Устройство для ориентации сейсмоприемников в скважине

 

Союз Соеетскик

Социаттистически><

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««92()(>05 (6l) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22)Заявлено 10.07.80 (21) 295<>475/18-25 (52)M. Кл.

6 01 2т 1/40 с присоелииениеи заявки №

ГесударстеанныВ комитет (23) Приоритет— ло илам на<>бретенкй н вткрытнй

ОпУбликовано 15. 04. 32. Бк>ллетень №14

Дата опубликования описания 15.04.82 (<то) УДК550.83 (088. 8} (72) Авторы изобретения

Б.П.Балашов, В.И.Антоненко и В.В.Воевода

Сибирское особое конструкторское бюро НПО:.-"Нефтегеофизика" (7l) Заявитель 543 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ СЕЙСИОПРИЕМНИКОВ

В СКВА1,1ИНЕ!

1зобретение относится к сейсмическим исследованиям и предназначено для голучения ориентированных в пространстве сейсмических записей в скважинах.

Известно устройство, применяемое для ориентации сейсмоприемников в

5 скважинах, которое позволяет работать как в необсаженных, так и в осаженных скважинах, используя для ориентации известный азимут наклона ствола сквато жины, и содержит контейнер с сейсмоприемниками, установленный на опорных иголках и связанный с сердечником одного из соленоидов через круговой фиксатор расположенный на

7 !

5 торце контейнера, и зуб-фиксатор на рычаге, а с сердечником другого соленоида — через шайбу с конусной выточкой. Соленоиды установлены в узлах управления. Все узлы расположены в

20 трубе (1).

Нсдостатками устройства являются невозмо><ность ориентировки сейсмоприсмников в вертикальной скважине, поскольку азимут ее ствола рзвсн нулю, а также невозможность осуществления принудительной ориентации с поверхности, что является необходимым для проведения сейсмических наблюдений по заранее заданной программе.

Наиб<мее близким к предлагаемому является устройство для ориентации сейсмоприемников в скважине, содержащее гироскоп, на внутренней рамке которого закреплен датчик гироскопа, усилитель, блок сейсмоприемников, жестко связанный с наружной рамкой гироскопа и помсщенный в контейнер, ось вращения которого связана с ротором датчика угол-код, другой конец которого через редуктор соединсн с исполнительным двигателем. В этом устройстве для принудительной ориентации блока сейсмоприсмников по существу использустся сельсинная система, состоящая из скважинного сельсйна, роль которого выполняет датчик угол-код, и наземного сельсина, соединенных ме><ду собой Tpe;=я жиламл коротаж! ога кабеля l,21.

4>едаст ат КОм устрой4ств а яв г>яется

Относительно невысокая точность передачи у Гла при принудительной ориент а Ции cEÉc ÷onPH eèH!4 I<0 8 Äoñ T é Ã BIOÙ3 ß

+1-„ " Свяванная С ВЕОбходi)l" OC »BB

Йспользования трех><ильногo .<абеля, чтО приВОдит к 3 I43liи тельным по Греш— настям В прОцессе ЕГО peботLI за с !-".т индукциОннаГО то«ОВОГО Взаи>!ОдеЙст:ия между жилами кабеля, соедин-.-,:о!> ми ста тарНЬ Е аб ii!ТКИ СЕЛЬСИ,ОБ, И ж>lrnПа;,!!Х

ГО к 1то::Ь4;i >сдается напряжe.:-Ке (! г— (-4 И! Я, Целью H3oopeтени, являетc.::=: noBB, ш ние то —,наст и перед зчи у.-ла при принудитель:4ой ариентаци . сейсмсnpиeмникОВ

ЦЕЛЬ ДО СТ И ГВЕТСя Гe i -., -!ТО В устройсгBO для ориентации сейсмоприe, -!ни><ов В с«Bàжине, содер>-:ащее

ГирОскОп на Внутрен!4ей амке котo" рого закреплсн дат >и < г; роскапа, усил >тет>ь, блок сейсмоприемников, жЕСтКО СВЯзаННЬI!r, С -IBPÓ>«най:ам«ай гироскопа:.-: помещенный Б кон1ейнер, ось всащен iB OB:.!BLAH -. с ротора; дагчика гол-код, другой «044ец которого через редуктор саед"».нен с .1 испОлнительным д>В" ателем,. дог10лHI» тельно Введены б>л!0«зпве»епения преобсазования pacro-»;»> Оеа,>B v. дву-направленный ключ., при-;ем датчик угол- код соединен с блоком ог:.peäån=3Ь ния и преобразованная рассагг.асования, Выхода! которого соединены с гервой парой Входов двунаправлснногс; ключ-4., Г гopая пара входов посл>еднего сзеди-няна с Быхадами усил! i . е..я, а два

Выхода pBy IBnpBBJ1eHHo I О кл>вче саеди нены =;сполнитель,-,ы>4 д"=-; Гата;!" м.

