專利名稱：磁球式測斜定向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新型的測斜定向儀，它適用于巖心鉆孔、石油鉆井中測斜定向。
目前國內(nèi)外測斜儀的型號、品種很多，其中用于非磁性鉆孔(井)的磁針式測斜儀就有三十多種，它們的口徑大小、數(shù)據(jù)記錄方式、適用深、斜度不一，但其定向原理結(jié)構(gòu)基本一樣，都是采用縱橫軸承、頂尖和偏重框架結(jié)構(gòu)的支承機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來實現(xiàn)羅盤磁針呈水平狀，靈活轉(zhuǎn)動，指北定向。儀器軸線與懸垂線相交形成頂角(詳見89年10月地質(zhì)出版社出版、蕭圣泗等編著的“鉆孔彎曲測量”一書)。這種傳統(tǒng)式的機(jī)械結(jié)構(gòu)給儀器帶來很多問題轉(zhuǎn)動易損件多，抗震性差，影響精度和壽命；測程范圍小，不能測量大的頂角、水平角和仰角的鉆孔(井)；應(yīng)用領(lǐng)域小，僅限于測斜，不能測量孔(井)內(nèi)的定向標(biāo)記方向。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、抗震性強(qiáng)、測量范圍大的磁球式測斜定向儀。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的它具有殼體，在殼體下端連接一個透明的球形底殼，殼體內(nèi)于底殼的上方置有光滑的磁球，磁球的周圍填充有潤滑液，磁球懸浮于潤滑液中并能相對于底殼轉(zhuǎn)動，在殼體內(nèi)于磁球的上方設(shè)有阻止磁球運動的鎖卡機(jī)構(gòu)，磁球上部標(biāo)刻有方位讀數(shù)，磁球下圓面上刻劃有同心圓的分度線，在底殼中心畫有帶十字線的圓圈標(biāo)記和定位線。由于磁球重心偏下，磁極準(zhǔn)確，故無論本實用新型(儀器)處于任何空間位置，磁球N極總是呈水平指北。當(dāng)儀器處于某一空間位置靜止時，用位于磁球上方的鎖卡機(jī)構(gòu)卡住磁球，通過磁球縱軸線下端點與儀器軸線下端點(即底殼中心點)的相對位置，就可得出頂角讀數(shù)；以上兩端點的連線延伸到磁球水平圓周線上，即可得出方位讀數(shù)；儀器底殼上標(biāo)劃的定位線所指示的方位讀數(shù)，即為孔內(nèi)定向標(biāo)記方位。
上述的標(biāo)劃于磁球下圓面上的同心圓分度線可刻劃在底殼圓面上，此時在磁球的下部加接擺桿，并在擺桿底端刻一十字線。當(dāng)儀器靜止時，儀器軸線與呈鉛垂?fàn)顟B(tài)的擺桿軸線重合，頂角為零，無方位角；偏斜時，有頂角和方位角值。
上述的鎖卡機(jī)構(gòu)由位于磁球上方的壓蓋、與壓蓋連接的滑桿、固接在殼體內(nèi)壁上的支座及置于滑桿與支座之間的壓縮彈簧組成。當(dāng)滑桿受到外力作用時，滑桿就推動壓蓋向下移動，從而卡住磁球；外力解除時，壓蓋、滑桿在彈簧作用下往上移動(復(fù)位)，磁球恢復(fù)自由狀態(tài)。
在上述的殼體內(nèi)上方設(shè)有定時器，在一定的時間內(nèi)，定時器的下頂桿向下移動，驅(qū)動滑桿和壓蓋，壓緊磁球，直讀頂角和方位角。
與現(xiàn)有的羅盤測斜儀相比較，本實用新型完全取締了軸承、頂尖、偏重框架支承機(jī)械機(jī)構(gòu)，故而簡化了結(jié)構(gòu)，減少了配件和裝修手續(xù)，提高了抗震強(qiáng)度和儀器壽命。由于摩擦部件少，磁球轉(zhuǎn)動不受空間位置限制，所以該儀器測量精度高，測量范圍大，除能測量任何角度的頂角、方位角外，還能測定鉆孔(井)內(nèi)的定向標(biāo)記方向。
以下結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本實用新型。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖本實用新型(見圖一)，具有呈管狀的殼體1，在殼體1的下端連接有由耐震材料制成的透明球形底殼2，在殼體1內(nèi)于底殼2的上方置有磁球3，殼體1包括透明外殼4，外管5和連接于外殼4與外管5之間的接頭6，磁球3表面光潔度高，由有機(jī)玻璃制成，球內(nèi)裝有高能量永磁材料，磁球3周圍填充有透明潤滑液，磁球3懸浮于該潤滑液中并能相對于底殼2靈活轉(zhuǎn)動，磁球3與底殼2之間的間隙很小，磁球3的水平圓周上標(biāo)刻有N、E、S、W(0°～360°)的方位度盤，分度值每格5°，磁球下圓面上刻劃有同心圓45圈，從圓心向外，每圈2°，共90°，底殼2中心劃有帶十字線的圓圈標(biāo)記和定位線；在殼體1內(nèi)于磁球3的上方設(shè)有阻止磁球運動的鎖卡機(jī)構(gòu)A，鎖卡機(jī)構(gòu)A由位于磁球3上方的壓蓋7、與壓蓋7連接的滑桿8、固接在接頭6內(nèi)壁上的支座9及置于滑稈8與支座9之間的壓縮彈簧10組成，在滑桿8的上方設(shè)有定時器11，定時器11通過支架12、13連接在外管5上，定時器11下的頂桿14與滑桿8上部緊接觸；在底殼2的下側(cè)可設(shè)置讀數(shù)器15。
