Преобразователь азимута инклинометра

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в автономных и кабельных инклинометрах для определения магнитного азимута искривления скважин. Цель изобретения - повышение точности измерения азимута. Преобразователь азимута инклинометра содержит магнитомодуляционный датчик, выполненный в виде двух ортогональных феррозондов 5 и 6, генератор 1, делитель частоты 2, фазовые детекторы 3 и 10, управляемый генератор 4, фазовращатель 8, коммутатор 7, управляемый полосовой фильтр 9, селектор импульсов 13 и блоки регулирования 11 и выборки-хранения 12. Прямоугольные импульсы, сформированные генератором 1 и прошедшие через делитель частоты 2, поступают со второго выхода последнего на тактируемый вход фазового детектора 3 и далее на вход управляемого генератора 4. Выход последнего связан с входом фазового детектора 3 и через феррозонды 5 и 6 соответственно с вторым и третьим входами коммутатора 7. Выход коммутатора связан через управляемый полосовой фильтр 9 и фазовый детектор 10 с входами блоков регистрации 11 и выборки-хранения 12. Первый выход делителя частоты 2 соединен с первым входом коммутатора 7 и через фазовращатель 8 с тактируемым входом фазового детектора 10. Третий выход делителя частоты 2 связан с управляющим входом коммутатора 7 и через селектор импульсов 13 - с управляющим входом блока выборки-хранения 12, выход которого подключен к управляющему входу управляемого полосового фильтра 9. Коммутатор 7 управляется прямоугольными импульсами, поступающими с второго выхода делителя частоты 2.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Е 21 В 4 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

1f0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ъ 1 (21) 4345908/23-03 (22) 21.12.87 (46) 15.10.89. Бюл. У 38 (71) Днепропетровский инженерно-строительный институт (72) Ю.Н.Кочемасов (53) 622.242 (088.8) (56) Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987, с.41-42.

Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых ИС. М.: Советское радио, 1980, с ° 178-183.

Авторское свидетельство СССР

N- 1002547, кл. E 21 В 47/02, 1981. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТА ИНКЛИН0МЕТРА (57) Изобретение относится к промысловой геофизике и может бьггь использовано в автономных и кабельных инклинометрах для определения магнитного азимута искривления скважин. Цель изобретения — повышение точности азимута. Преобразователь азимута инклинометра содержит магнитомодуляционный датчик, выполненный в виде двух .ортогональных феррозондов 5 и 6, генератор 1, делитель частоты 2, фазовые детекторы 3 и 10, управляемый ге„„SU„„1514920

2 нератор 4 фазовращатель 8, коммутатор 7, управляемый полосовой фильтр

9, селектор импульсов 13 и блоки регулирования 11и выборки-хранения 12.

Прямоугольные импульсы, сформированные генератором 1 и прошедшие через делитель частоты 2, поступают с второго выхода последнего на тактируемый вход фазового детектора 3 и далее на вход управляемого генератора 4. Выход последнего связан с входом фазового детектора 3 и через феррозонды 5 и 6 соответственно с вторым и третьим входами коммутатора 7. Выход коммутатора связан через управляемый полосовой фильтр 9 и фазовый детектор 10 д с входами блоков регистрации 11 и выборки-хранения 12. Первый выход дели" теля частоты 2 соединен с первым входом коммутатора 7 и через фазовращатель 8 с тактируемым входом фазового детектора 10. Третий выход делителя Е частоты 2 связан с управляющим входом коммутатора 7 и через селектор имf пульсов 13 — с управляющим входом блока выборки-хранения 12, выход ко- ® торого подключен к управляющему вхо" ду управляемого полосового фильтра 9. цр

Коммутатор 7 управляется прямоуголь- @ ными импульсами, поступающими с второго выхода делителя частоты 2. 1 ил.

1514920

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в автономных и кабельных инклинометрах для определения магнитного азимута искривленных скважин.

Цель изобретения — повьппение точности измерения азимута °

На чертеже представлена структурная схема преобразователя азимута:ин- 10 ,клинометра.

