Патент ссср 269090

 

р- -о<со:,;,,= g

:, <=cxag биб > —:,, ив

- A ь о f о., =, г г,!

269090

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ ,,ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

1хл. 5а, 47/00

Заявлено 30Х.1968 (№ 1243988/26-25) с присоединением заявки хо—

Комитет по делам изаоретений и открытий при Совете й1инистрав

СССР

МП1х Е 21Ь

Приоритет—

Опубликовано 17.IV.1970 r. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 25Х111.1970

УД!х 550.839:622.241 (088.8) Автор изобретения

И. К. Саркисов

Азербайджанский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки

Заявитель

АВТОНОМНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ПРОМЫСЛОВОГЕОФИЗИЧ ЕСКИХ ИССЛ ЕДОВА НИ Й СКВА)КИ Н

Изобретение относится к автономным приборамдля измерения геофизических парамсгров ком пенсационным способом и их записи на магнитный носитель в цифровой форме.

Предлагаемый прибор может быть иопользован для каротажа скважин в процессе бурения и геофизического исследования бурящихся и эксплуатируемых скважин.

Известны автономные приборы, реализующие компенсационный принцип измерения с записью результатов в двоичном коде на магнитной проволоке. Для исключения,нестабильности передаточных характеристик узлов апиа ратуры протяжка проволоки производится с помощью того же двигателя, от которого приводится ползун реохорда компенсатора и переключатель считывания информации. Так как при считывании информации необходимо, чтобы двоичный счетчик, запомнивший информацию в цифровой форме, до окончания счигывания не вел нового счета, то реохорд компенсатора выполняется только на половине окружности ег0, а на второй половине окружности размещены контакты переключателя, считывающего на магнитную головку информацию с двоичного счетчика, что сужает динамический диапазон, усложняет изготовление аппаратуры и снижает ее надежность.

Целью изобретения является упрощение аппаратуры, расширение динамического диапазона и повышенпс точности измерений. Для этого в аппаратуру введен регистр параллельного сдвига для переноса информации с двоичного счетчика, ждущий управляющий муль5 гпвпбратор и соответствующие соединения входных цепей.

В предлагаемом устройстве за счет введения ждущего мультивибратора с управлением длительности выходного импульса, подаваемого

10 па магпнтну1о головку, запись может быть осуществлена импульсами одной полярности, а разделение информационных и служебных импульсов осуществляться по ширине импульса.

15 Иа фнг. 1 приведена схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений в различных точках схемы.

Прибор содержит генератор 1 переменного тока частоты шунт 2, реохорд 3 компенсатора, 20 ползун 4 реохорда, токовый трансформатор 5 с двумя обмотками, входной трансформатор б, усилитель 7. нуль-орган 8, исполнительный элемент (реле) 9, ключ 10, управляющий пропусканием импульсов, индукционный генера25 тор с обмоткой 11 и якорем 12, приводной двигатель И, диод 14, редуктор 15 (часть общего редуктора), ползун 1б переключателя, редуктор 17 (вторую часть общего редуктора), приемную (ведущую) кассету 18, магнитную

30 проволоку 19, подающую кассету 20, направ269090

25 злющие колонки 21, магнитную головку 22, триггерные ячейки 28 — 25 двоичного счетчика, состоящие из обычных триггеров на двух триодах и одного триода, соединенного с ячейками памяти (ферритовыми кольцами) 26, 27 и 28 с тремя обмотками в каждой, первый (неподвижный) контакт 29 переключателя, диод 80, импульсный усилитель 31, ждущий мультивибратор 32, последний неподвижный контакт 88 переключателя, перекидной контакт 84, управляемый схемой приема сигналов телеуправления, неподвижные контакты 35 переключателя, предназначенные для съема информационных имлульсов, батарею 86 и токовые электроды

А и В и измерительные электроды М и N каротажного зонда.

На фиг. 1 показаны буквами точки и узловые соединения (1; U; U N., U,; б„; 1; А; а;

b; с; d; е; Т,; Т,; Т,; В,; Вз, Вз, Р,; Рз; Рз, UI, Уз, U3, U„; U, и U, ), в которых действуют токи и напряжения, графики которых приведены на фиг. 2; на фиг. 2 — введены следующие обозначения: р — удельное сопротивление пород (измеряемая величина; I —; U — напряжение на шунте 2, U,, — напряжение на вторичной обмотке трансформатора 5; U, 1N напряжение на электродах MN, би — нап ряпряжение на первичной обмотке входного трансформатора, q> — фаза напряжения после усилителя 7; А — сигнал момента компенсаций; U, — напряжение на обмотке индукционного генератора; UI, — на пряжение на входе ключа 10; U, — напряжение, снимаемое с исполнительного элемента 9 нуль-органа, действующего до момента компенсации; U q — импульсы на входе счетчика; U,, U,, и U,,—

Т1 напряжения на выходах триггера; U, — напряжение на контакте 29; В,, Вз и Вз — индукции в ферритовых кольцах; Ip lp и 1 токи, проходящие через вторые обмотки ячеек памяти; U,— напряжение импульсов, снимаемых с третьих обмоток ячеек памяти; U„ — напряже ния импульсов на входе усилителя 31;

U — напряжения импульсов, .поступающих на магнитную головку 22.