磁球3在儀器呈任何角度時，其球縱軸線垂直，方位度盤呈水平，即磁極S－－N呈水平，指向南北方向。儀器軸線偏離磁球縱軸線形成頂角，偏離的方向線投影到水平面與N極指向磁北的方向線形成方位角，同理定向標(biāo)記定位線與N極指北方向線形成定向標(biāo)記方向角。
當(dāng)儀器處于某一空間位置，到達(dá)預(yù)定的時間后，定時器11的頂桿14驅(qū)動滑桿8，迫使與滑桿8連接的壓蓋7向下聯(lián)動，直至鎖卡磁球3，此時翻轉(zhuǎn)儀器，直接觀察磁球3縱軸下端與底殼2下端點的相對位置(同心園數(shù))，既可獲得頂角讀數(shù)，用上面敘述的方法可獲得方位角。一定時間后(測量完后)，通過壓縮彈簧10向上的頂力來保持磁球3常呈自由狀態(tài)。
具體使用本儀器時，有下述情況當(dāng)儀器垂直時，磁球3縱軸線與底殼2的中心(即十字線交叉點)重合，其頂角值為0°；無方位角值；定向標(biāo)記方向角是定位線指向方位度盤的讀數(shù)。
當(dāng)儀器傾斜時，底殼2的中心偏離磁球3的縱軸線，其偏距與儀器傾角大小成正比，底殼2的中心與同心圓圈交會點，即頂角值；從同心圓中心經(jīng)此交會點到方位度盤的讀數(shù)，即傾斜方位角；同上讀出定向標(biāo)記方向角。
當(dāng)儀器呈水平、上仰時，儀器倒置，而磁球仍保持常態(tài)，球上的同心圓圈與倒置的底殼2中心交會，同樣讀出水平、仰角、方位角、定向標(biāo)記方向角。
上述儀器能在任何傾斜角度范圍內(nèi)測量鉆孔(井)頂角、方位角、定向標(biāo)記方向角。為了提高測量精度可加大磁球和儀器的直徑，或縮小測程，將磁球下部的同心圓刻劃在底殼上，在磁球下部加接擺桿，擺桿底端劃帶有十字線的圓圈。
權(quán)利要求1.一種磁球式測斜定向儀，其特征在于它具有殼體(1)，在殼體(1)下端連接有透明的球形底殼(2)，在殼體(1)內(nèi)于底殼(2)的上方置有光滑的磁球體(3)，磁球(3)周圍填充有潤滑液，磁球(3)懸浮于潤滑液中并能相對于底殼(2)轉(zhuǎn)動，在殼體(1)內(nèi)于磁球(3)的上方設(shè)有阻止磁球(3)運動的鎖卡機(jī)構(gòu)(A)，所述磁球(3)上部水平圓周上標(biāo)刻有方位讀數(shù)，磁球(3)下圓面上標(biāo)劃有同心圓分度線，所述底殼(2)中心劃有帶十字線的圓圈標(biāo)記和定位線。
2.一種磁球式測斜定向儀，其特征在于它具有殼體(1)，在殼體(1)下端連接有透明的球形底殼(2)，在殼體(1)內(nèi)于底殼(2)的上方置有光滑的磁球(3)，磁球(3)周圍填充有潤滑液，磁球(3)懸浮于潤滑液中并能相對于底殼(2)轉(zhuǎn)動，在殼體(1)內(nèi)于磁球(3)的上方設(shè)有阻止磁球(3)運動的鎖卡機(jī)構(gòu)(A)，所述磁球(3)上部水平園周上標(biāo)刻有方位讀數(shù)，在磁球(3)下部接有擺桿，所述擺桿底端劃有十字線的圓圈，所述底殼(2)上標(biāo)劃有同心圓分度線。
3.如權(quán)利要求1－2所述磁球式測斜定向儀，其特征在于所述鎖卡機(jī)構(gòu)(A)由位于磁球(3)上方的壓蓋(7)、與壓蓋(7)連接的滑桿(8)、固接在殼體內(nèi)壁上的支座(9)及置于滑桿(8)與支座(9)之間的壓縮彈簧(10)組成。
4.如權(quán)利要求3所述磁球式測斜定向儀，其特征在于在所述殼體(1)內(nèi)上方設(shè)有定時器(11)，定時器(11)下的頂桿(14)與上述滑桿(8)接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種無軸承、頂尖和偏重活動框架支承磁針羅盤定向測斜的“磁球式測斜定向儀”。該儀器的主要特點是應(yīng)用永磁材料制作的磁球，它位于間隙極微的裝有透明液的球形透明空腔內(nèi)，能靈活轉(zhuǎn)動，在磁球的上方設(shè)有鎖卡機(jī)構(gòu)。無論儀器處何種角度，磁球靜止后，球縱軸線垂直，方位度盤呈水平，N極準(zhǔn)確指向磁北。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、抗震性強(qiáng)、測量范圍廣，精度高，適用于46m/m以上的非磁性鉆孔(井)測斜定向。
文檔編號G01B21/22GK2114806SQ91214368
公開日1992年9月2日 申請日期1991年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月13日
發(fā)明者肖圣泗, 湯國起, 張文安 申請人:成都探礦技術(shù)研究開發(fā)公司, 湯國起, 張文安, 肖圣泗