксцентричной рамке, измерительный датчик угловой скорости, моментальный двигатель, преобразовательный блок и два цифровых фазометра, причем датчик угловой скорости установлен на наружной раме трехстепенного гироскопа так, что его ось чувствительности расположена перпендикулярно вектору момента трехстепенного гироскопа, его выход соединен с моментным двигателем, статор которого размещен на наружной рамке гироскопа, а ротор - на внутренней. Known gyroscopic inclinometer (Salov EA, Krivonosov R.I., Ilchaninov V.P. and other author St. 1002551, class E 21 B 47/002, 1983, "Gyroscopic inclinometer"), comprising a housing, a three-stage gyroscope, two rotation angle sensors mounted on a movable eccentric frame, an angular velocity sensor, a torque motor, a converter unit and two digital phase meters, the angular velocity sensor being mounted on the outer frame of the three-stage gyroscope so that its sensitivity axis is perpendicular to the moment vector rehstepennogo gyro, its output is connected with the torque motor, the stator of which is placed on the outer frame of the gyroscope and the rotor - on the inside.

Недостатком данного инклинометра является большая сложность из-за необходимости применения двух прецизионных гироскопов - трехстепенного и двухстепенного. The disadvantage of this inclinometer is the great complexity due to the need to use two precision gyroscopes - three-degree and two-degree.

Известен автономный гироскопический инклинометр (Фр., 254 1366, кл. E 21 B 42/022, 1985), содержащий закрепленные на корпус зонда трехкомпонентный акселерометр, двухкомпонентное лазерное гироскопическое устройство с ортогональными осями чувствительности, перпендикулярными оси скважин, преобразователь и компьютер, алгоритм функционирования которого включает фильтр Калмана. Компьютер определяет место положения и углы ориентации зонда. A self-contained gyroscopic inclinometer is known (Fr. 254 1366, class E 21 B 42/022, 1985) containing a three-component accelerometer mounted on the probe body, a two-component laser gyroscopic device with orthogonal sensitivity axes perpendicular to the axis of the wells, a transducer and a computer, an operating algorithm which includes a Kalman filter. The computer determines the position and orientation of the probe.

Недостатками данного устройства являются высокая стоимость и низкая точность определения азимутального угла. The disadvantages of this device are the high cost and low accuracy of determining the azimuth angle.

Также известен бескарданный инклинометр (Плотников П.К., Ледовской В.И., авт. св. 755999, кл. E 21 B 47/022, 1980). Also known is a gimballess inclinometer (Plotnikov P.K., Ledovskoy V.I., ed. St. 755999, class E 21 B 47/022, 1980).

Устройство содержит два соосно-последовательных установленных двухстепенных вибрационных гиротахометра, выходные оси которых параллельны оси корпуса, а оси собственных вращений ортогональны ей, имеются также глубиномер и вычислительное устройство. The device contains two coaxial-sequentially installed two-stage vibrating gyrotachometers, the output axes of which are parallel to the axis of the body, and the axis of proper rotation are orthogonal to it; there is also a depth gauge and a computing device.

Недостатком устройства является необходимость применения пары прецизионных вибрационных гиротахометров, которые промышленностью не освоены. The disadvantage of this device is the need to use a pair of precision vibratory gyrotachometers, which are not mastered by industry.

Известен инклинометр (Пономарев В.Н., Нехорошков В.Л. и Мухаметшин А.А., авт. св. 804822, кл. E 21 B 47/02, 1981), содержащий корпус, датчики магнитного поля, маятниковые кардановы подвесы и груз-эксцентрик, причем три ортогональных магнитометра установлены в наружной рамке с эксцентриком, обеспечивающим установку наружной рамки в апсидальной плоскости, а два других магнитометра установлены на двух маятниках, оси подвесов которых параллельны между собой и перпендикулярны плоскости эксцентрика, при этом ось чувствительности магнитометра, расположенного на первом маятнике, параллельна плечу маятника, а ось чувствительности магнитометра, закрепленного на втором маятнике, лежит в апсидальной плоскости и перпендикулярна плечу этого маятника. A well-known inclinometer (Ponomarev V.N., Nekhoroshkov V.L. and Mukhametshin A.A., ed. St. 804822, class E 21 B 47/02, 1981), comprising a housing, magnetic field sensors, pendulum cardan suspensions and load-eccentric, with three orthogonal magnetometers mounted in the outer frame with an eccentric, which provides the installation of the outer frame in the apsidal plane, and two other magnetometers mounted on two pendulums, the suspension axes of which are parallel to each other and perpendicular to the eccentric plane, while the sensitivity axis of the magnetometer located about on the first pendulum, parallel to the arm of the pendulum, and the axis of sensitivity of the magnetometer mounted on the second pendulum lies in the apsidal plane and is perpendicular to the arm of this pendulum.

