Скважинный инклинометр

 

(ii) 462619

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Gaea Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.06.67 (21) 1167021/22-3 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 11.05.75 (51) М. Кл. E 21b 47/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытнй (53) УДК 622.241.7.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Сметанин и В. В. Голованов (71) Заявитель (54) СКВА)КИННЫЙ ИНКДИНОМЕТР

Известен скважинный инклинометр, включающий шаговый коммутатор и датчики с фазовращателями.

Предложенный инклинометр отличается от известного тем, что фазовращатели подключены к двум модуляторам, каждый из которых соединен с генератором частоты заполнения и фазорасщепителем, а выходы датчиков связаны с шаговым коммутатором через синхронные детекторы. Это позволяет повысить точность измерений угла азимута.

На фиг. 1 и 2 изображена блок-схема инклинометра.

В состав глубинного устройства входят фазовые датчики 1 и канальные синхронные детекторы 2, чувствительные элементы датчиков кривизны и положения отклонителя маятникового типа. Чувствительный элемент датчика азимута выполнен на основе магнитной стрелки. Чувствительные элементы связаны с подвижными элементами (роторами) датчиков, выполненных на основе двухфазных воздушных фазовращателей. Временный коммутатор

3 функционально совмещен с шифратором устройства и управляется триггерным счетчиком

4. Нуль-орган 5 формирует сигнал, временное положение которого определяется фазой напряжения с соответствующего датчика.

Триггер 6 предназначен для последовательного формирования посылок постоянного тока, длительность которых несет информацию о величине передаваемого параметра. Ключ 7 осуществляет подключение генератора 8 несущей частоты измерительных посылок ко вхо5 ду группового усилителя 9 мощности. Аналогично ключ 10 служит для подключения генератора 11 несущей частоты посылок синфазирования ко входу усилителя 9. Логическая схема (сборка) 12 формирует служебную по10 сылку синфазирования. Усилитель 9 и высоковольтный присоединительный фильтр служат для группового сигнала и выдачи его в токоподвод 13 электробура.

Присоединительный фильтр 14 предназна15 чен также для отбора мощности от токоподвода электробура, необходимой для питания глубинного устройства (блок 15 питания) и подачи напряжения частоты питания электробура на фильтр 16 опорного напряжения, ко20 торый осуществляет выделение первой гармоники напряжения частоты питания электробура для подачи его на фазорасщепитель 17, коммутатор 3 и счетчик 4. Фазорасщепитель производит формирование двух одинаковых по

25 амплитудам напряжений частоты питания электробура, сдвинутых относительно друг друга по фазе на 90 электрических градусов.

В модуляторах 18 происходит модуляция напряжения частоты заполнения генератора 19, 30 а усилители 20 обеспечивают на выходе мо462019 дулированное напряжение необходимой для питания датчиков 1 величины.

Высоковольтный присоединительный фильтр

21 наземного устройства (см. фиг. 2) необходим для съема от токоподвода 13 напряжений несущих частот, поступающих от глубинного устройства. Усилитель 22 с автоматической регулировкой усиления обеспечивает на выходе практически неизменное по амплитуде напряжение при изменении входного сигнала в больших пределах за счет изменения длины линии связи (токоподвода).

Дискриминатор 23 демодулирует и разделяет посылки. В формирователях 24 и 25 информационные посылки и посылки синфазирования доводятся до необходимой величины и формы. i ðèããåðíûé счетчик 26 через диодный дешифратор 27 управляет канальными ключами 28 устройства.

Преобразователь 29 необходим для преобразования длительности измерительных посылок в импульсы напряжения соответствующей амплитуды. Интеграторы 30 и 31 обеспечивают запоминание амплитуды канальных импульсов. В качестве измерителей 32 используются стрелочные приборы визуального контроля величины измеряемых параметров и самописцы.

Устройство работает следующим образом.

Датчики 1 преобразуют физическую величину — углы кривизны, положение отклонителя и азимут — в пропорциональные им изменения фазы огибающей выходного напряжения датчиков. Путем синхронного детектирования выделяется напряжение, соответствующее упомянутой огибающей сигнала с датчиков. Напряжения с детекторов 2 поступают на канальные входы временного коммутатора 3.

