RU57817U1 - Инклинометр - Google Patents
Инклинометр Download PDFInfo
- Publication number
- RU57817U1 RU57817U1 RU2006114369/22U RU2006114369U RU57817U1 RU 57817 U1 RU57817 U1 RU 57817U1 RU 2006114369/22 U RU2006114369/22 U RU 2006114369/22U RU 2006114369 U RU2006114369 U RU 2006114369U RU 57817 U1 RU57817 U1 RU 57817U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accelerometer
- sensor
- magnetometric sensor
- inclinometer
- platform
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для определения пространственного положения скважины и может быть использована в промысловой геофизике при бурении наклонно-направленных скважин. Инклинометр содержит корпус, в котором на немагнитной платформе установлен трехкомпонентный магнитометрический датчик и трехкомпонентный акселерометр. Одна из осей чувствительности датчика и одна из осей чувствительности акселерометра коллинеарны оси корпуса. Каждый чувствительный элемент магнитометрического датчика конструктивно объединен с соленоидом, управляемым микроконтроллером. В устройстве дополнительно установлен датчик температуры, осуществляющий измерение температуры внутри корпуса. Магнитометрический датчик, акселерометр, микроконтроллер с АЦП и датчик температуры выполнены на печатных платах. При этом конструктивно магнитометрический датчик и соленоиды расположены на первой плате, а датчик температуры и микроконтроллер с АЦП на второй плате. Немагнитная платформа состоит из двух модулей, связанных между собой разъемным соединением: модуля магнитометрического датчика и модуля акселерометра. Первая и вторая платы размещены вдоль оси корпуса с двух сторон платформы модуля магнитометрического датчика. Акселерометр установлен на платформе модуля акселерометра. Обеспечен контроль работоспособности инклинометра в процессе работы в скважине. Повышена его надежность, уменьшены габариты и улучшены потребительские свойства. 3 з. п. ф., 2 ил.
Description
Полезная модель относится к устройствам для определения пространственного положения скважины и может быть использована в промысловой геофизике при бурении наклонно-направленных скважин.
Известны инклинометры, использующие гироскопический эффект быстровращающихся тел для сохранения заранее заданного направления в пространстве (Авт. свид. СССР 1002551, МКИ Е 21 В 47/02, 1983 г.). Перед опусканием инклинометра в скважину проводят его ориентирование, запускают гироскоп, наблюдают и компенсируют его дрейф.
Из-за неточности компенсации дрейфа происходит накопление погрешности определения азимутального направления. Время работы гироскопического инклинометра в скважине, в течение которого ошибка измерения не выходит за пределы допустимой погрешности, составляет около часа, поэтому такие инклинометры требуют проведения периодической калибровки на поверхности и не могут быть использованы в глубоких скважинах. Недостатком гироскопического инклинометра является также возможность нарушения его работы при больших зенитных углах, поэтому они не могут быть использованы в горизонтальных скважинах.
Известен инклинометр, содержащий корпус, три взаимно ортогональных датчика магнитного поля, два однокомпонентных датчика, карданные подвесы и груз-эксцентрик (Авт. свид. СССР №804822, 1981 г.).
Наличие карданных подвесов и груза-эксцентрика приводят к увеличению габаритов и веса известного инклинометра. Погрешность балансировки карданных подвесов влечет за собой ошибку в определении угловых параметров скважины. Кроме того, такие устройства вследствие своих конструктивных особенностей не предназначены для использования при бурении горизонтальных скважин.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является инклинометр, содержащий корпус, трехкомпонентный магнитометрический датчик, трехкомпонентный акселерометр, размещенный на немагнитной платформе, и регулировочное устройство. Одна из осей магнитометра и одна из осей акселерометра коллинеарны продольной оси корпуса инклинометра. Регулировочное устройство предназначено для изменения углов крена и тангажа трехкомпонентного магнитометрического датчика относительно немагнитной платформы. Выводы
магнитометрического датчика и выводы акселерометра подключены к вычислительному блоку (Патент РФ №2247942, МПК7 G 01 С 9/00, Е 21 В 47/022, опубл. 2005 г.).
Недостатком известного устройства является отсутствие возможности проверки работоспособности магнитометрического датчика во время нахождения в скважине. В то же время жесткие условия работы в скважине (высокая температура, вибрация, удары) делают весьма вероятным выход инклинометра из строя.
Наличие дополнительного механического узла регулировки снижает надежность устройства. Инструментальный метод обеспечения коллинеарности осей магнитометра и акселерометра не исключает возможность ошибки. Кроме того, во время работы в скважине коллинеарность осей может быть нарушена, вследствие смещения положения регулировочного устройства под воздействием механических факторов.
В известном устройстве в качестве магнитометрического датчика использован трехкомпонентный феррозонд, выполненный в виде цилиндра с диаметром 31,3 мм и образующей 52,5 мм, акселерометры с габаритными размерами 5×5×2 мм и регулировочное устройство, аналогичное применяемому в теодолите. Таким образом, известный инклинометр имеет достаточно большие габаритные размеры, что ограничивает возможность его применения.