Известен магнитометрический многоточечный инклинометр (ИММ) [4], который содержит корпус и чувствительный элемент, выполненный в виде магнитной поплавковой камеры, опоры подвеса которой расположены по продольной оси корпуса инклинометра и которая имеет маятниковость, плечо которой перпендикулярно оси подвеса поплавковой камеры, на этой камере с помощью опор подвеса установлены два немагнитных поплавка, оси подвесов которых перпендикулярны плоскости, включающей ось подвеса поплавковой камеры и плечо ее маятника, при этом поплавки имеют маятниковость, плечи которых перпендикулярны осям подвесов поплавков, зазоры между поплавками, поплавковой камерой и корпусом заполнены поддерживающей жидкостью, первый из поплавков содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор, обеспечивающий возможность преобразования угла поворота первого поплавка, называемого зенитным, в электрические сигналы, пропорциональные его синусу и косинусу, а на втором поплавке установлены два магнитометра, измерительная ось первого из них параллельна оси подвеса этого поплавка, а измерительная ось второго магнитометра перпендикулярна оси подвеса этого поплавка и плечу его маятниковости. С помощью этих магнитометров измеряются компоненты вектора напряженности магнитного поля Земли, а, следовательно, азимутный угол. Known magnetometric multipoint inclinometer (IMM) [4], which contains a housing and a sensing element made in the form of a magnetic float chamber, the suspension supports of which are located along the longitudinal axis of the inclinometer body and which has a pendulum arm, the shoulder of which is perpendicular to the axis of the suspension of the float chamber, on this camera with the support of the suspension two non-magnetic floats are installed, the suspension axes of which are perpendicular to the plane, including the suspension axis of the float chamber and the arm of its pendulum, while the floats have pendulum, the shoulders of which are perpendicular to the axes of the suspensions of the floats, the gaps between the floats, the float chamber and the body are filled with supporting fluid, the first of the floats contains a sine-cosine rotary transformer, which makes it possible to convert the angle of rotation of the first float, called the anti-aircraft, into electrical signals proportional to its sine and cosine, and two magnetometers are installed on the second float, the measuring axis of the first of them is parallel to the suspension axis of this float, and the meter Single second axis perpendicular to the axis of suspension of the magnetometer of the float and its pendular arm. Using these magnetometers, the components of the Earth's magnetic field vector are measured, and therefore the azimuth angle.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Недостатком прототипа является то, что с его помощью нельзя производить измерения азимутального угла в обсаженных ферромагнитными трубами скважинах, а также нельзя производить измерения при работающем буре. This device is selected as a prototype. The disadvantage of the prototype is that it cannot be used to measure the azimuthal angle in wells cased by ferromagnetic pipes, and it is also impossible to make measurements when the storm is running.

