Рис. 5. Сферический чувствительный элемент автономного одноточечного инклинометра ИОК-42 ВИТРа.
1 – магниты; 2 – картушка компосная (азимутов); 3, 4 – керн, подпятник; 5 – отвес со шкалой зенитных углов; 6 – пружина; 7 – втулка; 8 – керн картушки; 9 – рамка апсидальная; 10 – стакан из оргстекла; 11 – основание (дно) картушки; 12 – подпятник
По взаимному расположению сферы отвеса и указателя, закрепленного на рамке, определяют зенитный угол, по расположению осей магнитов относительно апсидальной плоскости, нанесенной на нижней полусфере (отвесе) – азимут.
Арретирующий механизм фиксирует установившееся в точке замера состояние чувствительного элемента и обеспечивает неизменность взаиморасположения полусфер и рамки при подъеме инклинометра из скважины и при отсчете показаний.
Кинематическая схема инклинометра приведена на рис.6 [5].
Рис. 6. Схема кинематическая инклинометра ИОК-42 конструкции ВИТР.
1 – электродвигатель; 2 – муфта сцепления; 3 – винтовая пара; 4 – кулиса; 5 – уравнительная пружина; 6 – компенсационная пружина; 7 – фиксатор; 8 – подвижная вилка; 9 – измерительная сфера; 10 – фрагмент защитного колпачка
Приводом всех деталей арретирующего механизма служит электродвигатель 1 типа ИДР-6, который работает по команде, поступающей от таймера. По первой команде через муфту сцепления 2 вращение передается на винтовую пару 3, где оно преобразуется в поступательное движение. Через кулису 4 отводится толкатель, подпружиненный уравнительной пружиной 5, а компенсационная пружина б с помощью фиксатора 7 отводит вилку 8 от купола защитного колпака 10 и одновременно освобождает измерительную сферу 9. По второй команде полярность питающего напряжения меняется на обратную, и происходит арретирование измерительного узла чувствительного элемента.
Таймер – чувствительный элемент инклинометра в процессе хранения, транспортирования и спуска находится в заарретированном состоянии, что обеспечивает надежность его показаний и долговечность работы инклинометра. Временные интервалы цикла измерения обеспечиваются таймером.
Таймер позволяет устанавливать время задержки, необходимое для выполнения вспомогательных работ и спуска инклинометра до точки измерения. По истечении времени задержки автоматически включается двигатель в режим разарретирования (30 с), далее происходит остановка двигателя (1 мин) для установки и успокоения деталей чувствительного элемента, и затем снова происходит включение двигателя (30 с) в режим арретирования.
Таймер представляет собой печатную электронную плату с пятью движковыми переключателями (S1 – S5) для установки необходимого времени задержки и тумблера включения питания инклинометра.
Блок питания обеспечивает автономное питание инклинометра и представляет цилиндрический контейнер из диэлектрического материала. В качестве элементов питания используют сухие элементы типа А343 (шесть штук), которые обеспечивают напряжение ± 4,5 В. Возможно использование других источников питания, обеспечивающих необходимое напряжение, например аккумуляторов типа Д-026Д или аккумуляторных батарей типа НКГЦ-0,45-1 (НКГЦ-1,8-1).
Инклинометры МИ-42У и МИ-ЗОУ
Инклинометры МИ-42У и МИ-ЗОУ конструкции «Востказгеология» имеют аналогичное конструктивное устройство.
· инклинометр МИ-42У обеспечивает измерение в одной точке пространственного положения скважины диаметром 46 мм и более до глубины 3500 м;
· инклинометр МИ-30У может использоваться в скважинах 36 мм и более и, кроме того, для измерения скважин, буримых комплексами ССК-46 и больших диаметров при спуске прибора внутри колонны бурильных труб без подъема последних из скважины (рис. 7).
Инклинометр МИ-42У состоит из следующих основных частей:
· измерительных узлов (0 – 90 ) и (0 – 5 )
· часового фиксирующего механизма
· защитной гильзы
· заводного ключа.
Инклинометр МИ-ЗОУ измерительного узла 0 – 5 не имеет.
Техническая характеристика данных инклинометров представлена в табл. 6 [5]
Таблица 6.
Техническая характеристика инклинометров МИ-42У и МИ-ЗОУ
|
|
МИ-42У |
МИ-ЗОУ |
|
Диапазон измерения углов, градус: зенитных азимутальных |
0 – 180 0 – 360 |
|
|
Погрешность измерения углов, градус: зенитных азимутальных (> 4°) |
± 0°30 ± 4 от – 10 до + 60 |
|
|
Диапазон рабочих температур, ºС |
25 |
|
|
Максимальное гидростатическое давление на прибор, МПа |
7 |
5 |
|
Габаритные размеры, мм: наружный диаметр длина |
|
|
|
42 |
30 |
|
|
1200 |
||
Измерительный узел (0 – 90) представляет собой несущую рамку, состоящую из корпуса 3, на торцах которой посредством штифтов 2 закреплены кремневые опоры 1, в которой вмонтированы измерительные элементы – угломер зенитных углов 8 и буссоль магнитная 4. Несущая рамка имеет форму вырезанного цилиндра для размещения буссоли и выполняет роль эксцентричного груза, так как в ее нижней части размещены три свинцовых груза и благодаря которым она устанавливается в апсидальной плоскости.
