Claims (1)
Изобретение относитс к нефтепромысловой геофизике и может быть использовано дл непрерывного измерени азимута и зенитного угла скважины . Известен инклинометр, который пре назначен дл непрерывного измерени азимута и зенитного угла скважины, состо щий из герметичного корпуса, в котором закреплены датчики азимута и зенитного угла. Датчик азимута состо ит из феррозонда, жестко закрепленно го на валу электропривода, и горизонтального ма тникового механизма с посто нным магнитом. Дл демпфировани колебани горизонтального ма тника он помещен в емкость, заполненную в зкой жидкостью. При отклонении оси инклинометра от вертикали горизонталь ный ма тник перемещает посто нный магнит в плоскость наклона. При вращении феррозонда электроприводом он реагирует г на магнитное поле Земли и поло тичс-.то ниого матиита, при этом iero сигнал записываетс регистрато; ом . Сигнал с выхода феррозонда представл ет собой синусоиду, на которой имеютс изменени при прохождении феррозонда над посто нным магнитом . По расположению этих изменений на синусоиде определ ют азимут наклона скважины. Существенным недостатком этого инклинометра вл етс его мала точность и надежность при непрерывном измерении, так как при движении инклинометра в скважине на датчики непрерывно действуют толчки,вызванные рывками кабел и ударами инклинометра о стенки скважины. fCaK показала практика непрерьганого измерени кривизны скважины, степень демпфировани датчиков за счет помещени их в в зкую жидкость недостаточна, поэтому под действием этих толчков горизон- . тальный ма тник отклон етс от плоскости наклона, а поплавок датчика зе нитного угла - от горизонтального положени , за счет чего в показани х датчиков по вл ютс ошибки. Кроме того , под действием этих толчков маломоментные опоры датчиков быстро выход т из стро . Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство дл определени кривизны скважины,, которо также предназначено дл непрерывного измерени в процессе бурени скважины Устройство состоит из корпуса с верхней и нижней крьшжами, св занными через опоры с поплавковой рамкой с эксцентричными грузами, расположенной в жидкости, датчика зенитного угла и азимута, кольцевых трансформаторов и расположенного в нижней части корпуса сильфона. Подвод питани и съем сигналов с датчиков осуществл ет с посредством бесконтактной трансформаторной передачи. Демпфирование колебаний рамки и поплавка датчика зе нитного угла осуществл етс также за счет в зкой жидкости. При отклонении скважины от вертикали рамка под дейст вием эксцентричного груза разворачиваетс вокруг оси вращени так, что ось вращени поплавка датчика зенитного угла устанавливаетс перпендикул рно плоскости наклона. При этом электрические сигналы, снимаемые с соответствующих датчиков, будут про порциональны зенитному углу скважины и углу отклонител f2 , Так как в известном устройстве демпфирование датчиков осуществл етс за счет в зкой жидкости, а маломоментные опоры не защищены от толчков возникающих при непрерывном измерении то оно имеет также малую точность и надежность. Цель изобретени - повьшение надеж ности за счет исключени ударов в процессе эксплуатации. Указанна цель достигаетс тем,чт устройство снабжено дополнительными сильфонами, установленными в верхней части корпуса, кольцевыми и осевыми амортизаторами, которые соответствен расположены на верхней и нижней крыш ках корпуса, причем сильфоны заполне газом. На чертеже представлена схема пре лагаемого устройства. Устройство содержит Корпус 1,заполненный в зкой жидкостью, в которо а опорах 2 и 3 установлена поплавкова рамка 4 с эксцентричным грузом 5 На рамке 4 закреплены датчики зенитного угла 6 и азимута 7. Опоры 2 и 3 закреплены в крьшках 8 и 9 с амортизирующими кольцами 10-13. Крьшжа 8 прикреплена к корпусу 1 при помощи -, амортизирующих пружин . На крыш- ке 8 закреплен статор 18, а на оси поплавковой рамки 4 - ротор 19 кольцевого трансформатора, Сильфоны 20 и 21 закреплены в корпусе 1 таким образом , что один расположен по одну сторону поплавковой рамки 4, а другой - по другую. УстройсФво работает следующим образом . Под действием эксцентричного груза 5 поплавкова рамка 4 устанавливает плоскости качани ма тников датчиков азимута и зенитного угла в плоскость наклона скважины и они измер ют азимут и зенитный угол скважины. При движении прибора в скважине корпус прибора испытывает толчки и удары как в осевом, так и в радиальном направлении . Так как поплавкова рамка 4 закреплена в корпусе 1 в осевом направлении при помощи осевых амортизаторов , например пружин 14-17, а в радиальном направлении - при помощи амортизируюпцах колец 10-13, то она имеет некоторую свободу перемещени относительно корпуса I за счет деформации амортизаторов и сильфонов.