Данный недостаток может быть устранены путем введения в инклинометр гироскопического датчика угловой скорости (ДУС), а именно путем установки ДУСа с электрической пружиной на первом поплавке таким образом, что его измерительная ось параллельна оси подвеса поплавка, а ось собственного вращения ротора гироскопа перпендикулярна этой оси и плечу маятника поплавка. В этом случае в установившемся режиме ДУС будет измерять компоненту горизонтальной составляющей вектора угловой скорости вращения Земли, перпендикулярной апсидальной плоскости. Эта составляющая известна для исследуемой скважины с высокой точностью. Следовательно, с помощью вычислительного устройства можно определить азимут апсидальной плоскости по отношению к географическому Северу. Данное измерение может быть осуществлено в обсаженных ферромагнитными трубами скважинах и при работающем буре. В необсаженных ферромагнитными трубами скважинах информация с магнитометров является дублирующей и может быть использована для повышения надежности и точности определения угла курса в результате ее комплексной обработки с сигналом ДУСа. В обсаженных скважинах через определенное расстояние устанавливают легкосплавные беррилиевые трубы. На этих участках информация с магнитометров используется для определения угловой скорости дрейфа ДУСа, последующей ее компенсации и повышения таким образом точности определения угла курса по всей длине скважины. This disadvantage can be eliminated by introducing into the inclinometer a gyroscopic sensor of angular velocity (DLS), namely by installing a DUS with an electric spring on the first float so that its measuring axis is parallel to the axis of suspension of the float, and the axis of proper rotation of the gyro rotor is perpendicular to this axis and shoulder of the pendulum float. In this case, in the steady state, the TLS will measure the component of the horizontal component of the angular velocity vector of the Earth, perpendicular to the apsidal plane. This component is known for the studied well with high accuracy. Therefore, using a computing device, you can determine the azimuth of the apsidal plane with respect to the geographical North. This measurement can be carried out in wells cased by ferromagnetic pipes and with a working storm. In open-hole ferromagnetic pipes, information from magnetometers is duplicate and can be used to increase the reliability and accuracy of determining the course angle as a result of its complex processing with a TLS signal. In cased wells, light alloy Berryl pipes are installed at a certain distance. In these areas, information from magnetometers is used to determine the angular velocity of the DLS drift, then compensate for it and thereby increase the accuracy of determining the course angle along the entire length of the well.

Задачей изобретения является обеспечение процесса измерения инклинометром азимутального угла в обсаженных ферромагнитными трубами скважинах, а также при работающем буре. The objective of the invention is the provision of a process for measuring the azimuth angle with an inclinometer in wells cased by ferromagnetic pipes, as well as when the drill is operating.

Поставленная цель достигается тем, что в инклинометр, содержащий корпус, чувствительный элемент в виде немагнитной поплавковой камеры с опорами подвеса, ось которых параллельна оси корпуса, а поплавковая камера имеет маятниковость, причем плечо маятника перпендикулярно оси ее подвеса, а также два немагнитных поплавка, установленных в поплавковой камере с помощью опор подвеса, оси которых перпендикулярны плоскости, включающей ось подвеса поплавковой камеры и плечо ее маятника, поплавки имеют маятниковости, причем плечи маятников перпендикулярны осям подвеса поплавков, первый поплавок содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор, а во втором поплавке установлены два магнитометра, измерительная ось первого магнитометра параллельна оси подвеса второго поплавка, а измерительная ось второго магнитометра перпендикулярна оси подвеса второго поплавка и плечу его маятника, при этом зазоры между поплавками, поплавковой камерой и корпусом соединены и заполнены жидкостью введены гироскопический датчик угловой скорости и вычислительное устройство. Гироскопический датчик угловой скорости размещен в первом поплавке, при этом его измерительная ось параллельна оси первого поплавка, а ось собственного вращения ротора гироскопического датчика угловой скорости перпендикулярна оси подвеса первого поплавка и плечу его маятника. Выходы гироскопического датчика угловой скорости и магнитометров соединены с входом вычислительного устройства. This goal is achieved by the fact that in the inclinometer containing the housing, a sensing element in the form of a non-magnetic float chamber with suspension supports, the axis of which is parallel to the axis of the housing, and the float chamber has a pendulum, and the pendulum arm is perpendicular to the axis of its suspension, as well as two non-magnetic floats installed in the float chamber with the help of suspension supports, the axes of which are perpendicular to the plane, including the suspension axis of the float chamber and the arm of its pendulum, the floats have pendulums, and the arms of the pendulums are perpendicular are dicular to the axes of the suspension of the floats, the first float contains a sine-cosine rotating transformer, and two magnetometers are installed in the second float, the measuring axis of the first magnetometer is parallel to the suspension axis of the second float, and the measuring axis of the second magnetometer is perpendicular to the suspension axis of the second float and the arm of its pendulum, with gaps between the floats, the float chamber and the housing are connected and filled with liquid introduced gyroscopic angular velocity sensor and a computing device. The gyroscopic angular velocity sensor is located in the first float, while its measuring axis is parallel to the axis of the first float, and the axis of proper rotation of the gyroscopic angular velocity sensor rotor is perpendicular to the suspension axis of the first float and the arm of its pendulum. The outputs of the gyroscopic angular velocity sensor and magnetometers are connected to the input of the computing device.

