Преобразователь зенитного угла

 

Изобретение относится к технике бурения и позволяет повысить точность измерения зенитного угла скважины. Преобразователь содержит датчик в виде кольцевой полости 1, заполненной несмешивающимися жидкостями-диэлектриками 2 и 3 и электропроводящей жидкостью 4. На стенках полости 1 установлены основные 5 и дополнительные 6 электроды (Э) и общий Э 7, который подключен к плюсу источника питания. Тонкий слой жидкости 4 расположен по горизонтальной оси датчика, а толщина этого слоя выбрана меньше расстояния между двумя соседними как дополнительными, так и основными Э 6 и 5. В состав преобразователя входят также два RS-триггера 8 и 9. элемент ИЛИ 10, генератор 11 тактовых импульсов, два элемента И 12 и 13, два счетчика 14 и 15, дешифратор 16 и два мультиплексора 17 и 18. Последовательный опрос Э 5 и 6, соединенных в момент измерения через жидкость 4 и Э 7 с плюсом источника питания, осуществляется мультиплексорами 18 и 17. Зенитный угол определяется кодом на выходах счетчиков 14 и 15, соответствующим числу опрошенных Э. Дешифратор преобразует код в удобный для отсчета в угловой мере. 3 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1150354 (21) 4615932/03 (22) 05.09.88 (46) 23.02.91. Бюл, М 7 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (72) В.П.Регентов и Н.M,Êëàáóêîâà (53) 622.242(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1150354,,кл. Е 21 В 47/02, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛА (57) Изобретение относится к технике бурения и позволяет повысить точность измерения зе, нитного угла скважины. Преобразователь содержит датчик в виде кольцевой полости 1, заполненной несмешивающимися жидкостями-диэлектриками 2 и 3 и электропроводящей жидкостью 4. На стенках полости 1 установлены основные 5 и дополнительные

„„Я.1 „„1629513 А2

6 электроды (Э) и общий Э 7, который подключен к плюсу источника питания, Тонкий слой жидкости 4 расположен по горизонтальной оси датчика, а толщина этого слоя выбрана меньше расстояния между двумя соседними как дополнительными, так и основными 3 6 и 5. В состав преобразователя входят также два RS-триггера 8 и 9, элемент

ИЛИ 10, генератор 11 тактовых импульсов, два элемента И 12 и 13, два счетчика 14 и 15, дешифратор 16 и два мультиплексора 17 и

18. Последовательный опрос Э 5 и 6, соединенных в момент измерения через жидкость

4 и 3 7 с плюсом источника питания, осуществляется мультиплексорами 18 и 17, Зенитный угол определяется кодом на выходах счетчиков 14 и 15, соответствующим числу опрошенных 3. Дешифратор преобразует код в удобный для отсчета в угловой мере.

3 ил.

1629513

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин, может быть использовано в составе инклинометрической аппаратуры при определении пространственной ориентации ствола скважины и является усовершенствованием преобразователя по авт.св, ¹ 1150354.

Целью изобретения является повышение точности измерения зенитного угла, На фиг,1 приведена функциональная схема преобразователя зенитного угла; на фиг,2 — схема датчика при расположении

;-онкого слоя электропроводящей жидкости выше оси датчика; на фиг,3 — то же, при расположении слоя по оси датчика.

Преобразователь зенитного угла содержит датчик в виде кольцевой полости 1, заполнен,:: несмешивающимися жидкостями-диэ. ектриками 2 и 3 и электропроводящей жидкостью 4, установленных на внутренних с.енках полости 1 основных электродов 5, дополнительных электродов 6 и общего

;. ктрода 7, Основные электроды 5 образу.от первый слой, выполнены в виде витков с выводами, сгруппированы в отдельные сек;ии по шестнадцать и включены параллельна. Второй слой образуют дополнительные .:, ехтроды 6, каждый из которых выполне, s виде ламели с выводами, охватывающей секцию основных электродов 5 первого слоя. Тонкий слой электропроводящей жидкости 4 расположен по горизонтальной оси датчика, причемтолщина слоя выбрана меньше расстояния между двумя соседними как дополнительными 6, так и основными 5 электродами. Общийэлектрод7подключен к плюсу источника питания, В состав преобразователя входит также измерительный узел в виде двух RS-триггеров 8 и 9, элемента ИЛИ 10, генератора 11 тактовых импульсов, двух элементов И 12 и

13, двух счетчиков 14 и 15, дешифратора 16 и двух мультиплексоров 17 и 18.

R-входы счетчиков 14 и 15 соединены с

S-входом RS-триггера 8 и вторым входом элемента ИЛИ 10. Основные 5 и дополнительные б электроды связаны соответственно с информаци".нными входами мультиплексоров 17 и 18, адресные входы которых подключены к входам счетчиков 14 и 15 и к входам дешифратора 16. Выход мультиплексора 17 подключен в R-входу триггера 8 и S-входу триггера 9, а выход мультиплексора 18 соединен с первым входом элемента ИЛИ 10, выход которого подключен к R-входу триггера 9. Выходы

RS-триггеров 8 и 9 соединены с первыми входами соответственно элементов И 12 и

13, выходы которых соединены с первыми входами соответственно элементов И 12 и

13, выходы которых соединены с. С-входами счетчиков 14 и 15. Выход генератора 11 подключен к вторым входам элементов И 12 и

13.

