SU785468A1

SU785468A1 - Gyroscopic inclinometer

Info

Publication number: SU785468A1
Application number: SU792715559A
Authority: SU
Inventors: Борис Федорович Ермилов; Евгений Иванович Орлов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1980-12-07

Description

1one

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл съемки вертикальных и наклонных скважин.The invention relates to mining and can be used for surveying vertical and inclined wells.

Известен инклинометр дл съемки вертикальных скважин, в котором используетс гиростабилизатор индикаторного типа, относительно которого производ тс измерени азимута скважин, а зенитный угол оси скважины измер етс с помрщью уровн .Измерени азимута и зенитного угла оси скважины производ тс дистанционно фотоэлектрическим способом .A well-known inclinometer for shooting vertical wells uses an indicator-type gyrostabilizer, against which the azimuth of the wells is measured, and the zenith angle of the axis of the well is measured with the level.

Недостатком этого инклинометра вл етс то, что им не измер ют зенитные углы меньше семи угловых минут. Это вносит большую погрешность при съемке вертикальных скважин. Кроме того, уход гиростабилизатора полностью входит в ошибку измерени азимута оси скважины, что также вносит погрешность в съемку.The disadvantage of this inclinometer is that it does not measure zenith angles of less than seven angular minutes. This introduces a large margin of error when shooting vertical wells. In addition, the departure of the gyrostabilizer completely enters into the error of measuring the azimuth of the axis of the well, which also introduces an error in the survey.

Известен инклинометр, содержащий гироскоп направлени ; датчик зенитного, угла, устройство измерени азимута, датчик угла рассогласовани между устройством измерени азимута и гироскопом направлени .A known inclinometer containing a direction gyro; Zenith angle sensor, azimuth measuring device, misalignment angle sensor between azimuth measuring device and direction gyro.

исполнительный двигатель след щей системы 2.follower drive motor 2.

Азимут оси скважины -измер ют потенциометром , корпус которого приводитс в плоскость горизонта след щей системой и неизменно ориентируетс относительно плоскости наибольшего наклона скважины, а движок, через карданный шарнир, с помощью след щей системы копирует положение главной оси гироскопа. Зенитный угол измер етс в плоскости наибольшего 10 наклона другим потенциометром, корпус ко торого св зан с корпусом датчика азимута.The azimuth of the borehole axis is measured by a potentiometer, the casing of which is brought into the plane of the horizon by the tracking system and is always oriented relative to the plane of greatest inclination of the well, and the slider, through the cardan joint, with the help of the tracking system copies the position of the main axis of the gyroscope. The zenith angle is measured in the plane of the greatest 10 tilt by another potentiometer, the body of which is connected to the body of the azimuth sensor.

Недостатком этого инклинометра вл етс то, что величина ухода гироскопа от заданного направлени под воздействием внутренних и внешних сил полностью входит The disadvantage of this inclinometer is that the magnitude of the gyroscope moving away from a given direction under the influence of internal and external forces completely enters.

1S в погрешность измерени азимута оси скважины.1S in the measurement error of the azimuth axis of the well.

Целью данного изобретени вл етс повышение точности определени азимута скважины.The purpose of this invention is to improve the accuracy of determining the azimuth of a well.

Указанна цель достигаетс тем, что This goal is achieved by the fact that

20 инклинометр снабжен дополнительным гироскопом , счетно-решающим узлом, введенным в след щую систему, и коммутирующим блоком, при этом основной гироскоп установлен в положении противоположном вектору кинематического момента дополнительного гироскопа, а выходы датчиком угла наклона и азимута через коммутирующий блок св заны с исполнительным двигателем след щей системы, причем датчик азимута соединен с счетно-решающим узлом. На чертеже изображена схема инклинометра .20 The inclinometer is equipped with an additional gyroscope, a counting node inserted into the tracking system, and a switching unit, while the main gyroscope is set in a position opposite to the kinematic moment vector of the additional gyroscope, and the outputs of the tilt and azimuth sensor through the switching unit are connected to the executive engine following system, with the azimuth sensor connected to the calculating node. The drawing shows a diagram of the inclinometer.