Конструкция инклинометра представлена на фиг.1,
где 1 - корпус инклинометра, 2 - поплавковая камера. Соединения и свободу вращения ее в корпусе вокруг оси OYn, параллельной оси скважины, обеспечивают опоры вращения 3 и 4, например шарикоподшипниковые. Маятниковость поплавковой камеры 2 обеспечивает конструкция поплавка, например, за счет утолщения стенки 5 поплавковой камеры по оси OXn, где система координат OXnYnZn связана с поплавковой камерой 2. Поплавок 6 является нижним ("вторым"), он соединен с поплавковой камерой 2 с помощью, например, шарикоподшипниковых опор 7 и 8, обеспечивающих свободу вращения поплавка вокруг оси, параллельной оси OZn.
The design of the inclinometer is shown in figure 1,
where 1 is the inclinometer case, 2 is the float chamber. Connections and its freedom of rotation in the housing around the axis OY n , parallel to the axis of the well, provide support for rotation 3 and 4, for example ball-bearing. The pendulum of the float chamber 2 is ensured by the design of the float, for example, due to the thickening of the wall 5 of the float chamber along the OX n axis, where the coordinate system OX n Y n Z n is connected to the float chamber 2. The float 6 is lower ("second"), it is connected to float chamber 2 using, for example, ball bearings 7 and 8, providing freedom of rotation of the float around an axis parallel to the axis OZ n .

В зазор 9 между вторым поплавком 6 и поплавковой камерой 3 поступает жидкость из зазора 10 между корпусом 1 и поплавковой камерой 2. В качестве жидкости может выступать веретенное масло. Поплавок 6 взвешен в жидкости, что уменьшает трение в опорах 7 и 8. Аналогично взвешена поплавковая камера 2. Поплавок 6 имеет маятниковость за счет, например, утолщения стенки 11, причем в исходном вертикальном положении оси OYn плечо маятника совпадает с этой осью. В поплавке 6 закреплены магнитометры 12 и 13, причем измерительная ось магнитометра 12 параллельна оси OZn, а измерительная ось магнитометра 13 перпендикулярна плечу маятника 11 и оси OXn.Liquid enters the gap 9 between the second float 6 and the float chamber 3 from the gap 10 between the housing 1 and the float chamber 2. Spindle oil may act as a liquid. The float 6 is suspended in the liquid, which reduces friction in the supports 7 and 8. The float chamber 2 is similarly weighed. The float 6 has a pendulum due to, for example, thickening of the wall 11, and in the initial vertical position of the axis OY n the pendulum arm coincides with this axis. Magnetometers 12 and 13 are fixed in the float 6, the measuring axis of the magnetometer 12 being parallel to the axis OZ n , and the measuring axis of the magnetometer 13 perpendicular to the arm of the pendulum 11 and axis OX n .