Преобразователь зенитного угла работает следующим образом

В момент прихода короткого импульса на вход "Упр" счетчики 14 и 15 сбрасываются в "0", на выходе RS-триггера 8 устанавливается уровень "1", а второй RS-триггер 9 через элемент 10 сбрасывается в "0". При этом элемент И 12 разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 11 на счетный вход счетчика 14, на выходе которого формируется код, поступающий на адресный вход первого мультиплексора 17, В соответствии с этим кодом мультиплексором

17 осуществляется последовательный опрос дополнительных электродов б второго слоя, начиная с крайнего электрода до электрода с порядковым номером и, который соединяется при данном зенитном угле через электропроводящую жидкость 4 и общий электрод 7 с плюсом источника питания. При этом на выходе мультиплексора 17 появляется уровень "1", который сбрасывает первый

RS-триггер 8 в "0" и устанавливает на выходе второго RS-триггера 9 уровень "1". В этот момент времени прекращается поступление тактовых импульсов с выхода генератора

11 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 14, на выходе которого фиксируется код, соответствующий числу опрошенных дополнительных электродов 6 второго слоя. Одновременно второй RS-триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов с выхода генератора 11 через второй элемент И 13 на счетный вход второго счетчика 15, на выходе которого фиксируется код, поступающий на адресный вход второго мультиплексора 18.

В соответствии с этим кодом мультиплексором 18 осуществляется последовательный опрос основных электродов 5 первого слоя, начиная с первого в секции до электрода с порядковым номером и, который соединен через электропроводящую жидкость 4 и общий электрод 7 с плюсом источника питания. При этом на выходе второго мультиплексора 18 появляется уровень "1", который через элемент ИЛИ 10 сбрасывает второй RS-триггер 9 в "0", В этот момент времени прекращается поступление тактовых импульсов с выхода генератора 11 на счетный вход второю счетчика 15, на выходе которого фиксируется код, соответствующий числу опрошенных основных электродов первого слоя

Таким образом, в результате на выходах счeò÷èêon 14 и 15 фиксируются коды, соответствующие зенитному углу в данной точке

1629513 траектории скважины, причем код Ni соответствует грубому отсчету (единицы градуса), а код N — точному отсчету (десятки угловых минут). Далее коды Nl и N> в дешифраторе 16 преобразуются поразрядно в код, удобный для представления результата измерения непосредственно в угловой мере, С приходом следующего короткого импульса на вход "Упр" весь процесс измерения повторяется аналогично описанному, При расположении тонкого горизонтального слоя жидкости выше или ниже горизонтальной оси датчика основные электроды находятся под углом к этому слою, при этом возможны ситуации, когда тонкий электропроводящий слой касается начала одной ламели и (фиг,2), и перекрывают часть электродов двух соседних секций, В этом случае при Последовательном опросе дополнительных электродов на выходе первого мультиплексора появляется уровень логической "1" на и-м электроде, говорящий а том, что и-й дополнительный электрод контактирует при данном зенитном угле через электропровадящую жидкость с основным первым электродом. Затем начинается опрос основных электродов, обьединенных в секции, начиная с первого, Поскольку первый основной электрод контактирует с злектропроводящей жидкостью, то на выходе второго мультиплексора также появляется уровень логической "1", процесс опроса останавливается и возобновляется после прихода следующего импульса на вход "Упр".

Поэтому при повороте датчика зенитного угла от фиксированного положения на угол, меньший угла а, где угол а, определяется зоной контакта первого электрода через электропроводящую жидкость с п-й ламелью при повороте преобразователя, всякий раз перекрывается и-я ламель и первый основной электрод соответствующий секции, при этом на выходе преобразователя появляется один и тот же код, соответствующий одному фиксированному значению зенитного угла.

Угол а, таким образом, является зоной нечувствительности, которая появляется при повороте датчика от некоторого угла, при котором электропроводящая жидкость касается первого основного электрода секции и начала ламели, соответствующей этой секции.

Кроме того, при расположении уровня жидкости lio оси датчика также возможно появление малых зан нечувствительности, за счет неточного нанесения основных элек5 тродов и, следовательно, перекосов основных электродов и горизонтальнога уровня жидкости, Поэтому, чтобы исключить искажения показаний, необходимо уменьшить

10 зону контакта ламели с первым основным электродом через электроправадящую жидкость, уменьшив тем самым влияние возможных перекосов, Если тонкий слой электропроводящей жидкости, распало15 женный па оси датчика, равен по толщине размерам аднага электрода, та возможны случаи, когда OH контактирует с двумя электродами одновременна, Причем, если эти электроды принадлежат разным секциям, 20 т.е. контактируют 16-й и 1-й основные электроды соседних секций (фиг,3), тогда при последовательном опросе ламелей и основных электродов на выходе преобразователя получают кад, говорящий о том, что замкну25 тэ и-я ламель и первый электрод секции, соответствующей этой ламели, поскольку все соответствующие электроды в секциях связаны элек-рически и подключены параллельна, а опрос начинается с первого элект30 родэ. На самом же деле зэмкнугэ и-я ламель и 16-й электрод этой ламели. Таким образом, информация, получаемая на выходе преобразователя, отличается ат истинной, В предлагаемом техническом решении

35 тонкий слой электраправодящей жидкости расположен по горизонтальной аси датчика, а толщина этого слоя выбрана меньше расстояния между двумя соседними электродами, что позволяет исключить одновременный

40 контакт нескольких основных электродов с ламелью и обеспечивает повышение точности измерения зенитного угла.

Формула изобретения

45 Преобразователь зенитного угла, па .авт.св. N 1150354, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, тонкий слой электрапроводящей жидкости расположен по горизонтальной оси

50 датчика, а толщина этого слоя выбрана меньше расстояния между двумя соседними как дополнительными, так и основными электродами.

1629513

Фиа

Составитель А. Цветков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т,Палий

Редактор И.Дербак

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 419 Тираж 364 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5