Електронна сонда за хоризонтални пробивни главинасочено сондиране
Собственици на патент RU 2549944:
Изобретението се отнася до оборудване за наблюдение на работни параметри по време на сондиране и може да се използва за извършване на операции с електрически каротаж както при хоризонтално и вертикално насочено сондиране, така и в насочени и разклонени хоризонтални кладенци по време на сондиране. Техническият резултат е повишаване на надеждността на сондата поради втвърдяването на тялото и надеждното запечатване на основните електронни компоненти. Предлага се електронна сонда, съдържаща метално отделение 1 за захранване и свързан с него пластмасов корпус 2, в който е поставен измервателен блок 3 и запълнен с влагоустойчива смес, както и блок за обработка на сигнала 4 под формата на микроконтролен блок и магнитна антена 5. В този случай измервателният блок 3 включва сензор 6 за наклон на надлъжната ос спрямо хоризонта, сензор за преобръщане 7 и импулсен стабилизатор 8. Пластмасовият корпус 2 е изработен от многослоен фибростъкло, вътрешните слоеве на който са направени от стъклени нишки с надлъжна и ортогонална ориентация в структурата на тялото, а външните слоеве са изработени от стъклени нишки с диагонална ориентация. Магнитната антена 5 и измервателният блок 3 имат многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие 11, а микроконтролерният блок 4 има покритие 12 от лак с ниска адхезивност към влагоустойчивото покритие на измервателния блок 3 и магнитната антена 5 и са запълнени с влагоустойчиво съединение 13 по време на монтажа. f-ly, 3 ил.
Изобретението се отнася до системи за геофизични цели и по-специално до оборудване за наблюдение на работните параметри по време на сондиране и може да се използва за извършване на операции с електрически каротаж както при хоризонтално и вертикално насочено сондиране, така и при наклоненинасочени и разклонено-хоризонтални кладенци в процеса на сондиране.
Известна сонда за електрическа сеч, представена в и.с. СССР № 616606, кл. G01V 3/18, E21B 47/00, s. 05/06/76, оп. 25.07.78 г.
Добре познатата сонда има като тяло дебелостенна сондажна тръба, в която са направени жлебове за измервателната част с токови (силови) и измервателни електроди, кабелна муфа за връзка с комуникационна линия, снабдена с хидравлично уплътнение между вътрешното и пръстеновидното пространство, а тялото на измервателната част е съставено от диелектрични втулки, някои от които са подсилени с метални електроди, в стените на втулките има през надлъжни канали за измервателни електроди, както и два диаметрално разположени проходни канала за осигуряване на лесно сглобяване, краищата на всички втулки са снабдени с елементи, които образуват лабиринтно уплътнение в компресирано състояние, а на сондажната тръба, от една страна, има перваза с диаметър, надвишаващ диаметъра на измервателната част, а от друга страна, обувка, която притиска втулките, външната чийто диаметър е равен на диаметъра на перваза. Поддържаемостта на известната сонда се осигурява от факта, че измервателната част на сондата е разположена в жлеба на тялото на сондата и тялото й е направено от диелектрични втулки, някои от които са подсилени с метални електроди, в диелектричните втулки са направени отвори за измервателни електроди. Диелектричните втулки могат лесно да се сменят, ако са повредени.
Недостатъкът на известната сонда е в ограничените й експлоатационни възможности - тя няма елементи за определяне на позицията на сондата, блок за обработка на измерените сигнали и др.
Известната сонда е монтирана в главата на свредлото и се състои от захранване в метален корпус ипластмасов корпус, съчетан с последния, в който е разположен измервателен блок, включващ датчик за наклон на надлъжната ос спрямо хоризонта, сензор за наклон ("часовник"), импулсен стабилизатор, както и блок за обработка на сигнала под формата на микроконтролен блок и антенно устройство под формата на антенен драйвер с феритна антена. Всички изброени елементи, поставени в пластмасова кутия, са запълнени с влагоустойчива смес. Пластмасовият корпус осигурява свободно разпределение на силовите линии на променливото магнитно поле, но няма необходимата сила. Пробивната глава има сечение с надлъжни проходни прорези за безпрепятствено излизане на силовите линии на магнитното поле.
