Автономный одноточечный инклинометр

 

Изобретение относится к технике исследования скважин и предназначено для определения азимута и зенитного угла. Цель - упрощение конструкции. Инклинометр содержит скважинный прибор и наземную часть. Скважинный прибор состоит из датчиков 1 и 2 азимута и зенитного угла, блока (Б) 3 преобразования и памяти, Б 4 питания, таймера 5 и Б 6 управления. Наземная часть состоит из Б обработки и отображения информации и Б питания. При этом Б 3 выполнен в виде первого и второго синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКВТ) 9 и 10, усилительно-преобразовательного Б 11, усилителя 12 и электродвигателей (Э) 13 и 14 с редукторами 15 и 16. Роторы СКВТ 9 и 10 через редукторы 15 и 16 связаны с валами Э 13 и 14. С роторными обмотками СКВТ 9 и 10 соединены входы Б 11 и усилителя 12, а их выходы подключены к обмоткам Э 13 и 14. Датчик 1 выполнен в виде двух феррозондов, сигнальные обмотки которых соединены со статорными обмотками СКВТ 9. Датчик 2 выполнен в виде маятника и третьего СКВТ, статорные обмотки которого соединены со статорными обмотками СКВТ 10. При этом Б обработки и отображения информации выполнен в виде четвертого СКВТ, роторная обмотка которого подключена к входу фазового детектора. Выход последнего соединен с индикатором нуля. Ротор четвертого СКВТ связан со шкалой, а на его статоре жестко закреплен нониус. Сигналы с датчиков 1 и 2 через обмотки 17 и 18 СКВТ 9 и 10 в виде напряжений рассогласования и через Б 11 и усилитель 12 поступают на Э 13 и 14. Через редукторы 15 и 16 Э 13 и 14 вращают роторы СКВТ 9 и 10, угловое положение которых соответсвует азимуту и зенитному углу. 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) а» (1)5 F. 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОсудАРственный НОмитет

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4396781/23-03 (22) 23.03.88 (46) 15.05.90. Бюл. N - 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) Е.А.Салов, С.К.11оканещиков, А.В.Алещин, A.Н.Русин и В.В.Мантров (53) 622.242(088.8) (56) Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. Л.: Знергоатомиэдат .Ь., .с.108, 166.

Авторское счидетельство СССР

Р 1208208, кл. В 21 В 47/02, 1984.

Исаченко В.Х, Инклинометрия скважин. М.: Недра, 1987, 95-105. (54) АВТ()НОМНЬЙ ОД»H)T() !L×Ø)Ï1 ИНКЛИНОМЕ .(Р

2 (57) Изобретение относится к технике

Ъ исследования скважин и предназначено для определения азимута и зенитного угла, Цель — упрощение конструкции.

Инклинометр содержит скважинный прибор и наземную часть ° Скважинный прибор состоит из датчиков 1 и 2 азимута и зенитного угла, блока (Б) 3 преобразования и памяти, Б 4 питания, таймера 5 и Ь 6 управления, Наземная часть состоит из Б обработки и отображения информации и Б питания.

При этом Б 3 выполнен в виде первого и второго синусно-косинусных вращающихся трансформаторов (СКЬТ) 9 и

10, усилительно-преобразовательного

Б 1I, усилителя 12 и электродвигателей (Э) 13 и 14 с редукторами 15

15б4331

6. Роторы СКВТ 9 и 10 через реукторы 15 и 16 связаны с валами

13-и 14. С роторными обмотками

КВТ 9 и 10 соединены входы Б 11 и усилителя 12, а их выходы подключены

5 к обмоткам Э 13 и 14. Датчик 1 выполнен в виде двух феррозондов, сигнальные обмотки которых соединены со статорнымн обмотками СКВТ 9. Датчик 2

ыполнен в виде маятника и третьего

КВТ, статорные обмотки которого соеинены со статорными обмотками СКИТ 10, ри этом Б обработки и отображения ,информации выполнен в виде четвертоИзобретение относится к технике еофизических исследований скважин предназначено для определения аэи-! мута и зенитного угла скважины.

Цель изобретения — упрощение конструкции, 25

На фиг. 1 приведена блок-схема скважинного прибора инклинометра; на фиг.2 — блок-схема наземной части инклинометра.

Автономный одноточечный инклинометр, содержит скважинный прибор (фиг. 1) и наземную часть (фиг.2).

