Инклинометр

(51)721 47/02 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Мендебаев Токтамыс Нусипхулович Городецкий Иосиф Маркович Бобылев Феофан Александрович Глазштейн Владимир Савельевич(73) Закрытое акционерное общество Компания Жайлау(57) Изобретение относится к горному делу, в частности к измерению кривизны скважин при бурении. Технический результат изобретения - повышение точности измерений кривизны скважин. Инклинометр включает корпус с верхней сферической прозрачной полостью, в которой в инертной жидкости плавает шарообразный поплавок,снабженный средствами его ориентации в пространстве, эластичную диафрагму и арретирующее устройство, эластичная диафрагма закрыта днищем,имеющим внутреннюю сферическую поверхность с центральным отверстием, в котором размещен выступ, закрепленный в эластичной диафрагме с возможностью взаимодействия с шарообразным поплавком. 8689 Изобретение относится к горному делу, в частности к измерению кривизны скважин при бурении. Известно устройство для определения азимутального и зенитного углов скважин, включающее сферический поплавок с датчиками зенитного и азимутального углов, плавающий в электрореологической жидкости (а. с. СССР 1090863, кл. Е 21 В 47/02, 1984). Однако такое устройство сложно, так как для привода арретирующего устройства используют специальную суспензию со специфическими физиологическими свойствами, автономный источник питания, группы электродов с высоковольтным преобразователем. При этом электрическая цепь должна быть надежно защищена от токопроводящих воздействий. Известен инклинометр в составе колонкового набора (а. с. СССР 1498905, кл. Е 21 В 25/16,1989), включающий цилиндрический корпус со сферической полостью, заполненной прозрачной жидкостью, в которой во взведенном состоянии размещен шар с вмонтированным в нем эксцентричным грузом - магнитом, и арретирующее устройство,подпружиненный шток которого имеет возможность взаимодействовать с шаром через эластичную диафрагму днища корпуса. Такой инклинометр имеет невысокую точность,так как идеальной (нулевой) плавучести шара в жидкости достичь практически невозможно, если учесть, что на забое скважины под влиянием изменившихся температуры и давления плотность жидкости меняется и шар либо всплывает, опираясь при этом в верхнюю часть корпуса, либо спускается на эластичную диафрагму. Учитывая, что корпус инклинометра, как правило, занимает наклонное положение по отношению к эксцентричному грузу шара, а эластичная диафрагма имеет форму плоскости (а не сферы), то в обоих случаях возникает дополнительный момент от двух точек касания поплавка с высоким коэффициентом трения, так как эластичная диафрагма, изготавливаемая из резины,при контакте с шаром дает величину коэффициента трения скольжения, равную 0,6-0,8. Задачей изобретения является разработка инклинометра, позволяющего достичь повышение точности измерений кривизны скважин. Это достигается тем, что в инклинометре,включающем корпус с верхней сферической прозрачной полостью, в которой в инертной жидкости плавает шарообразный поплавок, снабженный средствами его ориентации в пространстве, эластичную диафрагму и арретирующее устройство, эластичная диафрагма закрыта днищем, имеющим внутреннюю сферическую поверхность с центральным отверстием, в котором размещен выступ, закрепленный в эластичной диафрагме с возможностью взаимодействия с шарообразным поплавком. На чертеже изображен общий вид инклинометра в продольном разрезе. Инклинометр состоит из корпуса 1, к которому присоединены днище 2, имеющее внутреннюю сфе 2 рическую поверхность, и верхняя сферическая полость 3. Днище 2 и полость 3 соединены кольцевым поясом 4. Образовавшаяся сфера заполнена инертной жидкостью 5, в которой плавает шарообразный поплавок 6 с магнитным элементом 7, смещенным по вертикальной оси и выполняющим роль отвеса. Под сферическим днищем 2 расположена эластичная диафрагма 8, в которой закреплен стержень 9 с выступом 10 на его верхнем конце. Эластичная диафрагма 8 через шайбу 11 подперта корпусом 1. Муфта 12 соединяет шток 13 и поршень 14 с диафрагмой 8. Поршень 14 подпружинен сильфоном 15, преднатяг которого осуществляют с помощью гайки 16. К нижней части корпуса 1 присоединен наконечник 17. В собранном виде корпус 1 помещают в наружный кожух 18, который с помощью болтов 19 соединен с поршнем 14 корпуса. Инклинометр работает следующим образом. Кожух инклинометра 18 присоединяют к бурильной колонне (на фигуре не показано) и опускают в скважину до упора о забой ее наконечника 17. Под действием веса снаряда кожух 18, сжимая сильфон 15, перемещается вниз относительно корпуса 1 на величину 2-3 мм. При этом шток 13 посредством муфты 12 оттягивает эластичную диафрагму 8 одновременно с выступом 10 и расфиксирует шарообразный поплавок 6. Освобожденный шарообразный поплавок в любом положении корпуса инклинометра может контактировать в сферическом пространстве только в одной точке с ее поверхностью. Учитывая, что антифрикционнные свойства полимеров,из которых изготовлены сфера и поплавок, значительно ниже (0,1-0,3) резиновых и других изделий,то шарообразный поплавок 6 под влиянием магнитного элемента 7, одновременно выполняющий роль отвеса, беспрепятственно займет строго определенное положение в пространстве относительно сторон света и оси скважины. В процессе подъема, когда инклинометр отрывают от забоя, сильфон 15, благодаря его предварительному натяжению, прижимает ориентированный шарообразный поплавок 6 к внутренней поверхности сферической полости 3 и постоянно поддерживает его в этом положении, не давая расфиксироваться. После извлечения инклинометра на поверхность визуально снимают его показания. Применение инклинометра в практике геологоразведочных работ позволит повысить по сравнению с базовым устройством в 2-3 раза точность измерений, так как ориентация шарообразного поплавка в пространстве проходит практически беспрепятственно. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Инклинометр, включающий корпус с верхней сферической прозрачной полостью, заполненной инертной жидкостью, в которой во взвешенном состоянии размещен шарообразный поплавок, снабженный средствами его ориентации в пространстве, 8689 эластичную диафрагму и арретирующее устройство,отличающийся тем, что эластичная диафрагма снабжена центральным выступом и закрыта днищем, имеющим внутреннюю сферическую поверхность с центральным отверстием, через которое пропущен упомянутый выступ с возможностью взаимодействия с шарообразным поплавком.