4!р та <0 4 испОл!40><ии устроиства

Обеспе -!«Бает ся Выса к я 1 Оч наст ь пе>эедачи угла и представляется возможHoci ь

c. $ испОльзОван>1я ОднОЖ>4ль Iol o KBpoTаж" ноге кабеля, ч; 0 3;-4ачительчо г>овышeет его надежность! 3 чертеже изОбраже -га «Он . i 0 r:->ц!!»>4 предла ГаемОГО строй>с1 BB „ устройство содержит Гирос;:..:=:и на Внутренней рамке «отарого„вращ=ющеЙ ся Б азимут ал ьнОЙ ПЛОскОс ти,, лак" реплен датч" K 2 -,ирОскОпа. 10«осьемники датчика; —.-:ðîñ«on; з = крei-!41e Hi=! н:= $=коргусе гироскопа. Р>!утрен>4ие рамки

=; ироскспа ласта-;орень4 с помощью ф>l !4ная рамка (кс4рпус > гироскопа жестка связана с блоком сейсмоприемников 3, содержащим три оргагональна расположенных сейсмоприемника (, 2. аРОк сейсмОприемникав установлен в контейнере, ось вращения lи - -ем д - T lviK ГиЗО скопа coeдинен исполнитenl=i4» двигателем чеагз ус>!Рите.1ь / и двуна! равленный ключ 8, другие Входы .

Вы;<Одам датч в«а у Гол-код через блОК

ОпределГнля и nр 300р В30 В а>Rия pe ceo Г и с-,,": d ния

01 pо|4-.тза ра(101-ае —.:Лядующим 00— (lОСЛЕ Раз ГОНа -,:»POМОТОРВ i! БКЛЮЧЕн!ля злектромагHI г=. арретира внутренние рамки гироскопа 1 освобождаются

ai фиксаторов арзетирнога механизма

i-ироскоп преабретает,> степени сглабоды,,.e. станавигся свободным

ГирОскопом,, Ось Вращения ГирОматОра

3 а С - ;e T KH14e T Yiiiei Ko Го МОМБНТ а Co>

:-яет свою ориен ацию в —:растранстве неизменной., и ее направление становится началь,4ой тач><ой отсчета азимута.

Одновремснно на двунаправленный ключ

8 1одается управляющий сигнал (команда с пОВерхнОсти на вкл>зчение или выключение аср т>4ра 4, который разреШаЕт ПОДаа i-.а !Р ;еНН;»На И ПОЛНИтЕЛЬный двлгатель 6 от усилителя 7. с

Выхода датчика . - ë-.;poc«onB при подаче напряжения питания снимается напря>14е -.и е прОпОрциОЬ>альнОБ а3и! гутал ьнОму уггу поворота Kopпуса гирас;<опа 1

/ !,а спедоватеnü-;40„õ блока ce .Icèonp емникив >) . Пределы изменения угла

noBcp01 i т. П фиксируемые, При переходе ерез ну.певое значение угла поворота напряжение на выходе датчика гисас капа Гереходи= через нуль:i изQ ме яет сосо фазу а 80 > апрк:ение расса!-Ласова ii4R с датчика гироскопа 2 пас г пает -:ерез усилитель 7 мощности и Двуне4 праВле нныл ключ 8 на ис полни

-.ельный дви гатель 6 Двигатель 6 поворач>,Бает блок сейсмсприемников 3 с корпусом гироскопа, до тех пор, пока си г!-!ал рас-..îãë"-сования с ВыхоqB ;д4атчика -Hp0cK0nB не уменьшится, система Не войдет Б зону I-.evyBCTви тел ьности . Пр1! ПО ВОрате !<с pnуса

5 920 гироскопа 1 в обратную сторону напрлжение на выходе датчика 2 гироскопа увеличивается и меняет свою фазу на

180 . Усиленный сигнал рассогласования при этом реверсирует двi»гатеп; б и поворачивает блок сейсмоприемников 3 с корпусом гироскопа 1 В обратную сторону. Принудительная ориентация блока сейсмоприемников 5 осуществляется с помощью датчика 10 угол- код 4, блоКа определения и преобразования рассогласования 9, двунаправленного ключа 8 и испол:-итс;ь— ного двигателя 6. Блок определения и преобразования рассогласования 15 может содержать три цифровых компаратора 10 (СС1), 11 (СС2) и 12 (CC3) арифметическое логическое устройстео (АЛУ) 1) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 14, соединенные с выходом датчика угол-код 4 и каротажным кабелем и через логические схемы И 15, ИЛИ 16 и 17, НЕ 18 и !9 с двунаправленными кл>3иом 8, 25

При выключении электромагнита арретира на двунаправленный ключ 8 поступает управляющий сигнал„который разрешает подачу напряжени.-: — а исполнительный двигатель 6 от блока опре30 деления и преобразования рассогласования Я. Код команды (код А для старших разрядОВ и кОд <1 - для младших разрядов), пропорциональный заданному углу поворота блока сейсмоприем3» ников 3, поступает с поверхности по каротажному кабелю на один из Входов блока определения и преобразования рассогласования <1, на другой вход которого с выхода датчика угол-код 4

4G подается код обратной связи (код В для старших разрядов и код в - для младших разрядов) . Компараторы 10 и 11 блока 9 осуществляют срагкекие кодов старших разрядов входной ко45 манды (код А) с соответствующими разрядами кодов обратной связи (код В) .