Принцип работы аппаратуры сводится к измерению путем сравнения ЛУщ1с U„. От начала измерения и до момента компенсации импульсы, генерируемые индукционным генератором, считает двоичный счетчик. Счет kIipeкращается в момент компенсации. Перед началом измерения следующей точки информация, из счетчика, переносится в ячейки памяти и одновременно счетчик возвращается в исходное состояние, т. е. готов для нового счета.

Во время измерения и счета новой точки измерения происходит считывание информации с ячеек памяти 26, 27 и 28. Таким образом, одновременно с измерением данного дискретного значения измеряемого па раметра происходит запись предыдущего дискретного значения.

Прибор раоотает следующим образоМ:

Переменный ток I частоты f от генератора 1 п роходит через шунт 2 к элект родам А и В.

Напряжен ие на шунте U„,=I. Р„приложено к реохорду 3, с которого снимается напряжение компенсации, равное U .и (а — угол поворота ползуна 4 потенциометра). Это напряжение приложено к первичной обмотке трансформатора 5.

Ток I создает на электродах Мй разность потенциалов U, 1N. Напряжения U,è U ц находятся в противофазе, а нап ряжение би приложено к первичной обмотке входного трансформатора 6. Это напряжение после трансформатора усиливается усилителем 7 и подводитсл к нуль-органу 8, который в момент компенсаций вызывает срабатывание исполнительного элемента 9, управляющего ключом 10.

Пред положим, что в начальный момент условно) ползун 4 находится в начале реохорда 8 (при этом U,=О), все триггеры 28, 24 и

25 находятся в состоянии, когда íà их выходах сигналы, равны нулю (состояние О), а ферритовые кольца 26, 27 и 28 находятся в состоянии, ковда индукция равна + В. Такое состояние сохраняется до начала считывания информации.

При включении прибора двигатель 18 начинает вращать якорь 12, а через редукторы 15 ,и 17 — ползуны 4 и 16 и приемную кассету 18.

Магнитная проволока 19 с кассеты 20 протягивается мимо направляющих колонок 21 через головку 22. При перемещении ползуна 4 U,. начинает расти от нулевого значения. В это же время с обмотки 11 индукционного генератора импульсы поступают на ключ 10, открытый напряжением U,, подаваемым с исполнительного элемента 9 (например, реле). Двоичный счетчик (триггеры 28, 24 и 25) начинает счет, импульсов. До мом ента ком пенсации

URN> U и фаза результирующего сигнала может быть условно п1ринята как г =+ . По мере увеличения U„. напряжение Ьи уменьшается и при Uk, =U(1gcтаkIовитcл равным нулю. В этот же момент меняетсл фаза на

180, т. е. теперь р= —, †. В момент компенсации на элемент 9 подается сигнал А и с ключа 10 снимаетсл напряжение U,. Ключ 10 зак рывается и больше не пропускает импульсы на двоичный счетчик. Например, на счетчик было пропущено четыре импульса (кривая U„).

Элемент 9 (реле) блокирует,себя и остается Во включенном состоянии до окончания цикла. Триггеры 28, 24 и 25 счетчика просчитали и запомнили число импульсов, которое поступило на счетчик от начала измерения до момента компенсаций и их состояние иллюстрируется графиками U... UÄ II U, Далее двигатель продолжает перемещать ползун 4, и новый цикл измерения начнется, когда движок снова придет в начальное поло269090

-15

;0

65 кение реохорда 8. Одновременно перемещается ползун переключателя, но операции, проводимые им сейчас, не имеют смысла.

Когда ползун 4 подходит к началу реохорда, ползун 16 переключателя касается контакта 29, и в это время на все первые обмотки ферритовых колец 26, 27 и 28 подается напряжение. В цепях ячеек памяти, соединенных с триггерами, выходы которых соответствуют состоянию 1. проходит ток. Этот ток перемагничивает ферритовые кольца и на выходе третьих обмоток появляется сигнал (график U„).

При этом все триггеры возвращаются в исходное состояние (состояние 0). В приведенном случае состоянию 1 соответствует триггер 25 и перемагничивается кольцо 28.