Устройство содержит генератор 1, подключенный к входу делителя 2 частоты, второй выход которого соединен

; с тактируемым входом первого фазово. го детектора .3, выход которого под ключен к входу управляемого генератора 4, который своим выходом соединен . с обмотками возбуждения феррозондов

5 и 6 и входам фазового детектора 3. 20

Сигнальные обмотки феррозондов 5 и. 6 подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора 7„ первый вход которого вместе с входом фазовращателя 8 соединен с первым выхо- 25, дом делителя 2 частоты, а выход сое-, динен с входом управляемого полосово. го фильтра 9, который своим выходом подключен к входу второго фазового, детектора 10, тактируемый вход кото- 30 рого соединен с выходом фазовращате ля 8. Выход второго фазового детектора 10 подключен к входу блока 11 регистрации и к входу блока 12 выборкихранения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого полосового фильтра 9, а управляющий вход блока 12 выборки-хранения подключен к выходу. селектора 13 импульсов, вход которого вместе с управляющим входом 40 коммутатора 7 связан с третьим выходом делителя 2 частоты.

Преобразователь азимута работает следующим образом.

Сигнал в виде прямоугольных импульсов с генератора 1 поступает на вход делителя 2 частоты. С второго выхода делителя 2 частоты импульсы с частотой, равной частоте возбуждения феррозондов 5 и 6, поступают на тактируемый вход первого фазового детектора 3, на вход которого посту-пает гармоническое напряжение, снимаемое с выхода управляемого генератора 4, начальная частота которого выбирается близкой к частоте возбуждения феррозондов И, . Первый фазовый детектор 3 сравнивает частоту и фазу входного сигнала с частотой и фазой сигнала управляемого генератора 4 и вырабатывает напряжение рассогласования, связанное с разностью фаз и частот двух сигналов. Напряжение рассогласования фильтруется интегрирующей цепочкой, входящей в состав первого фазового детектора 3 (не показан), и поступает на вход управляемого генератора 4. Под действием напряжения рассогласования частота сиг! нала управляющего генератора 4 изменяется таким образом, что уменьшает-. ся разность между частотой входного сигнала ы„ и опорного сигнала, поступающего с второго выхода делителя 2 частоты. Так как начальная частота сигнала управляемого генератора

4 достаточно близка к с, действие обратной связи приводит к тому, что управляемый генератор 4 оказывается синхронизированным сигналом с частотой ы,, поступающим на тактируемый вход фазового детектора 3. После того, как процесс синхронизации закончен, частота гармонического сигнала ь, управляемого генератора 4 стано вится равной частоте возбуждения и,.а сдвиг фаз между ними имеет конечную малую величину, необходимую для выработки напряженйя рассогласования, поддерживающего режим синхронизации. Гармонический сигнал, снимаемый с выхода управляемого генератора 4, запитывает обмотки возбуждения феррозондов 5 и 6. Сигнал, поступающий с третьего .выхода делителя 2 частоты, управляет работой коммутатора

7, который при поступлении каждого очередного прямоугольного импульса на управляющий вход поочередно подкпючает к входу управляемого полосового фильтра 9 первый выход делителя

2 частоты и выходы феррозондов 5 и

6. При этом на первый вход коммутатора 7 поступает прямоугольные импульсы с частотой 2 ы,, а на — òîðîé и третий — гармонический сигнал. При поступлении первого импульса с третьего выхода делителя 2 частоты на вход управляемого полосового фильтра

9 поступают прямоугольные импульсы с частотой 2 ы,, жестко синхронизированные с импульсами генератора а следовательно, и напряжением возбуждения управляемого генератора 4.

Одновременно этот сигнал, сдвинутый на 90 фаэовращателем 8, поступает

1514920 вторым фазовым детектором 10 и поступают на вход блока 11 регистрации.