Поэтому при действии возмущающих сил корпус 1 перемещаетс , а поплавкова рамка 4 за счет сил трени стремитс сохранить свое прежнее положение. При этом она перемещаетс внутри корпуса 1, заполненного несжимаемой в зкой жидкостью. При действии осевого удара,например снизу, происходит перемещение поплавковой рамки 4 вниз, при этом в нижней части корпуса 1 повышаетс давление жидкости, так как из-за малого поперечного сечени и большой длины демпфирующего зазора жидкость прайтически не успеет перетечь в верхнюю часть корпуса 1. Под действием давлени жидкости газ внутри сильфона 21 сжимаетс и объем его уменьшаетс . Давление в верхней части корпуса 1 соответственно уменьшаетс и объем газа в сильфоне 20 возрастает. Таким образом происходит перемещение поплавковой рамки 4 без перетока жидкости через демпфирукщий зазор. В случае отсутстви сильфонов, заполненных газом амортизаци поплавковой рамки в осевом направлении бьша бы невозможна , так как параметры демпфирующего зазора выбираютс не из услови максимальной скорости перетока жид кости, а из услови оптимальной степ ни демпфировани поплавковой рамки А и ее конструкции. Дл того, чтобы при заданном наружном диаметре поплавковой рамки 4 получить максимаЛьный устанавливающий момент и достаточную дл разгрузки опор 2 и 3 вытал кивающую силу жидкости, необходимо, чтобы длина поплавковой рамки превышала ее диаметр в несколько раз. При этих параметрах демпфирующего зазоpa . при кратковременных ударах перет ка жидкости практически не будет и поплавкова рамка 4 будет испытывать через несжимаемую жидкость эти удары без ослаблени . При действии радиальных ударов поплавкова рамка 4 перемещаетс за счет деформации амортизирующих колец 10-13 к боковой стенке корпуса 1. При этом происходит переток жидкости вокруг поплавковой рамки 4, причем путь перетока жидкости в этом случае определ етс ее диаметром и во много раз меньше, чем при осевом ударе,Поэтому в радиальном направлении происходит достаточна амортизаци без при менени каких-либо специальных мео. Необходимо только конструктивно обеспечить, чтобы при сильных ударах поплавкова рамка 4 не касалась боковой стенки корпуса 1, так как в этом случае опоры 2 и 3 испытывают возрастающую нагрузку только до соприкосновени поплавковой рамки 4 с корпусом 1, затем нагрузка на них остаетс посто нной, а вс остальна сила удара придетс на поплавковую рамку 4 и закрепленные на ней датчики, А так как основна задача амортизации уменьщение возмущающих воздействий на датчики, то така работа амортизаторов недопустима. Применение осевой и радиальной амортизации блока датчиков позволит существенно повысить Надежность инклинометра , а также точность измерени в непрерывном режиме. Это техническое рещение заложено в конструкцию непрерьшного цифрового инклинометра типа ИН1-721. Проведенные скважинные испытани макета инклинометра с амортизированным блоком датчиков показали , что величина толчков, действующих на датчики, уменьшилась за счет амортизации примерно в два раза. Это позволило увеличить скорость непрерывного измерени до 1000 м/ч и сократить врем инклинометрических измерений скважины глубиной 2000 м в три раза по сравнению с точечньлм режимом измерени . Внедрение инклинометра в промьшленность даст годовой экономический эффект 31,7 тыс. руб. на один комплект , Формула изобретени Устройс- во дл измерени искривлени скважины, содержащее корпус, заполненный в зкой жидкостью, поплавковую рамку с эксцентричным грузом и датчиками азимута и зенитного угла, кольцевые трансформаторы и сильфоны, отличающеес тем, что, с целью повьппени точности и скорости непрерывного измерени , а также надежности устройства, оно снабжено дополнительными Ьильфонами, осевыми и радиальными амортизаторами, при помощи которых поплавкова рамка закреплена в корпусе, а сильфоны заполнены газом и установлены по торцам корпуса по обе стороны поплавковой рамки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 355338, кл. Е 21 В 47/02, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР 402640, кл.