ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

малогабаритный гироскопический инклинометр
(РФ № 2178523)

Классы МПК:E21B47/022 буровой скважины 
G01C19/00 Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно- исследовательский институт прикладной механики им. академика В.И. Кузнецова"
Приоритеты:
подача заявки:
1999-04-06
публикация патента:

Изобретение предназначено для использования в нефтегазовой промышленности и геофизике при исследовании траекторий скважин малого диаметра. Инклинометр содержит гироскоп, два маятниковых акселерометра, блок электроники для питания чувствительных элементов и передачи информации на наземную аппаратуру, прочную герметичную оболочку, систему виброгасителей и амортизаторов. Для механической и электрической связи с наземной аппаратурой используется каротажный кабель. Реверсивное вращение гироскопа на 180o в процессе измерений осуществляется двигателем постоянного тока через многоступенчатый редуктор, имеющий только один вал и одну ось, а стабильность ориентации гироскопа при измерениях обеспечивается за счет прижатия упора к базовым плоскостям с помощью одной пружины в обеих позициях, что позволяет использовать инклинометр в скважинах малого диаметра. 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2178523

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и к геофизике, а более конкретно - к устройствам, позволяющим измерять значения азимутального и зенитного углов при исследовании траекторий нефтяных, газовых, геофизических и других скважин.

Известен гироскопический инклинометр (патент США N 4.244.116, кл. 6010 19/38, 1981 г. ), в котором в качестве чувствительных элементов для измерения азимутального и зенитного углов используются соответственно двухосный динамически настраиваемый гироскоп и двухосный маятниковый акселерометр.

Известен также гироскопический инклинометр (патент США N 4.245.498, кл. E 21 В 47/022, 1981 г. ), в котором в качестве чувствительных элементов для измерения азимута используются динамически настраиваемые гироскопы, которые при проведении измерений поворачиваются вокруг оси подвеса рамки с помощью датчика момента. Однако такая схема не может быть реализована в малогабаритном инклинометре ввиду того, что отсутствуют компактные датчики момента, обеспечивающие требуемый момент поворота.

Целью настоящего изобретения является создание малогабаритного гироскопического инклинометра с внешним диаметром не более 36 мм, обеспечивающего требуемую точность измерений параметров траектории скважины.

Цель достигается тем, что в инклинометре применен малогабаритный и маломоментный электродвигатель постоянного тока с редуктором специальной конструкции.

Малогабаритный гироскопический инклинометр в соответствии с настоящим изобретением (фиг. 1) содержит два основных блока: блок чувствительных элементов 1 и блок электроники 2. В состав блока входят приборы измерения азимута и зенитного угла. Для измерения азимута применен динамически настраиваемый гироскоп 3, который присоединен к валу 4 и имеет возможность поворачиваться на 180o вокруг оси инклинометра. Вал 4 кинематически соединен с выходным звеном редуктора 5, на входе которого установлен двигатель постоянного тока 6. Реверсирование вращения двигателя осуществляется с помощью двух микропереключателей 7. Стабильность крайних положений поворота гироскопа (0 и 180o) обеспечивается за счет взаимодействия упора 8 с базовыми площадками 9 на корпусе блока чувствительных элементов, которые прижимаются друг к другу пружиной 10. Фрикционная муфта 11 защищает от разрушающих нагрузок в момент прижатия упора 8 к одной из базовых площадок 9. Редуктор 5, кинематическая схема которого показана на фиг. 2, имеет шесть пар цилиндрических зубчатых колес, вращающихся на валу 12 и оси 13. Такая конструкция редуктора обеспечивает его малый диаметр.

Два маятниковых акселерометра 14, используемые для измерения зенитного угла, установлены неподвижно в корпусе блока 1.

Измерительные оси акселерометров взаимно перпендикулярны, а направление их совпадает с направлением измерительных осей гироскопа, когда он находится в позициях 0 и 180o, т. е. в моменты прижатия упора 8 к базовым площадкам 9.

Блок электроники 2 осуществляет электропитание чувствительных элементов 3 и 14, а также обработку и передачу информации по каротажному однокильному кабелю 15 и наземной аппаратуре.

Все элементы инклинометра помещены в прочную трубчатую герметичную оболочку 16. Для защиты аппаратуры от ударов и вибрации при движении внутри скважины предусмотрены амортизатор 17 и виброгасители 18.