Скважинный прибор состоит из,цатчика 1 азимута, датчика 2 зенитного угла, блока 3 преобразования и памя35 ти, блока 4 питания, таймера 5, блока 6 управления, разъема 7 и вставки 8. Блок 3 преобразования и памяти выполнен в виде следящих систем азимута и зенитного угла, а именно в виде первого синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКИТ) 9, второго СКИТ 10, усилительного-пре.образовательного блока 11, усилителя 12 и двух электродвигателей 13 и

14 (типа ЛИЛ-0,5TA) с редукторами

15 и 16 (типа РЦ-1А). Датчик 1 азимута выполнен в виде двух горизонтально расположенных ортогональных феррозондов чо кинематической схеме с кардонными рамками и маятниками (не показаны). Датчик 2 зенитного угла выпонен в виде маятника, закрепленного на рамке-поплавке (не показаны) и третьего СКИТ (типа БСКТЭ .55

220-1Д), используемого в качестве пре образоватепя угла. Сигнальные обмот.ки феррозондов датчика 1 азимута соединены через вставку 8 со cTBTopHbIMz! го СКИТ, роторная обмотка которого подключена к входу фазового детектора. Выход последнего соединен с индикатором нуля. Ротор четвертого

CKBT связан со шкалой, а на его статоре жестко закреплен нани,с. Сигналы с датчиков 1 и 2 через обмотки

17 и 18 СКИТ 9 и 10 в виде напряже-. ний рассогласования и через Б 11 и усилитель 12 поступают на Э 13 и 14.

Через редукторы 15 и 16 Э 13 и 14 вращают роторы CKBT 9 и 10, угловое положение которых соответствует азимуту и зенитному углу, 2 ил. обмотками 17 первого СКИТ, 9,Статорные обмотки СКВТ датчика " зенитного угла соединены через вставку 8 со статорными обмотками 18 второго СКИТ 10, Роторные обмотки 19 и 20 первого

СКВТ 9 и второго СКИТ 10 соединены через вставку 8 соответственно с входами усилительно-преобразователь ного блока 11 и усилителя 12, выходы которых подключены к управляющим обмоткам электродвигателей 13 и

14, Роторы первого СКИТ 9 и второго

CKHT 10 связаны с валами электродвигателей 1:3 и 14 через редукторы 15 и

16, имеющие большое передаточное отно шение.Автономный блок 4 питания подключен к входу таймера 5 и первому входу блока 6 управления. Выход таймера 5 подключен к второму входу. блока. 6 управления,,выходы которого соединены с цепями питания датчиков 1 и

2 и блока 3 преобразования и памяти.

Блок 6 управления выполнен по изI вестной схеме и представляет собой дешифратор, выходы которого соединень; с исполнительнымн элементами в виде ключей через усилители мощности. Цифровая информация в виде кода поступает на входы дешифратора с выхода таймера 5. Сигналы с выходов дешифратора усиливаются и поступают на управляющие входы ключей, которые осуществляют коммутацию выходов блока 4 питания.

Усилительно-преобразовательный блок 11 функционально представляет собой широко испольэ емую в технике схему в виде последовательно соединенных избирательного усилителя, синхронного детектора и усилителя г15

5 15643 стоянного тока. Избирательный усилитель выделяет из поступающего на его вход сигнала информационный сиг1нал с частотой 2f, где f частота напряжения питания датчика 1 азимута. Синхронный детектор осуществляет демодуляцию сигнала и фазовую селекцию, при эч ом роль модуляторов выполняют феррозонды. Усиление; демоду10 лированного сигнала до требуемого уровня и его интегрирование осуществляется усилителем постоянного тока.

Наземная часть (фиг.2) инклинометра содержит блок обработки и отображения информации, выполненный в виде четвертого СКВТ 21,ротор которого связан со шкалой 22, а на статоре жестко закреплен нониус 23, Ротор- 20 ная обмотка 24 четвертого СКВТ 21 подключена ко входу фазового детектора

25, выход которого соединен с индикатором 26 нуля. Статорная обмотка 27

СКВТ 21 и первый выход генератора 28 25 подключены через переключатель 29 к разъему 30. Второй выход генератора 28 соединен со входом синхронизации фазового детектора 25. В наземную часть входит также блок 31 питания, который служит для питания генератора 28 и фазового детектора 25.

Автономный одноточечный инклинометр работает следующим образом.