Первый поплавок 14 является гироскопическим. Ось его вращения OYn параллельна оси вращения поплавка 6. Опоры 15 и 16 поплавка 14 выполнены аналогично опорам 7 и 8. Маятниковость поплавка 14 создается за счет, например, утолщения стенки 17. Зазор 18 между первым поплавком 14 и поплавковой камерой 2 выполнен аналогично зазору 9. На поплавке 14 закреплен ротор синусно-косинусного вращающегося трансформатора 19. В поплавке 14 размещен гироскопический датчик угловой скорости 20. На фиг. 1 изображен ДУС поплавкового типа с электрической пружиной, усилитель которой может быть размещен либо на поплавке 14, либо на корпусе 1 инклинометра (на фиг.1 не показано). Может быть применен ДУС на основе волоконно-оптического гироскопа или другого типа. Измерительная ось ДУСа параллельна оси подвеса OZn поплавкового гироузла (поплавка 14). В случае, когда ДУС классического типа, то ось собственного вращения направляется по оси OXn (H - кинетический момент гироскопа), а ось подвеса рамки ДУСа - по оси OYn.The first float 14 is gyroscopic. The axis of rotation OY n is parallel to the axis of rotation of the float 6. The supports 15 and 16 of the float 14 are made similarly to the supports 7 and 8. The pendulum of the float 14 is created due to, for example, thickening of the wall 17. The gap 18 between the first float 14 and the float chamber 2 is made similar to the gap 9. A rotor of the sine-cosine rotating transformer 19 is fixed on the float 14. A gyroscopic angular velocity sensor 20 is placed on the float 14. FIG. 1 shows a FLS of a float type with an electric spring, the amplifier of which can be placed either on the float 14 or on the housing 1 of the inclinometer (not shown in FIG. 1). A TLS based on a fiber optic gyroscope or another type can be used. The measuring axis of the TLS is parallel to the suspension axis OZ n of the float gyro (float 14). In the case where the TLS of the classical type, the axis of proper rotation is directed along the OX n axis (H is the kinetic moment of the gyroscope), and the suspension axis of the TLS frame is directed along the OY n axis.

На фиг.1 не показаны важные и нужные для работы гироскопического инклинометра токоподводы, сильфоны и др. элементы, но не существенные для понимания собственно изобретения. В частности, в состав устройства входит дополнительный соосный поплавковый камере 2 поплавок 21, имеющий маятниковость, плечо которой параллельно оси OXn, и предназначенный для предохранения скручивания гибких токопроводов между поплавковой камерой 2 и поплавком 21.In Fig. 1, current leads, bellows, and other elements important and necessary for the operation of the gyroscopic inclinometer are not shown, but not essential for understanding the invention itself. In particular, the device includes an additional coaxial float chamber 2 of the float 21 having a pendulum, the shoulder of which is parallel to the axis OX n , and designed to prevent twisting of flexible conductors between the float chamber 2 and the float 21.

Работа устройства поясняется фиг.2 и фиг.3, на которых изображены 0ξηζ - географическая система координат, (ось 0ξ направлена на север, ось 0η - в зенит); OXnYnZn - система координат, связанная с поплавковой камерой 2, OXYZ - система координат, связанная с корпусом 1, ψ, θ, γ - углы курса (азимута), зенита и собственного поворота корпуса инклинометра, α - угол поворота поплавковой камеры 2 относительно корпуса 1. Плоскость является апсидальной. На фиг. 3 изображены повороты систем координат OXiYiZi (i=1,2), т.е. первого поплавка 14 (i= 1) относительно поплавковой камеры 2 на угол β1 и второго поплавка 6 (i=2) относительно поплавковой камеры 2; Tξ, Tη, Tζ - компоненты вектора напряженности магнитного поля Земли по осям географической системы координат; g - ускорение силы тяжести. Отметим, что в магнитогеографической системе координат имеем (ось 0ξм направлена по горизонтальной составляющей магнитной напряженности):
м= Tη; Tξм= Tξ•cosλ-Tζ•sinλ; Tζм= 0, (1)
где λ - угол магнитного склонения.
The operation of the device is illustrated in figure 2 and figure 3, which depicts 0ξηζ - geographical coordinate system, (axis 0ξ is directed to the north, axis 0η - to zenith); OX n Y n Z n is the coordinate system associated with the float chamber 2, OXYZ is the coordinate system associated with the corps 1, ψ, θ, γ are the course angles (azimuth), zenith and proper rotation of the inclinometer body, α is the angle of rotation of the float cameras 2 relative to the housing 1. The plane is apsidal. In FIG. Figure 3 shows the rotations of the coordinate systems OX i Y i Z i (i = 1,2), i.e. the first float 14 (i = 1) relative to the float chamber 2 at an angle β 1 and the second float 6 (i = 2) relative to the float chamber 2; Tξ, Tη, Tζ - components of the Earth's magnetic field vector along the axes of the geographical coordinate system; g is the acceleration of gravity. We note that in the magnetogeographic coordinate system we have (the axis 0ξ m is directed along the horizontal component of the magnetic tension):
m = Tη; Tξ m = Tξ • cosλ-Tζ • sinλ; Tζ m = 0, (1)
where λ is the angle of magnetic declination.

