专利名称：磁球式测斜定向仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的测斜定向仪，它适用于岩心钻孔、石油钻井中测斜定向。
目前国内外测斜仪的型号、品种很多，其中用于非磁性钻孔(井)的磁针式测斜仪就有三十多种，它们的口径大小、数据记录方式、适用深、斜度不一，但其定向原理结构基本一样，都是采用纵横轴承、顶尖和偏重框架结构的支承机械结构系统来实现罗盘磁针呈水平状，灵活转动，指北定向。仪器轴线与悬垂线相交形成顶角(详见89年10月地质出版社出版、萧圣泗等编著的“钻孔弯曲测量”一书)。这种传统式的机械结构给仪器带来很多问题转动易损件多，抗震性差，影响精度和寿命；测程范围小，不能测量大的顶角、水平角和仰角的钻孔(井)；应用领域小，仅限于测斜，不能测量孔(井)内的定向标记方向。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、抗震性强、测量范围大的磁球式测斜定向仪。
本实用新型的目的是这样实现的它具有壳体，在壳体下端连接一个透明的球形底壳，壳体内于底壳的上方置有光滑的磁球，磁球的周围填充有润滑液，磁球悬浮于润滑液中并能相对于底壳转动，在壳体内于磁球的上方设有阻止磁球运动的锁卡机构，磁球上部标刻有方位读数，磁球下圆面上刻划有同心圆的分度线，在底壳中心画有带十字线的圆圈标记和定位线。由于磁球重心偏下，磁极准确，故无论本实用新型(仪器)处于任何空间位置，磁球N极总是呈水平指北。当仪器处于某一空间位置静止时，用位于磁球上方的锁卡机构卡住磁球，通过磁球纵轴线下端点与仪器轴线下端点(即底壳中心点)的相对位置，就可得出顶角读数；以上两端点的连线延伸到磁球水平圆周线上，即可得出方位读数；仪器底壳上标划的定位线所指示的方位读数，即为孔内定向标记方位。
上述的标划于磁球下圆面上的同心圆分度线可刻划在底壳圆面上，此时在磁球的下部加接摆杆，并在摆杆底端刻一十字线。当仪器静止时，仪器轴线与呈铅垂状态的摆杆轴线重合，顶角为零，无方位角；偏斜时，有顶角和方位角值。
上述的锁卡机构由位于磁球上方的压盖、与压盖连接的滑杆、固接在壳体内壁上的支座及置于滑杆与支座之间的压缩弹簧组成。当滑杆受到外力作用时，滑杆就推动压盖向下移动，从而卡住磁球；外力解除时，压盖、滑杆在弹簧作用下往上移动(复位)，磁球恢复自由状态。
在上述的壳体内上方设有定时器，在一定的时间内，定时器的下顶杆向下移动，驱动滑杆和压盖，压紧磁球，直读顶角和方位角。
与现有的罗盘测斜仪相比较，本实用新型完全取缔了轴承、顶尖、偏重框架支承机械机构，故而简化了结构，减少了配件和装修手续，提高了抗震强度和仪器寿命。由于摩擦部件少，磁球转动不受空间位置限制，所以该仪器测量精度高，测量范围大，除能测量任何角度的顶角、方位角外，还能测定钻孔(井)内的定向标记方向。
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型结构示意图本实用新型(见图一)，具有呈管状的壳体1，在壳体1的下端连接有由耐震材料制成的透明球形底壳2，在壳体1内于底壳2的上方置有磁球3，壳体1包括透明外壳4，外管5和连接于外壳4与外管5之间的接头6，磁球3表面光洁度高，由有机玻璃制成，球内装有高能量永磁材料，磁球3周围填充有透明润滑液，磁球3悬浮于该润滑液中并能相对于底壳2灵活转动，磁球3与底壳2之间的间隙很小，磁球3的水平圆周上标刻有N、E、S、W(0°～360°)的方位度盘，分度值每格5°，磁球下圆面上刻划有同心圆45圈，从圆心向外，每圈2°，共90°，底壳2中心划有带十字线的圆圈标记和定位线；在壳体1内于磁球3的上方设有阻止磁球运动的锁卡机构A，锁卡机构A由位于磁球3上方的压盖7、与压盖7连接的滑杆8、固接在接头6内壁上的支座9及置于滑秆8与支座9之间的压缩弹簧10组成，在滑杆8的上方设有定时器11，定时器11通过支架12、13连接在外管5上，定时器11下的顶杆14与滑杆8上部紧接触；在底壳2的下侧可设置读数器15。