В21 В 47/022, 1973 рототиг.The invention relates to oilfield geophysics and can be used to continuously measure the azimuth and zenith angle of a well. An inclinometer is known which is intended for continuous measurement of the azimuth and zenith angle of a well, consisting of a sealed enclosure in which the azimuth and zenith angle sensors are fixed. The azimuth sensor consists of a flux probe, rigidly fixed on the drive shaft, and a horizontal pendulum mechanism with a permanent magnet. To damp the oscillations of a horizontal tomb, it is placed in a container filled with a viscous liquid. When the inclinometer axis deviates from the vertical, the horizontal tilt moves the permanent magnet to the plane of inclination. When the flux-gate rotates electrically, it reacts to the magnetic field of the Earth and a polio-magnetic one, while the iero signal is recorded by the recorder; ohm The output signal of the fluxgate is a sinusoid, on which there are changes during the fluxgab passage over the permanent magnet. The location of these changes on the sinusoid is determined by the azimuth of the well slope. A significant disadvantage of this inclinometer is its low accuracy and reliability during continuous measurement, since when the inclinometer is moving in the well, the sensors are continuously subjected to jolts caused by cable jerks and blows of the inclinometer against the borehole walls. fCaK has shown the practice of uninterrupted measurement of the curvature of a well, the degree of damping of the sensors due to their placement in a viscous fluid is insufficient, therefore, under the influence of these impulses, the horizon. The tilt viewer deviates from the plane of inclination, and the float of the sensor of the zenith angle, from the horizontal position, due to which errors appear in the sensor readings. In addition, under the action of these shocks, the low-speed sensor mounts quickly faded out. The closest in technical essence is a device for determining the curvature of a well, which is also intended for continuous measurement in the process of drilling a well. The device consists of a housing with upper and lower sleeves connected through supports with a float frame with eccentric weights, located in a fluid zenith angle and azimuth, ring transformers and located in the lower part of the housing bellows. The power supply and pickup of the signals from the sensors are made by means of a contactless transformer transmission. The oscillation damping of the frame and float of the zenith angle sensor is also carried out by a viscous liquid. When the well deviates from the vertical, the frame under the action of the eccentric load is rotated around the axis of rotation so that the axis of rotation of the zenith angle sensor float is set perpendicular to the plane of inclination. At the same time, the electrical signals taken from the respective sensors will be proportional to the zenith angle of the well and the deflector angle f2, since in the known device the sensors are damped due to a viscous fluid, and the low-speed supports are not protected from jolts arising from continuous measurement, it has also low accuracy and reliability. The purpose of the invention is to increase reliability by eliminating shocks during operation. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with additional bellows installed in the upper part of the case, with ring and axial shock absorbers, which are respectively located on the upper and lower covers of the case, the bellows being filled with gas. The drawing shows the scheme of the proposed device. The device contains a housing 1 filled with a viscous liquid, in which supports 2 and 3 a float frame 4 with an eccentric load 5 is installed. On the frame 4, sensors of inclination angle 6 and azimuth 7 are fixed. Supports 2 and 3 are fixed in clamps 8 and 9 with shock-absorbing rings 10-13. Krszha 8 is attached to the housing 1 with -, shock-absorbing springs. The stator 18 is fixed on the lid 8, and the rotor 19 of the ring transformer is mounted on the axis of the float frame 4, the Bellows 20 and 21 are fixed in the housing 1 in such a way that one is located on one side of the float frame 4 and the other on the other. The device operates as follows. Under the action of an eccentric load 5, the float frame 4 sets the swing planes of the azimuth and zenith angle sensors to the plane of inclination of the well and they measure the azimuth and zenith angle of the well. When the instrument moves in the borehole, the instrument case experiences shocks and impacts both axially and radially. Since the float frame 4 is fixed in the housing 1 