Устройство и работа инклинометров

1. Инклинометр ИК-1. Прибор ИК-1 предназначен для измерения угла отклонения от вертикали и азимута плоскости искривления скважин, пройденных в слабомагнитных породах.
Измерительная схема инклинометра ИК-1 представляет собой мост, одно плечо которого (плечо датчика) находится в скважинном приборе, а остальные плечи — на поверхности земли в пульте управления.
Переключателем рода работ ПРР к схеме моста в качестве чувствительного плеча могут подключаться поочередно угловой реохорд УР (положения «5» и «6» переключателя), азимутальный реохорд AP (положения «2» и «3») или отключаться оба реохорда (положения «1» и «4»). Переключение рода работ происходит при помощи шагового переключателя, работающего от электромагнита ЭМ. Электромагнит срабатывает в том случае, когда направление тока совпадает с направлением диода Д1. При пропускании импульса тока через электромагнит ЭМ якорь последнего притягивается к сердечнику и поворачивает зубчатое колесо переключателя рода работ на угол 60°. В результате поворота зубчатого колеса контакт переключателя переводится в соседнюю позицию (в порядке возрастания номеров контактов). После выключения тока зубчатое колесо и связанный с ним подвижный контакт переключателя остаются в прежнем положении. Следующий импульс тока переводит контакт переключателя в следующую позицию.
Наличие в чувствительном плече моста того или иного реохорда распознается посредством индикатора КП при пропускании через скважинный прибор тока, направление которого совпадает с направлением диода Д2. Когда подключен угловой реохорд, стрелка прибора КП находится в правой половине шкалы. Когда подключен азимутальный реохорд, сопротивление которого больше сопротивления углового реохорда, сила тока в питающей схеме моста уменьшается, вследствие чего стрелка прибора КП устанавливается в левой половине шкалы.
Датчиком угла наклона является стрелка КУ, устанавливающаяся под действием отвеса в вертикальном положении. Отвес имеет эксцентричный груз, автоматически ориентирующий плоскость реохорда УP в плоскости искривления скважины.
В положении «5» переключателя ПРР к схеме моста подключается угловой реохорд, причем стрелка КУ находится в свободном состоянии, т. е. к схеме моста подключается полное сопротивление реохорда. В положении «6» переключателя ПРР при помощи связанного с электромагнитом ЭМ реле стрелка прижимается к реохорду, т. е. к схеме моста подключается лишь часть сопротивления реохорда. Величина сопротивления в чувствительном плече моста будет зависеть от угла отклонения скважины от вертикали и будет увеличиваться с уменьшением угла.
Если при полностью подключенном реохорде УР установить равновесие моста, что фиксируется по индикатору нуля ИН, то в положении «6» переключателя ПРР в диагонали AB моста возникнет напряжение небаланса, величина которого будет возрастать с увеличением угла отклонения оси скважины.
2. Скважинный прибор размещают на определенной глубине, где необходимо провести измерения.
3. Тумблером 6 включают питание, а тумблером 5 устанавливают положение «2» скважинного переключателя, при котором подключается полное сопротивление азимутального реохорда. Указанное положение переключателя распознается по отклонению стрелки прибора 3 от левого крайнего положения и установке ее в левой части шкалы.
4. Круговым реостатом 14 по шкале азимута устанавливают фиксированный отсчет, близкий к 360° и обычно отмечаемый красной чертой. При этом стрелка прибора 1 должна находиться на нуле. Если данное условие не выполняется, то нулевое показание индикатора нуля 1 подстраивают реостатом 7.
5. Тумблером 5 устанавливают положение «3» скважинного переключателя, в котором магнитная стрелка прижимается к реохорду.
6. Переключатель 2 ставят в положение «Азимут» и реостатом 14 выводят стрелку прибора 1 на нуль. По шкале азимута берут отсчет и переключатель 2 возвращают в нейтральное положение.
7. Скважинный переключатель ставят в положение «2» (к схеме моста подсоединяется полностью угловой реохорд), на шкале углов устанавливают фиксированный отсчет, помеченный красной чертой, и проверяют нулевое показание прибора 1.
8. Тумблером 5 скважинный переключатель переводят в положение «3» и в положении «Угол» переключателя 2 измеряют угол наклона оси скважины.
9. Устанавливают нейтральное положение «4» скважинного переключателя, выключают тумблер 6 и прибор поднимают на следующую глубину.
2. Инклинометр ИГ-2. Гироскопический инклинометр ИГ-2 предназначен для измерения элементов искривления скважин, обсаженных трубами или пройденных в сильномагнитных породах.
Датчик параметров искривления скважины состоит из двух гиросистем: курсоуказателя и стабилизатора горизонта. Каждая гиросистема содержит рамку с гироскопом типа ГМ-4 диаметром 55 мм, имеющим три степени свободы, и потенциометр.
Плоскость гироскопа курсоуказателя перед началом измерения устанавливается вертикально и ориентируется в определенном азимуте. Указанная ориентировка сохраняется в процессе перемещения инклинометра по скважине. Плоскость рамки курсоуказателя все время ориентируется в плоскости искривления скважины. На рамке установлен потенциометр, съемная щетка которого связана с курсоуказателем. Этот потенциометр передает на поверхность показания, определяющие угол отклонения плоскости рамки от плоскости вращения гироскопа.
Плоскость гироскопа стабилизатора горизонта перед началом измерений устанавливается горизонтально. Так как плоскость рамки гироскопа в процессе движения прибора по скважине устанавливается перпендикулярно оси скважины, между плоскостью стабилизатора и плоскостью рамки будет образовываться угол, равный отклонению сил скважины от вертикали. Установленный на гироскопе потенциометр, съемная щетка которого помещена на рамке, передает на поверхность земли показания, определяющие зенитный угол.
В инклинометре имеется устройство для арретирования гиросистем и задания им начального положения перед замерами.
Инклинометр ИГ-2 позволяет непрерывно регистрировать элементы искривления скважины.
Недостатком инклинометра ИГ-2 является смещение оси гироскопа от заданного направления во время замера вследствие трения, неуравновешенности и по другим причинам, что приводит к снижению точности измерений. К недостаткам прибора относятся также громоздкая электрическая схема и высокая стоимость прибора.