На третьей обмотке кольца 28 появляется напряжение (вследствие изменения индукции от +В до — В), которое через диод 80 подается на вход импульсного усилителя 31. Усиленный импульс подается на ждущий мультивибратор 82, который формирует импульсы определенной длительности. На мультивибратор 32, если ползун 16 находится на контакте 29, подается напряжение от батареи 86, которое уменьшает длительность генерируемого импульса, отличая его от импульсов, генерируемых мультивибратором в отсутствие напряжения от батареи 86. Короткий импульс, снятый с мультивибратора 82 (график U,), подается на головку и записывается на магнитной проволоке как начало «слова» (начало регистрации первого дискретного значения), Через контакт 29 напряжение от батареи 86 поступает также на элемент 9, который подает на ключ 10 напряжение U, îòêðûâàÿ его для пропускания им,пульсов от индукционного генератора. Начинается измерение нового дискретного значения и подсчет счетчиком числа импульсов до момента компенсации.

В это же время происходит считывание и запись информации, которая была перенесена в ячейки памяти со счетчика. Ползун 16 переключателя последовательно обходит неподвижные контакты 35, опрашивая ячейки памяти. Ток от батареи 86 (точки Р,, Р2 и P;) направлен через вторые обмотки ячеек памяти так, чтобы вызвать намагничение колец до

+В. В тех кольцах, которые не были перемагничены до — В, эти токи не вызовут изменения индукции и на выходе их не появятся импульсы напряжений, а в остальных индукция изменится от — В до + В.

Таким кольцом является кольцо 28 (графики В и !р„). Импульс напряжения с третьей обмотки ячейки 28 через диод 80 подается на усилитель 81 (графики U, и U, ) и после усиления этот импульс формирует импульс ждущего мультивибратора 32. Так как сейчас на мультивибратор 32 не подано напряжение с батареи 36, длительность импульса, подаваемого на головку 22, будет отличаться от ранее записанного, соответствующего началу

«слова». После опроса всех ячеек памяти их

:)

40 состояние йамагничивания будет соответс-гвовать индукции -, В и они, таким образом, гоговы для нового переноса информации с двоичного счетчика.

Когда ползун 16 касается контакта 33, подготавливается цепь для записи еще одного служебного импульса. Этот импульс может соответствовать марке глубины. Приемник системы телеуправления, в случае прихода сигнала замыкает контакт 84, подготавливая цепь для отметки марки глубины. Этот импульс всегда будет записан до импульса, соответствующего началу «слова», когда бы ои ни пришел.

Во время считывания (записи) счетная схема в порядке, изложенном ранее, измеряет и просчитывает новое дискретное значение измеряемого параметра. и когда ползун 16 касается контакта 29, информация с двоичного счетчика снова переносится в ячейки памяти. Таким образом, записывается импульс начала

«слова» и т. д.

Во входной части аппаратуры вторичная обмотка трансформатора 5 компенсатора и первичная обмотка входного трансформатора 6 включены последовательно с измерительными электродами. Такое соединение обмоток и электродов приводит к тому, что в момент компенсации при U)1g — — UI,-TQI с цепи электродов будет равен или близок кнулю. Следовательно, изменение сопротивления заземления электродов не влияет на точность измерения и уменьшается погрешность от неточности сдвига между Uy1yls UI,- Кроме того, при такой схеме соединения трансформаторов упрощаются требования к высокоомности обмоток трансформаторов и исключается искажение поля токового электрода каротажного зонда.

Предмет изобретения

1. Автономный прибор для промыслово-геофизических исследований cl

ГОЛОВки, а также устройства для привязк и точки записи к глубине, отличающийся тем, что, с целью увеличения динамического диапазона измерительно-регистрирующей системы и осуществления записи служебных и информаIIIIoHHblx сигналов однополярными импульсами, в прибор введены ячейки памяти, связанные с двоичным счетчиком и через усилитель с ждущим мультивибратором, на который в момент параллельного переноса информации с двоичного счетчика в ячейки памяти подается напряжение смещения для получения импульса, отличного по длительности от информаци26909 О

Редактор 3. Громова

Техред А. Д. Камышиикова

Тираж 480

Корректор Л. А. Царькова

Подписное

Составитель Э. Терехова

Заказ 3524

Загорская типография

oHHbIx и соответствующего началу регистрации дискретного значения измеряемого параметра.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения кинематики регистратора и 5 конструкции узла .реохорд- переключатель, в регистраторе применен один общий редуктор, имеющий выходы осей для привода кассеты укладчика, реохорда и переключателя, выполненных по всей окружности.