Измерение параметров траектории скважины - азимута и зенитного угла - производится следующим образом. Инклинометр опускается в заданную точку скважины, где производится измерение выходных сигналов акселерометра и выходных сигналов гироскопа в позициях 0 и 180o. Для получения большей точности измерений необходимо обеспечить очень точный поворот на 180o. Для этого в позиции 0o (фиг. 3) упор 8 прижимается к одной из базовых площадок 9 посредством пружины 10. При включении двигателя 6 гироскоп 3 поворачивается по часовой стрелке в позицию 180o, и упор 8 той же пружиной 10 прижимается к другой базовой площадке 9. По полученным измерениям наземная аппаратура производит вычисление азимута и зенитного угла в данной точке скважины. После этого гироскоп возвращается в позицию o, и инклинометр перемещается в следующую точку скважины.

Таким образом, заявленные технические решения существенно расширяют эксплуатационные возможности инклинометра, так как позволяют использовать его в скважинах малого диаметра при обеспечении требуемой точности измерений.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Малогабаритный гироскопический инклинометр для измерения азимута и зенитного угла осевой линии наклонно направленных скважин в заданных точках по всей их длине, состоящий из блока чувствительных элементов с двумя маятниковыми акселерометрами и гироскопом, имеющим возможность реверсивного разворота на 180o вокруг продольной оси инклинометра, блока электроники для питания гироскопа и акселерометров, обработки и передачи измерительной информации на наземную аппаратуру, прочной герметичной оболочки, системы виброгасителей и амортизаторов, каротажного кабеля для электрической и механической связи с наземной аппаратурой, отличающийся тем, что разворот гироскопа в процессе измерений осуществляется малогабаритным электродвигателем постоянного тока через многоступенчатый редуктор, имеющий только один вал и одну ось, а стабильность ориентации гироскопа в позициях 0o и 180o обеспечивается за счет прижатия упора к базовым плоскостям посредством одной пружины в обеих позициях.

Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс E21B47/022 буровой скважины 

Патенты РФ в классе E21B47/022:
внутрискважинная калибровка инструмента при проведении изысканий пластов -  патент 2525564 (20.08.2014)
способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр -  патент 2507392 (20.02.2014)
способ определения углов искривления скважины -  патент 2503810 (10.01.2014)
устройство для контроля положения ствола горизонтальной скважины -  патент 2490448 (20.08.2013)
глубинный датчик расхода бурового раствора -  патент 2485309 (20.06.2013)
устройство измерения расстояния и определения направления между двумя буровыми скважинами (варианты), способ измерения расстояния и определения направления между двумя буровыми скважинами, узел соленоида устройства измерения расстояния и определения направления между двумя буровыми скважинами -  патент 2468200 (27.11.2012)
устройство для измерения зенитных и азимутальных углов скважин -  патент 2459951 (27.08.2012)
скважинный генератор -  патент 2442892 (20.02.2012)

интегрированное отображение положения ведущего переводника и ориентации торца долота -  патент 2439315 (10.01.2012)
определение расстояния магнитными средствами при бурении параллельных скважин -  патент 2436924 (20.12.2011)

Класс G01C19/00 Гироскопы; поворотно-чувствительные устройства с колеблющимися массами; Поворотно-чувствительные устройства без движущихся масс

Патенты РФ в классе G01C19/00:
гироинерциальный модуль гироскопического инклинометра -  патент 2528105 (10.09.2014)
способ и система для гироскопических измерений с использованием вибрационного гироскопа -  патент 2528037 (10.09.2014)
резонатор с защитным слоем, вибрационный датчик, включающий в себя такой резонатор, и способ изготовления резонатора -  патент 2527319 (27.08.2014)
способ расширения диапазона измерения угловых скоростей волоконно-оптического гироскопа с закрытыми контурами обратной связи -  патент 2527141 (27.08.2014)
твердотельный гиролазер с управляемой оптической накачкой -  патент 2526893 (27.08.2014)
способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа -  патент 2526513 (20.08.2014)
гирокомпас -  патент 2526477 (20.08.2014)
способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа -  патент 2526217 (20.08.2014)
способ измерения угловых перемещений лазерным гироскопом -  патент 2525648 (20.08.2014)
способ расширения диапазона измерения угловых скоростей волоконно-оптического гироскопа с открытым контуром -  патент 2523759 (20.07.2014)




Наверх