Куда пошла газовая или нефтяная скважина?
Гироскоп с магнитным подвесом ротора может измерять проекции угловой скорости вращения Земли и выполнять функции 3-х ортогонально ориентированных акселерометров. Это свойство гироскопа было использовано при разработке способа определения угловой ориентации скважин, на который в 1992 г. автором был получен патент РФ.
Гироскопический инклинометр, погруженный в скважину и использующий этот способ, в отличие от зарубежных приборов такого назначения, может измерять угловую ориентацию скважины в течение неограниченного времени. Такое свойство особенно важно для работы в глубоких скважинах.
Было изготовлено несколько экспериментальных образцов инклинометров с указанными гироскопами и проведены их успешные испытания в скважинах, в том числе в Ноябрьске. Вследствие недостаточного финансирования проекта серийное изготовление таких инклинометров на предприятии оказалось невозможно.
С использованием упомянутого способа в ИЖМАШ были разработаны и освоены в производстве такие приборы. Другие предприятия России, подключившиеся к производству данной техники, также используют упомянутый способ определения ориентации скважин. При этом о лицензии на использование патента не задумываются, считая, что этот способ давно всем известен.
Небольшой объём работ по проекту проводился в ОАО «НТЦ «Завод Ленинец», что было отмечено в «Санкт-Петербургских Ведомостях» 26.03.2007.
Сотрудники предприятия калибруют гироскопический инклинометр на специальном стенде. Фото из личного архива автора
Сейсмология и сейсмическая артиллерийская разведка
Проверка чувствительности гироскопа с магнитным подвесом к угловым отклонениям была проведена в специальной загородной подземной лаборатории ВНИИМ им Д.И. Менделеева. Оказалось возможным с помощью гироскопа измерять угловые колебания основания с амплитудами, начиная от 0,03 угловой секунды, в широком диапазоне частот, начиная со сверхнизких частот 0,001 Гц и менее.
Известны и широко применяются приёмники, измеряющие линейные компоненты сейсмических колебаний поверхности. Однако каждый участок поверхности имеет 6 степеней свободы, из которых 3 поступательных и 3 вращательных. Измерение дополнительно вращательных компонент существенно увеличивает объём информации о сейсмических колебаниях. Метрологические характеристики гироскопа позволяют регистрировать сверхмалые угловые компоненты сейсмических волн на значительных расстояниях от источников их возникновения.
Автором в 1993 г. был получен патент РФ на «Способ определения местоположения источника сейсмических колебаний поверхности». Этот способ может использоваться для наблюдения за сейсмической активностью тектонических разломов с целью обеспечения безопасности наиболее значимых объектов на этой территории. Этот способ может также использоваться для обнаружения и определения координат стреляющих артиллерийских систем, разрывов боеприпасов, а также координат объектов военной техники.
Приёмник, реализующий способ, измеряет угловые колебания вокруг двух ортогональных горизонтальных осей. По соотношению амплитуд в этих каналах приёма определяется направление на источник сейсмических волн. Для определения координат источника сейсмических волн необходимо не менее двух приёмников, удалённых друг от друга.
В течение 1992 – 2008 гг. был выполнен большой объём экспериментальных работ на артиллерийских полигонах Ржевки, Луги и Смолино по регистрации сейсмических колебаний от различных объектов. Регистрировались сейсмические волны, возникающие от выстрелов артиллерийских систем 8 видов на удалениях до 32 км, от разрывов на различных удалениях снарядов, мин и фугасов, движущихся по грунтовым дорогам автомашин и танка на удалении до 8 км.
С 1995 г. эти работы в инициативном порядке проводились в ОАО «НТЦ «Завод Ленинец». В дальнейшем работы выполнялись в интересах создания системы для определения мест падения авиабомб при учебном бомбометании на авиационном полигоне Ахтубинск.
Экспериментальный образец приёмника уверенно регистрировал сейсмические колебания от мест падения авиабомб на полигоне и определял направления на места их падения. Регистрировались также сейсмические колебания, возникающие от взрывов боеприпасов при утилизации авиабомб.
Комплект аппаратуры для регистрации сейсмических колебаний. Фото из личного архива автора