Скважинный прибор сбрасывают внутрь

35 колонны бурильных труб, имеющей в нижней части немагнитную вставку перед подъемом бурового инструмента. Перед сбрасыванием задают при помощи таймера 5 время, необходимое для достиже- 40 ния скважинным прибором нижней части колонны бурильных труб, и включают

его питание, )In истечении заданного времени таймер 5 дает команду, по которой блок 6 управления подключа-

45 ет блок 4 питания к датчику 1 азимута и к следящей системе азимута блока 3 преобразования и памяти. Сигналы с измерит. лып. х о бмоток феррозондов датчика 1 азимута, зависящие от ази-. мутя ориентации скважинного прибора, поступает на статорные обмотки 17

СКВТ 9. Результирующий магнитный поток, созданный токами статорных обмоток 17, индуктирует в роторной об,мотке 19, ЗДС, зависящую от углового положения ротора СКИТ 9. Напряжение рассогласования поступает на вход усилительно-преобразовательного

3f 6 блоки 11, с выхода которого подается на обмотку управления электродвигателя 13. Электродвигатель 13 через редуктор 15 вращает ротор СКВТ 9 до обнуления сигнала роторной обмотки 19.

Через заданное время, необходимо для отработки следящей системы азимута, таймер 5 выдает команду, по которой блок 6 управления отключает питание от следящей системы азимута и датчика 1 азимута и подключает блок 4 питания к датчику 2 зенитного угла и следящей системе зенитного угла. ЛналогичHbM образом происходит отработка следящей системы зенитного угле, после завершения которой в течение заданного времени, по команде таймера 5 блок 6 управления о ключает питание скважинного прибора. После отключения питания угловое положение СКВТ 9 и С1ЛТ 10-зафиксировано редукторами

t5 и 16, имеющими большое передаточное отношение.. Лифты выходных .валов редуктора 15 и 16 устранены фрикционными элементами (не показаны). В результате проведения измерений угловое положение ротора СКВТ 9 относительно статора соответствует магнитному азимуту скважины, а угловое положение ротора СKIÇT 10 относительно стато" ра — ее зенитному углу.

После подъема скважинного прибора и извлечения его из немагнитной трубы производят считывание показаний.

Для этого вынимают вставку 8 из разьема 7 скважинного прибора и подключают к разъему 7 разъем 30 наземной части. В первом положении переключателя 29 производится отсчет азимута.

При этом генератор 28 подключен к роторной обмотке 19 СКВТ 9, статорные обмотки которого соединены со статорными обмотками 27 СКБТ 21 наземной части, Ротор CKHT 21 разворачивают вместе со шкалой 22 до согласованного положения с ротором СКВТ 9. Контроль производят по индикатору 26 нуля.

Фазовый детектор 25 служит для исключения неоднозначности при развороте на 180 . Необходимое направление разворота ротора СКВТ 9 определяют по направлению отклонения индикатора

26 нуля, Отсчет азимута производит ся по шкале 22 и нониусу 23. Затем переключатель 29 устанавливается во вторичное положение. При этом эапитывается СКВТ 10 и производится отсчет величины зенитного угла.

1564331

Составитель А,Цветков

Техред Л.Сердюкова Корректор R.Кабаций

Редактор М.Товтин

Тираж 486 Подписное

Заказ 1146

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

tt il

Производственно-издательский комбина Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 191

Использование в качестве элемен тов памяти СКВТ следящих систем ази( мута и зенитного угла, роторы которых застопорены редукторами после отра- 5 ботки следящих систем, позволило uct ключить из скважинного прибора элект ронные блоки аналого-цифрового преобразования и памяти, имеющие высокую сложность, а в наземной части — бло- 1п ки преобразования сигналов и вычислительные устройства, так как записанная информация не требует даль.,нейшей обработки, что значительно уп:ростило конструкцию инклинометра, Формула из обретения

Автономный одноточечный инклино метр, содержащий скважинный прибор с датчиком азимута и зенитного уг- эп ,ла, блоком преобразования и памяти„

;таймером, блоком управления и блоком питания и наземную часть с бло( ком обработки и отображения инфор( мации и блоком питания, о т л и ч а - 25 ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, блок преобразования и памяти выпонен в виде первого и второго синусно-косинусных трансформаторов, роторы которых связаны с ва- 30 . ламч электродвигателей через редукторы, усилительно-преобразовательного блока и усилителя, выходы которых соединены соответственно с роторными обмотками первого и второго Синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, а выходы подключены к управляющим обмоткам электродвигателей, при г этом датчик азимута выполнен в виде двух горизонтально расположенных ортогональных феррозондов, сигнальные обмотки которых соединены со статорны" ми обмотками первого синусно-косинусного вращающегося трансформатора, датчик зенитного угла выполнен в виде маятника и третьего синусно-косинусного вращающегося трансформатора, статорные обмотки которого соединены со статорными обмотками второго синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а блок обработки и отображения информации выполнен в виде четвертого синусно-косинусного вращающегося трансформатора, роторная обмотка которого подключена к входу фазового детектора, выход которого соединен с индикатором нуля, причем ротор четвертого синусно-косинусного вращающегося трансформатора связан со шкалой, а на его статоре жестко закреплен нониус.