В процеса на сондиране настъпва промяна в характеристиките на скалата, което може да причини нагряване на сондажната глава, нейното компресиране, последвано от механично увреждане на сондата и дори проникване на сондажна течност в елементите на електронния блок, което нарушава работата на сондата.
Недостатъците на известната сонда са нейната ниска надеждност, поради ниската здравина на корпуса и недостатъчната сигурност на елементите на електронния блок.
Целта е да се подобри надеждността на сондата.
Проблемът се решава от факта, че в електронната сонда за сондажни глави на хоризонтално насочени сондажни платформи, съдържаща метално отделение за захранване и свързан пластмасов корпус, в който е поставен измервателен блок и запълнен с влагоустойчива смес, включваща сензор за наклон на надлъжната ос спрямо хоризонта, сензор за наклон, импулсен стабилизатор, както и блок за обработка на сигнала под формата на микроконтролен блок и магнитна антена. СЪГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЕТО, пластмасовото тяло е изработено от ламиниран фибростъкло, вътрешните слоевекойто е направен от стъклени нишки с надлъжна и ортогонална ориентация в структурата на тялото, външните слоеве са направени от стъклени нишки с диагонална ориентация, магнитната антена и измервателният блок имат многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие, а микроконтролерният блок има лаково покритие с ниска адхезивна способност към влагоустойчивото покритие на измервателния блок и магнитната антена.
В този случай сърцевината на магнитната антена може да бъде направена под формата на две или повече последователно свързани пръчки или пръстени от феромагнитен материал.
В допълнение, краищата на съседни пръти или пръстени на сърцевината на магнитната антена могат да бъдат заострени и залепени един към друг с помощта на еластично съединение с висока магнитна пропускливост.
Производството на пластмасовото тяло на сондата от многослоен фибростъкло с различна ориентация на стъклени влакна във вътрешния и външния слой значително повишава здравината на тялото, намалявайки възможността за механичното му увреждане, а именно образуването на сквозни пукнатини, което заедно с изпълнението на основните компоненти на електронния блок (измервателен блок и магнитна антена) с нанесено върху тях многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие, а модулът за обработка на сигнали - покрит с вар. ниша с ниска адхезивна способност към влагоустойчиво покритие преди поставянето им в корпуса и последващо заливане с влагоустойчива смес, осигурява надеждна херметизация на посочените възли и в резултат на това висока надеждност на електронната сонда, а също така позволява евентуалната им подмяна при ремонт.
ЕФЕКТ: укрепване на корпуса, надеждно уплътняване на основните възли.
Предложеното техническо решениеима новост в сравнение с прототипа, като се различава от него по такива съществени характеристики като изпълнението на пластмасов корпус от многослоен фибростъкло, чиито вътрешни слоеве са изработени от стъклени нишки с надлъжна и ортогонална ориентация в структурата на корпуса, външните слоеве са изработени от стъклени нишки с диагонална ориентация, внедряването на магнитна антена и измервателен блок с многослойна силно адхезивна влагоустойчива коа ating, и микроконтролен блок с лаково покритие с ниска адхезивна способност към влага, устойчиво покритие на измервателния блок и магнитната антена, които заедно осигуряват постигането на желания резултат.
На заявителя не са известни технически решения, притежаващи горните съществени характеристики, които в съвкупност осигуряват постигането на желания резултат, поради което счита, че предлаганата сонда отговаря на критерия „изобретателско ниво“.
Изобретената сонда може да се използва широко в техниката на хоризонтално сондиране и следователно отговаря на критерия "индустриална приложимост".
Изобретението е илюстрирано с чертежи, които са представени в:
- Фиг.1 - Общ изглед на електронната сонда;
- фигура 2 - изглед на пластмасовия корпус в разрез;
- фигура 3 - конструкцията на магнитната антена.