В средней части корпуса рамки в камере траверсы 10, закрепленной винтами 7, на кремневых втулках подвешен угломер 8, цапфы которого имеют боковую амортизацию плоскими пружинами 9 с винтами. Угломер является частью диска (~110°) с цилиндрическим выступом, на котором нанесена шкала 0 – 90°. Для увеличения чувствительности угломер также снабжен свинцовым грузом. Закрепление буссоли и угломера осуществляется пружинами 5, 6.
Измерение инклинометром осуществляется следующим образом. При заводе часового фиксирующего механизма несущая рама, угломер и стрелки буссоли находятся в свободном состоянии и под действием гравитационных и магнитных сил занимают определенное положение. При срабатывании фиксирующего механизма происходит постепенное перемещение штока 11 и всей промежуточной фиксирующей системы до соприкосновения кольца с тормозной системой 5, 6 несущей рамки и ее упора в амортизатор. Далее происходит срабатывание тормозных систем, обеспечивающее арретирование измерительных элементов.
Отсчет производится визуально после подъема прибора из скважины и его извлечения из защитной гильзы.
Измерительный узел (0 – 5) смонтирован в трубчатом корпусе, в котором в верхней части размещена буссоль, составляющая одну систему с маятником-отвесом, внизу – фиксирующее устройство и резьба для соединения с часовым фиксирующим механизмом.
При спуске прибора в скважину на бурильных трубах для избежания их магнитного влияния на стрелку буссоли необходимо между гильзой инклинометра и бурильными трубами ввести разделительную немагнитную штангу длиной не менее 6 м, изготовленную из нержавеющих (сталь Х18Н10Т), латунных или дюралюминиевых труб.
Инклинометр многоточечный оперативного контроля МТ-1-40
Данный инклинометр предназначен для многократных измерений в одной или многих точках скважины, что значительно повышает оперативность контроля и достоверность о ее пространственном положении и снижает затраты на инклинометрические измерения, особенно при искусственном искривлении, требующем нескольких измерений интервала.
Для измерения азимутов и зенитных углов скважины инклинометр снабжен чувствительными элементами (магнитной стрелкой и отвесом, установленными на эксцентричной апсидальной рамке). Магнитная стрелка и отвес инклинометра снабжены шкалами для отсчета азимута и зенитного угла скважины.
Принцип действия инклинометра МТ основан на фотоизометрическом способе регистрации азимутов и зенитных углов скважины. Это позволяет наиболее простым способом осуществить бесконтактную регистрацию показаний магнитной стрелки компаса и отвеса инклинометра, заключенных в герметично закрытый корпус и взвешенных в жидкости, что повышает точность и объективность измерений и надежность прибора [5].
Техническая характеристика данного инклинометра представлена в табл. 7.
Таблица 7
Техническая характеристика инклинометра МТ-1-40
|
Диапазон измерений углов, градус: зенитных азимутов |
2 – 60 0 – 360 |
|
Основная погрешность (при зенитных углах более 4°), не более, градус: зенитных углов азимутов |
0,5 2,5 |
|
Габаритные размеры, мм: диаметр длина |
40 (42) 2000 |
Структурная схема инклинометра
Инклинометр МТ представляет собой автономное устройство, работающее либо в автоматическом режиме, либо в режиме управления без электрической связи с поверхностью. Структурная схема инклинометра показана на рис. 8 [5].
Рис. 8. Структурная схема инклинометра МТ-1-40
Выбор режима работы осуществляется соответствующей установкой переключателя режима работы АВТ-УПР. В автоматическом режиме инклинометр работает по временной программе, задаваемой датчиком временных интервалов. В этом режиме инклинометр перемещают по скважине, контролируя по секундомеру время прохождения циклов программы. Через промежутки времени, предусмотренные в цикле для успокоения ЧЭ и регистрации их показаний, его останавливают в точке измерения, и каждый кадр фотопленки соответствует одному измерению.
В автоматическом режиме фотографирование шкал ЧЭ производится циклично через 2,5 мин, в режиме управления – по команде оператора с поверхности.
В режиме управления фоторегистратор инклинометра срабатывает только в тех точках скважины, где необходимо произвести измерение. В этом режиме датчик ускорений обеспечивает логическую схему телеуправления, в которой фактор «перемещение» является запрещающим, а фактор «остановка» – разрешающим сигналом, т.е. при перемещении инклинометра по скважине автоматический фоторегистратор всегда находится в выключенном состоянии и для его запуска необходимо остановить инклинометр. Для измерения в этом режиме оператор опускает инклинометр в точку измерения и выдерживает его без движения не менее 1 мин.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
