SU794208A1 - Инклинометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  геофизических исследований скважин, а именно к инклинометрии, и может быть использовано дл  измерени  азимутальных и наклонных углов различных скважин при разведке нефт ных и газовых месторождений .

Известно устройство, содержащее корпус с кардановым подвесом, на валу которого размещен поплавок с магнитной стрелкой и ротор датчика угла, содержащего статор с обмотками 1.

При изменении азимутального угла ротор вместе с магнитной стрелкой устанавливаетс  по полю Земли, а сигнал снимаетс  со статорной обмотки датчика.

Устройство имеет следующие недостатки:

1.Низкую надежность из-за наличи  подвижных токоподводов ротора датчика угла.

2.Ограниченные возможности, так как устройство может быть использовано лишь дл  измерени  азимутальных углов.

3.Пизкую чувствительность из-за налича  воздушного трансформаторного датчика угла.

4.Низкую точность передачи сигнала изза его амплитудного характера.

Известно также устройство, которое содержит корпус, преобразователь угла с обмотками на цилиндрическом статоре, соединенными в две параллельно и встречно включенными «звездами, внутри статора размещен плоский ротор 2.

Устройство имеет ограниченные возможности , обусловленные только измерением азимутальных углов.

Кроме того, оно имеет следующие недостатки:

1. Недостаточно надежно из-за подвижных токоподводов роторов датчика углов. 2. Низкую чувствительность из-за наличи  воздушных трансформаторных датчиков углов.

3. Невозможность определени  критических углов наклона скважин из-за посто нного изменени  выходного сигнала в области критических углов, что ограничивает возможности устройства.

Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона измерений.

Указанна  цель достигаетс  тем, что инклинометр снабжен установленным на карданном подвесе сплошным магнитом и жестко св занным с корпусом полым магнитом и шестью герконами, причем сплошной магнит размещен в полом магните, а герконы - в зазоре между магнитами под соответствующими обмотками статора.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема инклинометра; на (йг. 2 и 3 - размещение герконов, вид сверху; на фиг. 4 - схема соединени  герконов и обмоток; на фиг. 5 - теоретическа  крива  зависимости

t/Bbix- /(v).

Инклинометр содержит кардановую систему 1 с осью 2 (фиг. 1). На оси 2 установлен ферромагнитный ротор 3 и сплошной цилиндрический магнит 4, размещенный на конце оси. Магнит 4 свободно охвачен полым цилиндрическим магнитом 5, жестко установленным в корпусе. Ротор 3 (фиг. 2) свободно охвачен цилиндрическим статором 6 с щестью обмотками 7-12. В зазоре между магнитами 4 и 5 (фиг. 1) по поверхности телесного угла, образующие которого определ ютс  максимальным вертикальным углом скважины, установлены щесть герконов 13-18, каждый из которых размещен в плоскости, соответствующей обмотке статора (геркон 13 под обмоткой 7, геркон 14 под обмоткой 8, геркон 15 под обмоткой 9, fepKOH 16 под обмоткой 10, геркон 17 под обмоткой 11, геркон 18 под обмоткой 12). Обмотки 7-12 включены встречно в две трехфазные параллельные «звезды, каждый из герконов соединен накоротко с соответствующей обмоткой. Диаметр ротора 3 меньще внутреннего диаметра статора 6 на величину, определ емую максимальным вертикальным углом отклонени .

Принцип действи  инклинометра заключаетс  в следующем.

При строгом вертикальном размещении корпуса ротор 3 устанавливаетс  в среднем положении, при этом сигнал на выходе между нулевыми узлами звезд равен нулю ввиду равенства сопротивлений плечей трехфазного моста, т. е. .

При отклонении скважины от вертикали под действием силы т жести ротора 3 и магнита 4 происходит смещение оси 2. Однако угол этого смещени  меньще угла отклонени  скважины от вертикали, поскольку магниты 4 и 5 включены встречно, что приводит к по влению усили , возникающего при отклонении магнита 4 от среднего положени  и действующего на магнит 4 в сторону, противоположную отклонению. При этом на выходе по вл етс  напр жение t/Bbix7 0, амплитуда которого будет определ ть величину угла отклонени  от вертикали , а фаза будет определ ть азимут плоскости отклонени  скважины. Так, если плоскость отклонени  направлена через

обмотку 7 (фиг. 3), то фаза в-ыходного напр жени  будет опред,ел тьс  напр жением фазы А; если плоскость отклонени  будет проходить через обмотку 9, то фаза выходного напр жени  будет определ тьс  фазой В. Если плоскость отклонени  будет проходить через обмотку 8, то фаза выходного напр жени  будет определ тьс  фазой С. В соответствии с из ложенным можно записывать:

вых Т „-С08(,

где Y - угол отклонени  скважины of Вертикали;

№-азимутальный УГОЛ. При достижении критического угла отклонени , определ емого услови ми бурени , что фиксируетс  с помощью герконов,

включаетс  тот геркон, к которому максимально приближаетс  магнит 4, при этом происходит короткое замыкание соответствующей обмотки, и на выходе между нулевыми углами «звезд по вл етс  напр жение , в несколько раз превышающее напр жение аналогового (непрерывного) сигнала (фиг. 4, угол 7крит.), т. е. С/вых t/крит.

В инклинометре помимо непрерывного изменени  вертикального и азимутального углов удаетс  с большой точностью определить максимальный вертикальный угол отклонени .

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 285860, кл. Е 21В 47/02, 10.11.70.

2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2359733, кл. Е 21В 47/02, 31.08.77.

/J

IS

Фиг. 3

и/

Фиг. 5

Укрит,