Еще один недостаток известного устройства выявляется в тех случаях, когда нужно заменить акселерометр. Такая необходимость нередко возникает в процессе работы и связана, например, с выбором акселерометра, обеспечивающего требуемую точность. В известной конструкции сделать это весьма затруднительно, т.к. разные акселерометры имеют разные габаритные размеры и требуют различного конструктивного исполнения платформы, на которую они устанавливаются.
Задачей полезной модели является повышение надежности инклинометра, уменьшение его габаритов и улучшение потребительских свойств.
Решение задачи достигнуто в предлагаемой конструкции инклинометра. Инклинометр содержит корпус, в котором на немагнитной платформе установлен трехкомпонентный магнитометрический датчик и трехкомпонентный акселерометр. Одна из осей чувствительности датчика и одна из осей чувствительности акселерометра коллинеарны оси корпуса. Каждый чувствительный элемент магнитометрического датчика конструктивно объединен с соленоидом, управляемым микроконтроллером. В устройстве дополнительно установлен датчик температуры, осуществляющий измерение температуры внутри корпуса. Магнитометрический датчик, акселерометр, микроконтроллер с АЦП и датчик температуры выполнены на печатных платах. При этом конструктивно магнитометрический датчик и соленоиды расположены на первой плате, а
датчик температуры и микроконтроллер с АЦП на второй плате. Немагнитная платформа выполнена в виде двух модулей, связанных между собой разъемным соединением: модуля магнитометрического датчика и модуля акселерометра. Первая и вторая платы размещены вдоль оси корпуса с двух сторон платформы модуля магнитометрического датчика. Акселерометр установлен на платформе модуля акселерометра.
Конструкция инклинометра поясняется чертежом. На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - его общий вид.
Инклинометр содержит корпус 1, в котором на немагнитной платформе установлен трехкомпонентный магнитометрический датчик 2, ориентированный в системе координат немагнитного корпуса, таким образом, что ось Z датчика совпадает с продольной осью NM корпуса, а оси Х и Y ортогональны оси Z и образуют правую декартовую систему. Каждый чувствительный элемент магнитометрического датчика ДX, ДY, ДZ конструктивно объединен с соленоидом СX, СY, CZ, управляемым микроконтроллером 3. Выход магнитометрического датчика соединен с АЦП микроконтроллера 3 и далее с электронным передающим блоком 4. Инклинометр содержит также трехкомпонентный акселерометр 5, ось Z′ которого коллинеарна оси Z магнитометрического датчика, и датчик температуры 6. Магнитометрический датчик, акселерометр, микроконтроллер с АЦП и датчик температуры выполнены на печатных платах. Конструктивно трехкомпонентный магнитометрический датчик и соленоиды размещены на первой печатной плате 7, а датчик температуры и микроконтроллер с АЦП на второй печатной плате 8. Все платы установлены на немагнитной платформе, выполненной в виде двух модулей 9 и 10, связанных между собой разъемным соединением 11. Первая и вторая платы (7 и 8) установлены с двух сторон платформы 9 модуля магнитометрического датчика. Акселерометр 5 установлен на платформе 10 модуля акселерометра. Такое размещение печатных плат обеспечивает удобство монтажа и компактность устройства.
Модульная конструкция инклинометра позволяет легко произвести замену одного из его датчиков, например, при изменении требований к их чувствительности или в случае выхода из строя.
Работа инклинометра основана на измерении в каждый момент времени координат двух независимых векторов: вектора ускорения свободного падения и вектора напряженности магнитного поля Земли. Первичная информация формируется в блоке датчиков, включающем три измерителя ускорений (трехкомпонентный акселерометр 5) и три измерителя напряженности магнитного поля (трехкомпонентный магнитометр 2). Погрешность измерений от возможной неколлинеарности осей компенсируют программными средствами. Аналоговые сигналы с акселерометра и магнитометра
поступают в микроконтроллер с АЦП 3, сюда же поступает сигнал датчика температуры 6, который осуществляет мониторинг внутри инклинометра и позволяет ввести температурную поправку в результаты измерений первичных датчиков. Затем сигнал через электронный передающий блок 4 скважинного модуля подается на наземное приемное устройство. Для проверки работоспособности магнитометрического датчика подают тестирующее напряжение на соленоиды и создают искусственное магнитное поле. По изменению показаний магнитометрического датчика судят об его исправности.
По сравнению с аналогами предлагаемая конструкция инклинометра имеет следующие преимущества:
1. Использование соленоидов для создания искусственного магнитного поля позволяет контролировать работоспособность магнитометрического датчика в любой магнитной обстановке, в том числе в скважине, что повышает надежность устройства.
2. Отказ от инструментального способа устранения неколлинеарности осей акселерометра и магнитометра и использование программных средств для учета возможной погрешности позволил исключить из конструкции механический узел и повысить надежность устройства.
3. Наличие датчика температуры обеспечивает повышение точности результатов измерений за счет введения температурной поправки.