В корпусе 1 прибора размещены коллектор 2; два гироскопа направлени 3, 4; ;шторки 5, 6 след щей системы; рамка 7 с датчиком азимута 8 и датчиком угла наклона 9 скважины,- электромотор Ш, устанавливающий рамку в плоскости наклона сква жины , жидкостный переключатель - уро1Вень 11, корректирующий установку рамки; ;уровень 12 с электромотором 13, устанав;Ливающи м плоскость- датчика азимута . в горизонтальное положение; щетка 14; движок 15 датчика азимута; ось вращени 16 рамки; след ща система, включающа фотосопротивление 17, 18; лампы подсветки 19, 20; электромотор 21; коммутирующее устройство 22 и счетно-рещающее устройство 23.The housing 1 of the device contains a collector 2; two direction gyros 3, 4; ; curtains 5, 6 of the follow system; frame 7 with an azimuth sensor 8 and an angle of inclination sensor 9 of a borehole, an electric motor W that installs a frame in the plane of inclination of the well, a liquid switch — level 1; 11, corrective for setting the frame; ; level 12 with an electric motor 13, setting; Livi m-plane-sensor azimuth. in horizontal position; brush 14; azimuth sensor engine 15; frame rotation axis 16; tracking system including photoresistance 17, 18; backlight lamps 19, 20; electric motor 21; the switching device 22 and the calculating device 23.

Благодар тому, что рамка 7 всегда устанавливаетс в плоскости наклона скважины , угол наклона регистрируетс по положению щетки 14 с датчика угла наклона. Азимут скважины измер етс положением движка 15 на датчике азимута. Так как рамка находитс в плоскости наклона скважины , ее ось X-X всегда горизонтальна. Уровень 12 с гйдромотором 13 устанавливают плоскость датчика азимута горизонтально. След ща система, копиру положение шторок 5, 6, поворачивает ось вращени рамки , попеременно устанавлива движок датчика азимута относительно главной оси каждого из гироскопов. Команды на переключение след щей системы подаютс автоматически при движении инклинометра по скважине. Съем показаний происходит в два такта. В первый такт измер ютс азимутальный угол относительно гироскопа направлени 3 и подаетс в счетно-решающееDue to the fact that the frame 7 is always installed in the plane of inclination of the well, the angle of inclination is recorded by the position of the brush 14 from the angle sensor. The azimuth of the well is measured by the position of the slider 15 on the azimuth sensor. Since the frame is in the plane of inclination of the well, its X-X axis is always horizontal. Level 12 with hydromotor 13 sets the azimuth sensor plane horizontally. The following system, copying the position of the shutters 5, 6, rotates the axis of rotation of the frame, alternately setting the slider of the azimuth sensor relative to the main axis of each of the gyros. Commands for switching the servo system are automatically supplied as the inclinometer moves along the well. The reading is done in two cycles. In the first beat, the azimuth angle relative to the gyro of direction 3 is measured and fed to the counting key.

устройство 23. Во второй гакт коммутирую щее устройство 22 отключает выход датчика 18 и подключает выход датчика 17. Тем самым след ща система устанавливает движок датчика азимута в том же направлении , какое занимает главна ось гироскопа 4. Измер етс азимутальный угол относительно гироскопа направлени 4 и также подаетс а счетно-решающее устройство , на выходе которого получают азимут скважины какполусумму двух измерений .device 23. In the second turn, the switching device 22 turns off the output of the sensor 18 and connects the output of the sensor 17. Thus, the tracking system sets the azimuth sensor slider in the same direction as the main axis of the gyroscope 4. Measure the azimuth angle relative to the gyroscope of direction 4 and A calculating device is also supplied, the output of which is the azimuth of the well as a half-sum of two measurements.

Повышение точности определени азимута скважины позволит сократить расходы на бурение дополнительных замораживающих скважин при проходке стволов способом замораживани . Так при бурении 36 скважин дл проходки ствола диаметром восемь метров из-за неточности определени координат забо скважины даетс перекрытие ледопородных цилиндров в 1м.Improving the accuracy of determining the azimuth of a well will reduce the cost of drilling additional freeze wells when drilling shafts using the freezing method. So, when drilling 36 wells for sinking a trunk with a diameter of eight meters, due to the inaccuracy of determining the coordinates of the bottom hole, an overlap of ice-rock cylinders in 1 m is given.

Claims

1. Works of VNIMI. Collection 87, 1972.

2. USSR author's certificate number 166289, cl. E 21 B 47/022, 1964.