Устройство для одновременного измерения нескольких параметров при каротаже скважин

 

I8I57I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.1I.1963 (№ 818621/22-3) Кл. 5а, 18/30 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Е 21b

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21.IV.1966. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15Х11.1966

УДК 550.822.2:

:621.373.431.2 (088.8) Автор изобретения

А. Г. Барминский

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗМЕРЕНИЯ

НЕСКОЛЬКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КАРОТА)КЕ СКВА)КИН

Известны устройства для передачи информации при каротаже с частотным разделением каналов и частотной модуляцией с детектированием модулирующего напряжения.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем в качестве модулятора применен фантастронный генератор, управляемый напряжением переменного тока низкой частоты, являющегося измеряемым сигналом.

Это позволяет повысить точность требуемых измерений.

На чертеже показана блок-схема предложенного устройства.

Питание схемы скважинной части телесистемы и зондового устройства осуществляется от генератора 1 переменного тока с частотой F. Ток 1,„от генератора 1, пройдя разделительный конденсатор 2 и дроссель 8 по центральной жиле кабеля поступает через дроссель 4 на силовой трансформатор 5 и далее на токовый электрод А зонда.

Реактивные сопротивления дросселей 8 и 4 и конденсатора 2 малы для переменного тока с частотой F. При необходимости между силовым трансформатором и токовым электродом Л включается измерительный мостик реостатного датчика б, например для измерения температуры в скважине или диаметра скважины.

Для записи кривой потенциала собственной поляризации пород создается цепь постоянного тока. При этом замеряется разность потенциалов ПС между электродом А и электродом 7 на поверхности. Цепь постоянного тока

5 отделяется от остальных цепей с помощью конденсаторов 8, 2 и 9. Заграждающий фильтр

10 не пропускает питающее напряжение с частотой F на вход канала ПС.

Вместе с измерением потенциалов собствен10 ной поляризации пород телесистема позволяет одновременно регистрировать несколько других изучаемых глубинных параметров.

Для каждой измеряемой величины создается частотный канал с частотной модуляцией не15 сущей частоты, т. е. используется частотное разделение каналов.

На вход каждого из каналов подается переменное напряжение частоты F с соответствующего датчика (c измерительных электро20 дов каротажного зонда, реостатного датчика температуры и т. п.).

Назначение отдельных функциональных узлов телесистемы можно рассмотреть на примере работы одного канала.

25 Измеряемая разность потенциалов между электродами Af„N> усиливается усилителем и управляет частотой генератора 11. Частота

f, переменного напряжения íà его выходе изменяется в соответствии с изменением изме30 ряемого напряжения, т. е. осуществляется ча181571

45 стотная модуляция несущей частоты f>. Несущие частоты каждого из каналов смешиваются на сопротивлении 12, усиливаются общеканальным усилителем и через конденсатор 8 подаются на центральную жилу кабеля. Несущие частоты должны в несколько раз превышать частоту F тока питания, иначе возникнут трудности при их разделении.

Дроссели 8 и 4 осуществляют высокочастогную обработку линии связи.

На поверхности высокочастотное информационное напряжение первого канала через фильтр И подается на вход частотного детектора 14. Фильтр 18 пропускает полосу частот первого канала с центральной частотой f<.

На выходе частотного детектора получается переменное напряжение с частотой F и амплитудой, соответствующей амплитуде измеряемого напряжения, Выделенное детектором напряжение усиливается усилителем 15 и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 1б. Выходное напряжение фазочувствительного выпрямителя 1б подается на регистрирующее устройство 17 первого канала и записывается на диаграмме в определенном масштабе измеряемого параметра.

Управляющее напряжение на фазочувствительный выпрямитель 1б получают от узла 18, позволяющего регулировать фазу управляющего напряжения.

Опорную фазу можно также передавать и из глубинного прибора, введя для этого вспомогательный канал, который одновременно позволит контролировать телесистему по

«стандартсигналу».

Аналогично работают и все остальные каналы, включая канал с реостатным датчиком.

Силовой трансформатор 5 и выпрямитель 19 служат для питания накальных и анодных цепей схемы глубинного прибора.

Повышение точности измерений в предложенном устройстве достигается исключением влияния изменения тока питания глубинного прибора на результаты измерений.

Известно, что частота релаксационных колебаний самовозбуждающегося фантастронного генератора не изменяется при одновременном

35 изменении в значительных пределах управляющего напряжения, подаваемого на управляющую сетку лампы, и напряжения анодного питания. "1

При использовании такого генератора (11) его передаточная характеристика не будет изменяться при изменении тока питания глубинной части телесистемы.

В предложенном устройстве частотная модуляция несущей частоты f осуществляется переменным напряжением с частотой F (F(f) снимаемым с измерительных электродов зонда. Амплитуда этого модулирующего напряжения определяется значением измеряемого параметра.

Вследствие двухполярной модуляции несущей частоты f преодолены трудности передачи нулевого показания. В самом деле, при отсутствии модулирующего напряжения с частотой

F выход телесистемы равен нулю независимо от нестабильности несущей частоты f генератора частотного модулятора или нестабильности других функциональныхузлов. Постоянная составляющая сигнала выделяется только самым последним функциональным узлом — фазочувствительным выпрямителем, а схема фазочувствительного выпрямителя, собранного по ключевой схеме, обладает ничтожным дройфом нуля.

Благодаря вышеуказанному описываемое устройство имеет сравнительно высокий динамический диапазон (порядка 1000), что позволяет регистрировать измеряемый параметр одновременно в трех масштабах.

Предмет изобретения

Устройство для одновременного измерения нескольких параметров при каротаже скважин на одножильном кабеле, содержащее модулятор несущих частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в качестве модулятора применен фантастронный генератор, управляемый напряжением переменного тока низкой частоты, являющегося измеряемым сигналом.

181571

Составитель И. Титова

Техред Г. Е. Петровская

Редактор Н. И. Нечай

Корректор: Г. Е. Опарина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1630/3 Тираж 750 Формат бум. 60/90 /з Объем 0,3 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4