Устройство для телеизмерения скважинных параметров

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11968362 (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 24. 04. 81 (21) 3281711/22-03 . с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 23 10.82 ° Бюллетень ¹ 39

151) М. Кп.

Е 21 В 47/12

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 550,832..04(088.8) Дата опубликования описания 23.10.82

1

F (72) Автор изобретения

Н.H. Гринченко

Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ СКВАЖИННЬ)Х

ПАРАМЕТРОВ 2

Изобретение. относится к иссле дованиям скважин и может быть ис-! польэовано для телеизмерения различных параметров в процессе бурения скважин электробурами.

Известно устройство для образования.каналов телеизмерения в токоподводе электробура, содержащее приемный коммутирующий узел со схемой 10 управления и измерения длительности импульсов и передающий коммутирующий узел, выполненный в виде включенных в рассечку одного из проводов токоподвода электробура встречно-параллельно соединенных тиристоров. Параллельно передающему коммутирующему узлу через ограничитель напряжения подключеи импульсный времяэадающий элемент, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора (1 ).

Недостатком устройства является необходимость отключения .фазы токоподвода на время половины периода промьпапенной частоты для передачи информационных сигналов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для телеизмерения скважинных параметров, содержащее токоподвод, приемный блок, передающий блок с включенным в рассечку одного из проводов токоподвода коммутирующим узлом, имеющим тиристор с конденсатором в цепи управления и ключ (2 ).

Недостаток изэестногО устройства состоит в низкой эффективности телеизмерения, поскольку для увеличения числа каналов и скорости передачи информации требуется существенное усложнение устройства.

Целью изобретения является повышение эффективности телеиэмерения .за счет увеличения числа каналов связи °

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразо,вателем аналог - код, дополнительным ключом, двумя парами последовательно соединенных диодов и дополнительным тиристором, включенным встречно-параллельно основному тиристору,причеи вход тактовой синхронизации преобразователя подключен параллельно тиристору, первый выход преобразователя через. ключ, а второй - через дополнительный ключ и одну пару диодов соединены с управляющим электродом тиристора, другая пара диодов включена между катодом и управляющим электтзодом дополнительного тиристора,кон968362 денсатор коммутирующего узла подключен к точкам соединения диодов каждой пары.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для телеизмерения скважинных параметров. 5

Устройство содержит передающий блок, который состоит из включенного в рассечку заземленной фазы электробура 1 коммутирующего узла 2, выполненного в виде встречно-параллель-fp ного соединения основного тиристора

3 и дополнительного тиристора 4.управляющий электрод основного тиристора 3 через ключ 5 подсоединен к катоду, а через цепь 6 управления, которая содержит конденсатор, подключен к аноду тиристора 3.

Между катодом и управляющим электродом дополнительного тирйстора

4 последовательно соединенные диоды

7 и 8 включены в прямом направлении от от катода к управляющему электроду этого тиристора 4. Дополнительный ключ 9 подсоединен к управляющему электроду тиристора 3 через два по- й5 следовательно соединенные диоды 10 и 11, включенные в прямом направлении от ключа к управляющему электроду.

Входы основного 5 и дополнительного

9 ключей подключены к соответствующий выходам преобразователя 13 аналог— последовательный код, вход синхронизации которого включен параллельно тиристору 3.

Преобразователь 12 предназначен для измерения зенитного угла скважи- .З ны и содержит формирователь 13 импульсов, тактовый распределитель 14, не.сколько логических элементов "И" 1518, элемент ИЛИ 19, а также датчик

20 зенитного угла. 4О

Формирователь 13 состоит из ограничителя 21 амплитуды разнополярных импульсов и инвертора на логическом элементе И 15 для инвертирования ограниченных отрицательных импульсов, 45 которые поступают на вход формирователя 13, используемого в качестве входа синхронизации пребразователя 12.

Первый выход формирователя 13 подсоединен к входу тактового распределителя 14, а второй его выход с инвертора 15 подключен к входу логического элемента И 16, второй вход которого соединен с выходом формирователя

14. Выход логического элемента 16 является вторым выходом преобразователя 12 и подсоединен к входу ключа 9.