При включении инклинометра и при введении его в скважину происходят следующие процессы. За счет наличия зенитного угла 8 маятниковость поплавковой камеры 2 обеспечит ее разворот вокруг оси OYn и установит ось OXn почти апсидальной плоскости. Плечи маятников поплавков 6 и 14 установятся почти вертикально. В результате ось собственного вращения ДУСа будет горизонтальной, и сигнал с ДУСа 20 будет пропорционален угловой скорости ωzп, , причем
ωzп= U•cosφ•sinψ, (2)
где U - угловая скорость вращения Земли;
φ - широта места нахождения скважины.
When you turn on the inclinometer and when it is introduced into the well, the following processes occur. Due to the presence of the zenith angle 8, the pendulum of the float chamber 2 will ensure its rotation around the axis OY n and establish the axis OX n of an almost apsidal plane. The shoulders of the pendulums of floats 6 and 14 are set almost vertically. As a result, the axis of proper rotation of the TLS will be horizontal, and the signal from the TLS 20 will be proportional to the angular velocity ω zп,, and
ω zп = U • cosφ • sinψ, (2)
where U is the angular velocity of the Earth;
φ is the latitude of the location of the well.

Из формулы (2) имеем
sinψ = ωzп/U•cosφ (3)
Угол поворота первого маятника β1= θ, , второго β2= -θ . По этой причине сигнал синусно-косинусного вращающегося трансформатора равны

Figure 00000002

где K2, K2 - коэффициенты передачи соответствующих выходов синусно-косинусного вращающегося трансформатора.From formula (2) we have
sinψ = ω zп / U • cosφ (3)
The rotation angle of the first pendulum β 1 = θ,, of the second β 2 = -θ. For this reason, the signal of the sine-cosine rotary transformer is equal
Figure 00000002

where K 2 , K 2 - transmission coefficients of the respective outputs of the sine-cosine rotating transformer.

Сигналы магнитометров равны
Tzп= Tζм•sinψ; Tx2= Tζм•cosψ
В вычислительном устройстве оценки углов географического и магнитного курсов из следующих алгоритмов:

Figure 00000003
бThe magnetometer signals are equal
T zп = Tζ m • sinψ; T x2 = Tζ m • cosψ
In the computing device estimates the angles of the geographical and magnetic courses from the following algorithms:
Figure 00000003
b

Claims (1)