При поступлении четвертого импульса цикл работы устройства повторяется. а5

Таким образом, периодически производится настройка частоты и фазы ная пряжения возбуждения феррозондов 5 и

ым ; б и резонансной частоты управляемого полосового фильтра 9.

I на тактируемый вход второго фазовог детектора 10. Сдвиг фазы необходим для нормальной работы второго фазрв

ro детектора 10.

Фазовый детектор 10 сравнивает ф зу отфильтрованного гармонического сигнала, снимаемого с выхода управл емого полосовоro фильтра 9, с опорн прямоугольным сигналом (2 ы, +90 ), поступающим с выхода фазовращателя 8.

Начальная частота резонанса управляемого полосового фильтра 9 близка к удвоенной частоте возбуждения 2 < поэтому на выходе управляемого полосового фильтра 9 появляется гармонический сигнал, близкий по фазе к опорному.

На выходе второго фазового детектора 10 появляется напряжение рассог- 20 ласования, пропорциональное сдвигу фаз, которое запоминается в блоке 12 выборки-хранения и поступает на управ ляемый вход управляемого полосового фильтра 9. 25

Это напряжение приводит к изменению частоты и фазы опорного сигнала с частотой 2 ы,, снимаемого с первого выхода делителя 2 частоты. Таким образом, управляемый полосовой фильтр

9 точно настроен на частоту второй гармоники напряжения возбуждения

2 о, с конечной малой величиной сдвига фаз.

Блок 12 выборки-хранения получает управляющий сигнал с выхода селекто35 ра 13 импульсов, который выделяет каждый третий импульс, соответствующий моменту подключения к входу управляемого полосового фильтра 9 опорного сигнала второй, гармоники с первого выхода делителя 2 частоты.

Второй и третий импульсы также переключают коммутатор 7. При этом на вход управляемого полосового фильтра

9 поступает поочередно гармонический сигнал, снимаемый с сигнальных обмоток феррозондов 5 и 6, В эти такты работы блок 12 выборки-хранения подна своем выходе напряжение, 50 поступившее на его вход в течение первого импульса с третьего выхода делителя 2 частоты, т.е. управляемый р полосовой фильтр 9 продолжает быть подстроенным на резонансную частоту

2 4 о °

Выделенные гармонические сигналы, пропорциональные синусу и косинусу измеряемого азимута, детектируются

Фазовращатель 8 может быть выполнен на цифровых микросхемах, с помощью которых фазовый сдвиг на 90 получается с высокой точностью и практически не зависит от температуры.

Блок 11 регистрации может представлять собой, например, цифровой вольтметр. Селектор 13 импульсов может быть реализован на распределителе импульсов, например 17б .ИЕ 8.

Формула изобретения

Преобразователь азимута инклинометра, содержащий магнитомодуляционный датчик, выполненный в виде двух ортогональных феррозондов, генератор, первый фазовый детектор, фазовращатель, управляемый генератор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения азимута, он снабжен делителем частоты, коммутатором, вторым фазовым детектором, управляемым полосовым фильтром, селектором импульсов, бло- ком выборки-хранения и блоком регистрации, при этом выход генератора подключен к входу делителя частоты, первый выход которого соединен с входом фазовращателя и первым входом коммутатора, второй — с тактируемым входом первого фазового детектора, третий — с входом селектора импульсов и с управляющим входом коммутатора, вход управляемого генератора подключен к выходу первого фазового детектора, а его выход связан с входом первого фазового детектора и с обмотками возбуждения феррозондов, сигнальные обмотки которых подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, подсоединенного выходом к входу управляемого полосового фильтра, второй фазовыи детектор подключен входом к выходу управляемого полосового фильтра и тактируемым входом — к выходу фазовращателя, а его выход связан с входами l 514920

Составитель В.Сидоров

Техред Л,олийнык КоРРектоР Т.Палий

Редактор Е. Копча

Заказ б205/34 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 блока регистрации и блока выборкихранения, управляющий вход которого соединен с выходом селектора импульсов, а выход подключен к управляющему входу управляемого полосового фильтра.