На один из входов коммутатора подается также с выхода фильтра 16 напряжение с опорной фазой, необходимое для формирования в структуре сигнала служебных посылок калибровки 0 и 100О/о.

Коммутатор осуществляет поочередное подключение присутствующих на его входах напряжений ко входу нуль-органа 5 на время измерения. Нуль-орган вырабатывает импульс, совпадающий по времени с моментом перехода через нуль от отрицательной к положительной полярности измеряемого напряжения, обеспечивая таким образом зависимость временного положения выходного импульса от фазы измеряемого напряжения.

Триггер 6 запускается от соответствующего триггера счетчика 4. Момент запуска триггера

6 определяет момент начала формирования измерительной посылки, а его сброс осуществляется импульсом с выхода нуль-органа. Таким образом длительность измерительной посылки определяется временным интервалом между поступлением на триггер 6 запускающего импульса и импульса сброса. Соответствующей синхронизацией счетчика 4 обеспечивается сдвиг во времени импульса запуска триггера 6 на время, необходимое для формирования в начале измерительной посылки неизменного интервала «подставки», На выходе логической схемы (сборки) 12 формируется служебная посылка синфазирования, которая нужна для разделения каналов в наземном устройстве. Измерительные посылки и посылки синфазирования управляют ключами 7 и 10, которые подключают выходное напряжение несущих частот (информационный и синфазирование) генераторов 8 и 11 ко входу группового усилителя 9. Несущие частоты выбраны из условия обеспечения максимальной помехоустойчивости передачи сигнала по линии связи. После увеличения в усилителе 9 посылки несущих частот через присоединительный фильтр 14 верхних частот поступают в токоподвод электробура, С емкостного делителя фильтра 14 снимается напряжение частоты питания электробура и используется для последующей стабилизации и выпрямления в блоке 15 питания глубинного устройства, Это же напряжение поступает на фильтр 16 опорного напряжения.

Напряжение с выхода этого фильтра используется для синхронизации устройства в целом путем подачи его на счетчик 4 и блок питания датчиков, включающий фазорасщепитель 17, модуляторы 18, генератор 19 и усилители 20.

На выходе усилителей 20 блока питания

ЗО датчиков формируются два напряжения с частотой генератора 19, модулированные по амплитуде напряжениями частоты питания электробура, изменяющимися соответственно по законам синуса и косинуса.

На дневной поверхности поступающие по токоподводу 13 посылки несущих частот информации и синфазирования отделяются с помощью присоединительного фильтра 21 от напряжения частоты питания электробура и

40 поступают на вход полосового усилителя 22 приемного устройства с автоматической регулировкой усиления. После демодуляции и разделения по признаку полярности в дискриминаторе 23 информационные посылки постоян45 ного тока и посылки синфазирования с выхода формирователей 24 и 25 поступают на преобразователь ШИМ вЂ” АИМ-29 и триггерный счетчик 26 для его синхронизации и синфазирования.

50 Триггерный счетчик 26 через дешифратор 27 осуществляет последовательное во времени управление канальными ключами 28.

Напряжение с выходов этих ключей с амплитудой, пропорциональной величине напря55 жения на выходе преобразователя ШИМ—

АИМ-29, поступает на канальные интеграторы 30 и 31, к выходам которых подключены измерительные элементы 32. Для балансного измерения элементы 32 подключаются между

60 соответствующими выходами канальных интеграторов 31 и выходом интегратора 30 служебного канала, по которому передается посылка, соответствующая нулевому значению измеряемых параметров. Последнее обстоя65 тельство позволяет исключить при измерении

462019 ошибки, возникающие из-за деформации измерительных посылок при передаче по каналу связи.

Предмет изобретения

Скважинный инклинометр, включающий шаговый коммутатор и датчики с фазовращателями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений угла азимута, фазовращатели подключены к двум модуляторам, каждый из которых соединен с генера5 тором частоты заполнения и фазорасщепителем, а выходы датчиков связаны с шаговым коммутатором через синхронные детекторы.

462019

Фиг. g

Составитель В. Швец

Редактор А. Калашникова Техред Т. Курилко

Корректоры: А. Николаева и О. Даиишева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1426/2 Изд. № 1182 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5