Вход основного ключа 5 подключен к первому выходу преобразователя 12, 60 являющегося одновременно выходом логического элемента ИЛИ 19, входы которого соединены с соответствующими выходами логических элементов И 17

65 и 18,число которых обусловлено числом. разрядов циклической кодовой круговой шкалы датчика 20.

Входы логических элементов И 17 и 18 соединены с соответствующими считывающими элементами кодовой шкалы датчика 20 и выходами распределителя 14.

Таким образом, тактовый распределитель 14, элементы И 17 и 18, элемент ИЛИ 19 и датчик 20 по схеме преобразования. параллельного циклического кода в последовательный.

Питание преобразователя 12 осуществляется от источника 22.

Приемная часть устройства содержит подключенный через фильтр 23 к токоподводу электробура 1 цифро-ана-.. логовый преобразователь 24 с цифI ровым индикатором 25.

Преобразователь 12, подсоединенный своим первым выходом через ключ 5 к тиристору 3, обеспечивает формирование в токоподводе электробура 1 кодо-импульсной информационной посылки, а второй выход преобразователя 12 через ключ 9, диод 10, цепь б управления и диод 7, .воздействуя на тиристор 4, формирует в токоподводе электробура 1 синфазирующую посылку для синхронизации работы передатчика и приемника. Цепь б управления и вход синхронизации преобразователя 12 cbдержат конденсаторы, которые исключают шунтирование по постоянному току коммутирующего узла 2, который используется при отключенном электробуре 1 для контроля сопротивления изо-. ляции токоподвода и обмотки статора двигателя электробура.

Устройство работает следующим образом.

С включением электробура 1 на коммутирующем узле.2 присутствуют разнополярные импульсы напряжения, длительность которых обусловлена временем включения тиристоров 3 и 4, а амплитуда — напряжением источника питания электробура 1, ЭДС фазы обмотки его статора, величиной угла м жду силовым током.и напряжением, а также параметрами источник-токоподвод-электробур. Положительные импульсы с анода тиристора 3 через диод 8, цепь б управления и диод 11 поступают на управляющий электрод этого тиристора, переводя его в проводящее состояние. Отрицательные импульсы открывают тиристор 4, обеспечивая прохождение тока по цепи: катод,. управляющий электрод тиристора 4, диод 7, цепь б управления, диод 10 и ключ 9.

Эти разнополярные импульсы, имеющие частоту, равную частоте питающей сети, с коммутирующего узла 2 поступают на вход синхронизации преобразователя 12, которым является вход

968362 кой "1" в момент времени, предшествующий прохождению в заземпенной фазе токоподвода отрицательной полуволны силового тока через тиристор 3.

Таким образом, тиристор 3 обеспечивает кратковременное отключение заземленной фазы токоподвода электробура 1 и формирОвание в токоПод" воде последовательно кодо-импульсной посылки, присутствующей на первом выходе преобразователя .14 ° .

Информационные импульсы и импульсы:синфазирования поступают через фильтр 23 в цифро-аналоговый преобразователь 24 и на цифровой индикатор 25.

Приведенная на чертеже схема преобразователя 12 и его связи обеспе чивает использование тиристора 4 для передачи синфаза, а тиристора 3— для формирования информационной посылки.

При необходимости функции тиристоров 3 и 4 можно перераспределять,для чего достаточно поменять местами подключение выходов распределителя 12 к ,ключам 5 и 9. Для расширения числа контролируемых параметров можно включить между .входом элемента И 16 и дополнительными выходами распределителя 14 дополнительные узлы, аналогичные элементам 17-20, обеспечив соответствующую связь между ними, или передавать значение второго контролируемого параметра после окончания поразрядного опроса состояния..датчика 20.

Таким образом, на входы ключей 5 и 9 можно подключить выходы любого другого преобразователя, входы которого представлены число-импульсным последовательным кодом.