4. Размещение всех датчиков на печатных платах и компоновка печатных плат вышеописанным способом обеспечивает компактность инклинометра и уменьшает его габаритные размеры.
5. Унификация конструктивного исполнения устройства обеспечивает простоту замены одного из его модулей, что улучшает потребительские свойства инклинометра.
Claims (4)
1. Инклинометр, включающий корпус, в котором на немагнитной платформе установлен трехкомпонентный магнитометрический датчик и трехкомпонентный акселерометр, причем одна из осей датчика и одна из осей акселерометра коллинеарны продольной оси корпуса, отличающийся тем, что он содержит датчик температуры, а каждый чувствительный элемент магнитометрического датчика конструктивно объединен с соленоидом.
2. Инклинометр по п.1, отличающийся тем, что немагнитная платформа выполнена в виде двух модулей, связанных разъемным соединением: модуля магнитометрического датчика и модуля акселерометра.
3. Инклинометр по п.1, отличающийся тем, что трехкомпонентный магнитометрический датчик, трехкомпонентный акселерометр, микроконтроллер с АЦП и датчик температуры выполнены на печатных платах.
4. Инклинометр по п.2 или 3, отличающийся тем, что трехкомпонентный магнитометрический датчик и соленоиды размещены на первой печатной плате, а датчик температуры и микроконтроллер с АЦП на второй печатной плате, при этом первая и вторая платы установлены с двух сторон немагнитной платформы модуля магнитометрического датчика, а акселерометр установлен на платформе модуля акселерометра.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006114369/22U RU57817U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Инклинометр |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006114369/22U RU57817U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Инклинометр |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU57817U1 true RU57817U1 (ru) | 2006-10-27 |
Family
ID=37439610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006114369/22U RU57817U1 (ru) | 2006-04-26 | 2006-04-26 | Инклинометр |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU57817U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204987U1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Навигационные технологии» | Инклинометр |
CN113454433A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-09-28 | 赛菲斯特弗雷结构技术责任有限公司 | 用于监控结构元件的传感器装置、夹持元件、检查单元以及用于构造所述传感器装置的方法 |
RU2770874C1 (ru) * | 2021-04-30 | 2022-04-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ скважинной инклинометрии и скважинная система для его реализации |
-
2006
- 2006-04-26 RU RU2006114369/22U patent/RU57817U1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113454433A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-09-28 | 赛菲斯特弗雷结构技术责任有限公司 | 用于监控结构元件的传感器装置、夹持元件、检查单元以及用于构造所述传感器装置的方法 |
RU204987U1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Навигационные технологии» | Инклинометр |
RU2770874C1 (ru) * | 2021-04-30 | 2022-04-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ скважинной инклинометрии и скважинная система для его реализации |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005316139B2 (en) | Gyroscopically-oriented survey tool | |
CN111678538B (zh) | 一种基于速度匹配的动态水平仪误差补偿方法 | |
US7877887B2 (en) | Method and system for heading indication with drift compensation | |
GB2478691A (en) | Orientation sensor error reduction method | |
KR20110081205A (ko) | 전자 나침반 | |
MX2011000110A (es) | Gradiometro de gravedad. | |
CN108445547A (zh) | 一种三分量海洋重力磁力复合测量装置 | |
MX2011000111A (es) | Detector para percibir un gradiente de gravedad. | |
CN109407159A (zh) | 一种地磁全要素传感器姿态误差校正方法 | |
US20060075645A1 (en) | Method and apparatus for mapping the trajectory in the subsurface of a borehole | |
RU57817U1 (ru) | Инклинометр | |
CN208207239U (zh) | 一种三分量海洋重力磁力复合测量装置 | |
CN109779614A (zh) | 一种三轴光纤陀螺测斜仪 | |
CN109681189A (zh) | 一种井径扇区固井质量及轨迹一体化测量仪 | |
JPS61116612A (ja) | ボアホ−ル方向測定装置 | |
RU2320963C2 (ru) | Способ выставки осей подвижного объекта | |
JP6988009B2 (ja) | 構造物の勾配変化量測定装置及びそれを用いた構造物の勾配変化量を測定する方法 | |
CN108871649B (zh) | 一种建立基准坐标系的方法 | |
RU2627991C1 (ru) | Датчик угла наклона объекта | |
RU2250371C1 (ru) | Инклинометр | |
RU2506540C1 (ru) | Датчик угла наклона | |
RU2269001C1 (ru) | Способ измерения траектории скважины по азимуту и двухрежимный бесплатформенный гироскопический инклинометр для его осуществления | |
CN106321073A (zh) | 连续测斜短节以及具备该短节的高速遥传测井仪 | |
JP2013117442A (ja) | 方位誤差補償装置、方位誤差補償方法、方位誤差補償プログラム、誤差角度補償装置、3軸磁気センサ及びセンサモジュール | |
RU190429U1 (ru) | Устройство для измерения азимута |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC1K | Assignment of utility model |
Effective date: 20071026 |