Сравнение младших разрядов производитсл компаратором (CC3) 12 блока 9, B этом случае, если сравнение стар50 ших разрядов дает результат А=В, а сравнение младших разрядов -а, z или сраанение только старших разрядов дает результат А 7 В, на выходе схемы ИЛ 1 16 блока g появляется высокий потенциал (логическая l) При

55 любых других результатах сравнения на выходе схемы 11ЛИ 16 появллется низкий потенциал (логический О) .

60 б

ПОт "iiijlic331 С B!;i«ода СХЕМЫ ИЛИ 16 ПОдаетсл Н; клю : 20, с ЦАП 14, преобPc33) I3ÖÐГО PB3Л1ОСТ Ь КОДОВ (Е" B), ВЫ численную АЛУ 13, в эквивалентный анало овый с> гнал. Поступающее с

„- -oKB ч нап»>я. ;:ение заст» 3пВВТ В>31»1В-. ь:я BBJ1 ilcil >»1н>1тPfiьнОГО Дви,,11, я 6

»

BO BOO Q i Е KО ОРО Г O <. Д«T »I !1KB угол - код 4 В блок g поступае, непрерывно меняющийся код

Обоатной связи. Таким образом, сравНЕН! Е КОДС 3 ГРОИ СХОДИТ»Е>IРЕРЬ!l» О, i,Ц„ВЛ

Вь хе»: — схемь 11Л11 16;.I;3 «pBИ, О,;, .,елясмое Временем сравнения >"лсдш>1х раз=яда 1,>то Обесг1ачивас.- >-е;.".Вговый> ре>„",. 1 рп -Оты; . г л:ительне; <....-аТЕЛ>-:, что ПОЗ: ОЛЛЕ3 ПР«ОР.>П-;,:т

ЕГО ИНЕРЦ 1О:-ОСТЬ i!c:ТЕ, РЕГЕОС ООВВГ нем сущест:-,<>Вания >лладшегo раз р;-;д;., Точность -ер.=-дач1 у;ла В - Вкo«1 у СTPO>1OTB" .>ЧЕЧ Ь Bi IСOK;., « .,С КО 1ЬКУ

Ог»1>еделяе тo. 1 bi«o пс> рею> Ос ь, дат

ЧИIулирова il».=. B!1e!<; родвигателя полHocTLIO исключ"-но КООИ3ОЕ>(ат Ь HB,,!OÑТВВ КОВ» СВЯЗВ -: л .. С

ПР 1»>1Е ° --ilqB».- MH OI-<»« „,Л Ь>ЛОГО,.;,=",,, >Л и зч:1чи"ельне пс: ==".шает» =д с»с.сть

PBOO Ь - С.: ° », В Ц ЛОМ.

Фор .;.:.и- изобрете.",11л

Устро. -. Bo для ориентациl", сейсмоприемни коз В сi«B ажи не» содержащее гl;,роскоп не BI-:óòpàííåé рамке котоО О закРВ tfI =:i- »BT HHK Ги 1)ос копа, У=, -1»>ТЕЛЬ, бЛ.. К Са .Сл1О 1PI1BMHIIKOB, жССТКО СВЯЗа1- :,Ьлй С НВР1жксй РаМКОй гироскопа и по>лс:щен>лы, B контейнер, Ось Вращекия -".с.торого связана с ротором датчика угол-код, другой конец которогo через редуктор соединен с

ЛсполниTельнь:l1 1В,I ГателBM О т л и чаюш .. е с, тем, лто, с целью повышен.>л точности передачи угла гри принуди-:-oi, ьн Ой ориентации сейсмс>1риемн»ков В чего дополнительно Введены б»1О-< OilpcficflBHL1B II fipiooáðBçoBBHIIë рассогласования и двунаправленный

1<г:>3 :» причем датчик угол-код соеди— нен с блоком Определения и првобразоВа;:ия ьассослас:Вания, Выходы котороГО соеД!1чен61 с пеРВО11 парОи BxoÄÎ 3 дауна р,BJ нного «люча, втопал пара в ОДОВ посл;днего соединена с В>1ХОрами ус:. Лителл, а два Выхода рву320695 2

)

1. iставtiтель 0 . (c3рпуйин

Редактор М.11едолуженко техред 7,;!атo «=-, Корректор С. Шекмар

Заказ 2332/50 Тираж / Подписнa

ВНИИП11 Госуда„ственного кои.>тета СССР по делам изобретений,1 открытий

113035 Москва, > .-3";, Рау скзя наб,. д.4/5 филиал ППП нпате1 г, г. Ужгород, ул, Проект.-ав, напра вленно го клю -.а соединены с .1сполнител вным дви гателем.

11ст очники нформаци;, принв гые во гзнимание npvi экспертизе

ilвтopское сагид:*...тел ьст во С C С Р

31 4 165, -гл .,! 01",1/16, 1 36H .

2, Отчет тематичг ской партии

1г 12// по теме Усовериенствование методики и техники трехкомпонентных наблюдений Сибирской геофизической экспедиции Миннефтепрома, Новосибирск

1978 1прототип1, ) . r r