磁球3在仪器呈任何角度时，其球纵轴线垂直，方位度盘呈水平，即磁极S－－N呈水平，指向南北方向。仪器轴线偏离磁球纵轴线形成顶角，偏离的方向线投影到水平面与N极指向磁北的方向线形成方位角，同理定向标记定位线与N极指北方向线形成定向标记方向角。
当仪器处于某一空间位置，到达预定的时间后，定时器11的顶杆14驱动滑杆8，迫使与滑杆8连接的压盖7向下联动，直至锁卡磁球3，此时翻转仪器，直接观察磁球3纵轴下端与底壳2下端点的相对位置(同心园数)，既可获得顶角读数，用上面叙述的方法可获得方位角。一定时间后(测量完后)，通过压缩弹簧10向上的顶力来保持磁球3常呈自由状态。
具体使用本仪器时，有下述情况当仪器垂直时，磁球3纵轴线与底壳2的中心(即十字线交叉点)重合，其顶角值为0°；无方位角值；定向标记方向角是定位线指向方位度盘的读数。
当仪器倾斜时，底壳2的中心偏离磁球3的纵轴线，其偏距与仪器倾角大小成正比，底壳2的中心与同心圆圈交会点，即顶角值；从同心圆中心经此交会点到方位度盘的读数，即倾斜方位角；同上读出定向标记方向角。
当仪器呈水平、上仰时，仪器倒置，而磁球仍保持常态，球上的同心圆圈与倒置的底壳2中心交会，同样读出水平、仰角、方位角、定向标记方向角。
上述仪器能在任何倾斜角度范围内测量钻孔(井)顶角、方位角、定向标记方向角。为了提高测量精度可加大磁球和仪器的直径，或缩小测程，将磁球下部的同心圆刻划在底壳上，在磁球下部加接摆杆，摆杆底端划带有十字线的圆圈。
权利要求1.一种磁球式测斜定向仪，其特征在于它具有壳体(1)，在壳体(1)下端连接有透明的球形底壳(2)，在壳体(1)内于底壳(2)的上方置有光滑的磁球体(3)，磁球(3)周围填充有润滑液，磁球(3)悬浮于润滑液中并能相对于底壳(2)转动，在壳体(1)内于磁球(3)的上方设有阻止磁球(3)运动的锁卡机构(A)，所述磁球(3)上部水平圆周上标刻有方位读数，磁球(3)下圆面上标划有同心圆分度线，所述底壳(2)中心划有带十字线的圆圈标记和定位线。
2.一种磁球式测斜定向仪，其特征在于它具有壳体(1)，在壳体(1)下端连接有透明的球形底壳(2)，在壳体(1)内于底壳(2)的上方置有光滑的磁球(3)，磁球(3)周围填充有润滑液，磁球(3)悬浮于润滑液中并能相对于底壳(2)转动，在壳体(1)内于磁球(3)的上方设有阻止磁球(3)运动的锁卡机构(A)，所述磁球(3)上部水平园周上标刻有方位读数，在磁球(3)下部接有摆杆，所述摆杆底端划有十字线的圆圈，所述底壳(2)上标划有同心圆分度线。
3.如权利要求1－2所述磁球式测斜定向仪，其特征在于所述锁卡机构(A)由位于磁球(3)上方的压盖(7)、与压盖(7)连接的滑杆(8)、固接在壳体内壁上的支座(9)及置于滑杆(8)与支座(9)之间的压缩弹簧(10)组成。
4.如权利要求3所述磁球式测斜定向仪，其特征在于在所述壳体(1)内上方设有定时器(11)，定时器(11)下的顶杆(14)与上述滑杆(8)接触。
专利摘要本实用新型公开了一种无轴承、顶尖和偏重活动框架支承磁针罗盘定向测斜的“磁球式测斜定向仪”。该仪器的主要特点是应用永磁材料制作的磁球，它位于间隙极微的装有透明液的球形透明空腔内，能灵活转动，在磁球的上方设有锁卡机构。无论仪器处何种角度，磁球静止后，球纵轴线垂直，方位度盘呈水平，N极准确指向磁北。本实用新型结构简单、抗震性强、测量范围广，精度高，适用于46m/m以上的非磁性钻孔(井)测斜定向。
文档编号G01B21/22GK2114806SQ91214368
公开日1992年9月2日 申请日期1991年4月13日 优先权日1991年4月13日
发明者肖圣泗, 汤国起, 张文安 申请人:成都探矿技术研究开发公司, 汤国起, 张文安, 肖圣泗