axially using axial shock absorbers, such as springs 14-17, and in the radial direction using shock absorbing rings 10-13, it has some freedom of movement relative to housing I due to the deformation of the shock absorbers and bellows. Therefore, under the action of perturbing forces, body 1 is moved, and the float frame 4 due to the forces of friction tends to maintain its previous position. In doing so, it moves inside the housing 1 filled with an incompressible viscous liquid. Under the action of an axial impact, for example, from below, the float frame 4 moves downward, while in the lower part of the housing 1 the fluid pressure increases, since due to the small cross section and the long length of the damping gap, the fluid will not have time to flow into the upper part of the housing 1. Under the pressure of the liquid, the gas inside the bellows 21 is compressed and its volume decreases. The pressure in the upper part of the housing 1 decreases accordingly and the gas volume in the bellows 20 increases. Thus, there is a movement of the float frame 4 without the flow of fluid through the damping gap. In the absence of bellows filled with gas, the cushioning of the float frame in the axial direction would be impossible, since the damping gap parameters are chosen not from the condition of the maximum flow rate of the liquid, but from the condition of the optimum degree of damping of the float frame A and its design. In order to obtain a maximal setting moment and sufficient for unloading the supports 2 and 3 to draw out the nodding force of the liquid at a given outer diameter of the float frame 4, it is necessary that the length of the float frame exceed its diameter several times. With these parameters, the damping gap. in the case of short-term shocks, there will be practically no flow of liquid and the float frame 4 will experience these impacts through incompressible fluid without weakening. Under the action of radial impacts, the float frame 4 moves due to the deformation of the damping rings 10-13 to the side wall of the housing 1. In this case, there is a flow of fluid around the float frame 4, and the flow path of the fluid in this case is determined by its diameter and many times smaller than with axial impact, Therefore, in the radial direction, there is sufficient depreciation without any special meo. It is only necessary to ensure that the float frame 4 does not touch the side wall of the housing 1 with strong shocks, since in this case the supports 2 and 3 experience an increasing load only until the float frame 4 touches the case 1, then the load on them remains constant, and All the rest of the impact force will be on the float frame 4 and the sensors fixed on it. And since the main task of depreciation is to reduce disturbing influences on the sensors, such work of shock absorbers is unacceptable. The use of axial and radial damping of the sensor unit will significantly improve the reliability of the inclinometer, as well as the measurement accuracy in continuous mode. This technical solution is incorporated in the design of the digital IN1-721 digital inclinometer. Conducted borehole tests of the inclinometer model with a depreciated sensor unit showed that the magnitude of the jolts acting on the sensors decreased due to depreciation approximately two times. This made it possible to increase the speed of continuous measurement to 1000 m / h and reduce the time of inclinometric measurements of a well with a depth of 2000 m by a factor of three compared with a single measurement mode. The introduction of an inclinometer in industry will give an annual economic effect of 31.7 thousand rubles. Apparatus for measuring the curvature of a well, comprising a housing filled with a viscous liquid, a float frame with an eccentric weight and sensors of azimuth and zenith angle, ring transformers and bellows, characterized in that, in order to increase accuracy and speed continuous measurement, as well as the reliability of the device, it is equipped with additional bilphons, axial and radial shock absorbers, by means of which the float frame is fixed in the housing, and the bellows are filled with gas and installed at the ends of the hull on both sides of the float frame. Sources of information taken into account in the examination 1, USSR Copyright Certificate 355338, cl. E 21 B 47/02, 1972. 2, USSR Copyright Certificate 402640, cl. B21 B 47/022, 1973 rototig.