В предлагаемом устройстве цепь 6 управления является общей для обоих тиристоров 3 и 4 и содержит конденсатор, который увеличивает сопротивление коммутирующего узла постоянному току при контроле изоляции токоподвода электробура. Применение диодов 7, 8 и 10, 11 в коммутирующем узле 2 с двумя тиристорами 3 и 4 и. общей для них цепью 6 управления позволяет наряду с увеличением вдвое числа каналов телемеханики выполнить измерительные преобразователи обоих каналов на интегральных микросхемах с.общим источником 22 питания без дополнительных разделительных цепей высокого напряжения.

Техкнико-экономическая эффективность предложенного устройства обусловлена увеличениам числа информационных каналов и повышением скорости передаМи информации. формула изобретения

Устройство для телеизмерения скважинных параметров, содержащее токоформирователя 13. B формирователе 13 импульсы ограничиваются по амплитуде ограничителем 21 и разделяются: положительные импульсы поступают на . вход однотактного распределителя 14, а отрицательные — инвертируются 5 инвертором 15. Положительные импульсы с выхода инвертора 15 и импульс с одного из выходов распределителя 14 поступают на соответствующие входы логическогс элемента И 16, на вы- 10 ходе которого в моменты совпадения по времени прихода этих импульсов формируется положительный импульс, закрывающий ключ 9. Закрытый ключ 9 уменьшает ток управления тиристором

4, который протекает по цепи: диод

10, цепь 6 управления, диоц 7 и управляющий электрод тиристора 4.

Уменьшение тока управления вызывает более позднее переключение тиристора 4 в проводящее состояние, что обеспечивает кратковременное отключение заземпенной фазы электробура 1 и .формирование в его токоподводе логической "1" в момент времени, предшествующий прохождению в заземленной фазе токоподвода положительной полуволны силового тока через тиристор 4. Кратковременное отключение тиристора 4 заземленной фазы электробура 1 используется для синхронизации работы передающего и приемного блоков устройства.

Поступающие на вход распределителя 14 положительные импульсы, которые совпадают по времени с импульсами включения тиристора 3, обеспечивают последовательный поразрядный опрос состояния элементов считывания кодовой шкалы датчика 20.

Распределитель 14, датчик 20 и 40 логические элементы И 17 и. 18, число которых соответствует числу разрядов кодовой шкалы датчика 20, обеспечи- вают с момента формирования синфаза в токоподводе электробура 1 на выхо- 45 де логического элемента ИЛИ 19 последовательную кодо-импульсную посылку, соответствующую величине зенитного угла скважины.

Положительный импульс на первом выходе преобразователя 12, соответствующем выходу элемента ИЛИ 19,открывает ключ 5, который шунтирует управляющий переход тиристора 3, уменьшая тем самым величину тока управления этого тиристора. Ток управления тиристора 3 протекает через диод 8, цепь 6 управления, диод 11 и управляющий переход, ответвляясь частично. через ключ 5. Уменьшение тока управления тиристором 3 вызывает более позднее его переключание в проводящее состояние, что обеспечивает кратковременное отключение заземленной фазы электробура 1 и формирование в его токоподводе логичес- 65

968362

ВНИИПИ Заказ 8071/54 Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 подвод, приемный блок, передающий блок с включенным .в рассечку одного из проводов токоподвода коммутирующим узлом, имеющим тиристор с конденсатором в цепи управления, и .ключ, о т л .и ч а ю щ е е с я тем, что, 5 с целью повышения эффективности телеизмерения эа.счет увеличения числа каналов связи, оно снабжено преобразователем аналог - код, дополнительным ключом, двумя парами последо-10 вательно соединенных диодов . и дополнительным тиристором, включенным встречно-параллельно основному тиристору, причем вход тактовой синхронизации преобразователя подключен парал $5 лельно тиристору, первый выход преобразователя - через ключ, а второйчерез дополнительный ключ и одну пару диодов соединена с управляющим электродом тиристора, другая пара циодов включена между, катодом и управляющим электродом дополнитель,ного тириатора, конденсатор коммутирующего узла подключен к точкам соединения диодов каждой пары.—

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 452258, кл. Е 21 В 47/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 519533, кл. E 21 В 47/12, 1974.