Инклинометр, содержащий корпус, в котором размещен чувствительный элемент в виде немагнитной поплавковой камеры с опорами подвеса, ось которых параллельна оси корпуса, поплавковая камера имеет маятниковость, причем плечо маятника перпендикулярно оси ее подвеса, два немагнитных поплавка, установленных в поплавковой камере с помощью опор подвеса, оси которых перпендикулярны плоскости, включающей ось подвеса поплавковой камеры и плечо ее маятника, поплавки имеют маятниковости, причем плечи маятников перпендикулярны осям подвеса поплавков, первый поплавок содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор, а во втором поплавке установлены два магнитометра, измерительная ось первого магнитометра параллельна оси подвеса второго поплавка, а измерительная ось второго магнитометра перпендикулярна оси подвеса второго поплавка и плечу его маятника, при этом зазоры между поплавками, поплавковой камерой и корпусом соединены и заполнены жидкостью, отличающийся тем, что введены гироскопический датчик угловой скорости и вычислительное устройство, гироскопический датчик угловой скорости размещен в первом поплавке, при этом его измерительная ось параллельна оси первого поплавка, а ось собственного вращения ротора гироскопического датчика угловой скорости перпендикулярна оси подвеса первого поплавка и плечу его маятника, выход гироскопического датчика угловой скорости и магнитометров соединены с входом вычислительного устройства. An inclinometer containing a housing in which a sensing element is placed in the form of a non-magnetic float chamber with suspension supports, the axis of which is parallel to the axis of the housing, the float chamber has a pendulum, and the pendulum arm is perpendicular to the axis of its suspension, two non-magnetic floats installed in the float chamber using the suspension supports whose axes are perpendicular to the plane, including the axis of the suspension of the float chamber and the shoulder of its pendulum, the floats have pendulums, and the shoulders of the pendulums are perpendicular to the axes of the suspension of the float s, the first float contains a sine-cosine rotating transformer, and two magnetometers are installed in the second float, the measuring axis of the first magnetometer is parallel to the suspension axis of the second float, and the measuring axis of the second magnetometer is perpendicular to the suspension axis of the second float and the arm of its pendulum, with gaps between the floats, the float chamber and the housing are connected and filled with liquid, characterized in that a gyroscopic angular velocity sensor and a computing device, a gyroscopic sensor are introduced lovoy speed is situated in the first float, with its axis parallel to the measuring axis of the first float, and its own axis of rotation of the rotor of the gyro sensor of angular velocity perpendicular to the axis of the suspension arm of the first float and its pendulum, the output of the gyro sensor of angular velocity and magnetometers are connected to the input of a computing device.
RU95114983A 1995-08-22 1995-08-22 Inclinometer RU2112876C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95114983A RU2112876C1 (en) 1995-08-22 1995-08-22 Inclinometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95114983A RU2112876C1 (en) 1995-08-22 1995-08-22 Inclinometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95114983A RU95114983A (en) 1997-09-10
RU2112876C1 true RU2112876C1 (en) 1998-06-10

Family

ID=20171538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95114983A RU2112876C1 (en) 1995-08-22 1995-08-22 Inclinometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2112876C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111063A (en) * 2014-07-15 2014-10-22 江胜华 Wireless three-dimensional inclined angle sensor based on magnetic field and detection method of wireless three-dimensional inclined angle sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104111063A (en) * 2014-07-15 2014-10-22 江胜华 Wireless three-dimensional inclined angle sensor based on magnetic field and detection method of wireless three-dimensional inclined angle sensor
CN104111063B (en) * 2014-07-15 2016-08-17 西南大学 A kind of Wireless 3 D obliquity sensor based on magnetic field and detection method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6816788B2 (en) Inertially-stabilized magnetometer measuring apparatus for use in a borehole rotary environment
US7877887B2 (en) Method and system for heading indication with drift compensation
US4399692A (en) Borehole survey apparatus utilizing accelerometers and probe joint measurements
US4433491A (en) Azimuth determination for vector sensor tools
US4510696A (en) Surveying of boreholes using shortened non-magnetic collars
US4756088A (en) Instruments for monitoring the direction of a borehole
RU2703042C2 (en) Overturning inclinometer with gyro sensors
US4559713A (en) Azimuth determination for vector sensor tools
US4197654A (en) Survey apparatus and method employing all latitude, all attitude gyrocompassing
CN109779614B (en) Three-axis optical fiber gyroscope inclinometer
US4174577A (en) Borehole drift-direction probe
Zaitsev et al. Study of systems error compensation methods based on molecular-electronic transducers of motion parameters
CN109681189A (en) A kind of hole diameter sector cementing quality and track integrated measuring instrument
US4245498A (en) Well surveying instrument sensor
RU2112876C1 (en) Inclinometer
RU2111454C1 (en) Inclinometer
CN202100251U (en) Nine-accelerometer continuous inclinometer
JPS61116612A (en) Measuring device for direction of bore hole
RU2030574C1 (en) Method for determination of well drift angle in successive points and gyroscopic inclinometer
RU2507392C1 (en) Method for zenith angle and drift direction determination and gyroscopic inclinometer
RU2104490C1 (en) Gyroscopic inclinometer and process of determination of angular orientation of drill-holes
SU901485A1 (en) Gyroscopic inclinometer
RU2247942C1 (en) Inclinometer
RU2152059C1 (en) Device for positioning of underground pipeline trajectory
RU2134427C1 (en) Inclinometer (versions)