Електронната сонда съгласно изобретението (фигура 1) съдържа метално отделение 1 на захранването и свързан с него пластмасов корпус 2, в който е поставен измервателен блок 3 и запълнен с влагоустойчива смес, както и блок за обработка на сигнала 4 под формата на микроконтролер и магнитна антена 5. В този случай измервателният блок 3 включва сензор 6 за наклон на надлъжната ос по отношение на хоризонта, датчик 7 на ролка и импулсен стабилизатор 8.
Пластмасовият калъф 2 е изработен отмногослоен фибростъкло, чиито вътрешни слоеве 9 са направени от фибростъкло с надлъжна и ортогонална ориентация в структурата на тялото, а външните слоеве 10 са направени от фибростъкло с диагонална ориентация (фигура 2). Магнитната антена 5 и измервателният блок 3 имат многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие 11, а микроконтролерният блок 4 има покритие 12 от лак с ниска адхезивна способност към влагоустойчивото покритие на измервателния блок 3 и магнитната антена 5 и са запълнени с влагоустойчиво съединение 13 по време на монтажа.Магнитната антена 5 се състои от няколко пръта s 14, залепени един в друг чрез еластична смес 15 с висока магнитна проницаемост и соленоидна намотка 16 (фигура 3). В този случай краищата на съседни пръти 14 или пръстени на сърцевината на магнитната антена 5 имат по-специално конична форма.
Сондата се сглобява по следния начин. Измервателният блок 3 и магнитната антена 5 са покрити с многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие 11, а модулът за обработка на сигнала на микроконтролера 4 е покрит с лаково покритие 12 с ниска адхезивност към влагоустойчивото покритие на измервателния блок 3 и магнитната антена 5. След това тези възли се поставят в пластмасов корпус 2, предварително куплиран (свързан) с метален корпус 1 , където се помещава захранващият блок (на чертежите). не е показано), където са поставени по предварително определен начин и са запълнени с влагоустойчива смес 13.
Здравата конструкция на корпуса 2 на сондата по време на преминаването на скалите през сондажната глава понася доста добре механичното въздействие и не претърпява значителни нарушения на целостта на тялото. Наличието на многослойно покритие 11 върху такива функционално важни части на сондата като измервателен блок 3 и магнитна антена 5 и покритие 12 върху блок 4обработката на сигнала, дори при евентуално нарушение на целостта на корпуса, гарантира запазването на работоспособността на изброените възли.
В сравнение с прототипа, изобретената сонда е по-надеждна в експлоатация по отношение на поддържане на безотказна работа, увеличаване на експлоатационния му живот и осигуряване на възможност за ремонт.
1. Електронна сонда за сондажни глави на хоризонтално насочени сондажни платформи, съдържаща отделение за метално захранване и свързан пластмасов корпус, в който е поставен измервателен блок и напълнен със съединение, включващо сензор за наклон на надлъжната ос спрямо хоризонта, сензор за наклон, импулсен стабилизатор, както и блок за обработка на сигнала под формата на микроконтролер и магнитна антена, характеризираща се с това, че пластмасовият корпус е изработен от многослоен фибростъкло, чиито вътрешни слоеве са изработени от стъклени влакна с надлъжна и ортогонална ориентация в структурата на корпуса, външните слоеве са изработени от стъклени влакна с диагонална ориентация, магнитната антена и измервателният блок имат многослойно силно адхезивно влагоустойчиво покритие, а микроконтролерният блок има лаково покритие с ниска адхезивна способност към влагата. устойчиво покритие на измервателния уред и магнитната антена.
2. Електронна сонда съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че сърцевината на магнитната антена е направена под формата на два или повече последователно свързани пръта или пръстена от феромагнитен материал.
3. Електронна сонда съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че краищата на съседни пръти или пръстени на сърцевината на магнитната антена са конусовидни и са залепени един в друг с помощта на еластична смес с висока магнитна проницаемост.