Устройство для геофизических измерений в буровых скважинах одновременно нескольких параметров

Устройство для геофизических измерений в буровых скважинах одновременно нескольких параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21g, ЗОо1 № 119627

СССР р;

,ф/, :,, ;,5 -.-11,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б. П. Ярышев, И. Г. Гольдреер и Г. С. Неймарк

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В

БУРОВЫХ СКВАЖИНАХ ОДНОВРЕМЕННО НЕСКОЛЬКИХ

ПАРАМЕТРОВ

Заявлено 30 ноября 1956 г. за № 561824!26 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 9 за 1959 r.

Для геофизических измерений в буровых скважинах одновременно нескольких параметров применяют устройства, работающие по принципу малоканальной распределительной телеизмерительной системы.

Они состоят из наземной и скважинной аппаратуры, включающей синхронно и синфазно работающие коммутаторы. При работе таких устройств осуществляется передача не только иМпульсов информации из скважинной аппаратуры, но и серии служебных импульсов, в том числе импульсов стандарт-сигнала.

Недостаток известных устройств состоит в том, что они не дают возможности осуществлять бесконтактное распределение импульсов и их усиление, Для устранения указанных недостатков предлагается применять в них. магнитомодуляционные элементы, выполняющие роль коммутаторов, в которых распределение импульсов во времени осуществляется включением в обмотки возбуждения фазовращающих элементов, составленных из элементов RC-цепочек.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Действие устройства основано на последовательной передаче из скважины кратковременных импульсов, характеризующих измеряемые величины. Каждая измеряемая величина определяется разностью амплитуд одной пары импульсов различной полярности. Разделение пар импульсов в приемной аппаратуре по регистрирующим устройствам производится по методу совпадений во времени измеряемых пар импульсов и служебных пар импульсов, создаваемых в строго определенные моменты времени для каждого из каналов. Все необходимые временные сдвиги на передающей и приемной стороне устанавливаются путем выбора определенных и постоянных фазовых соотношений. Питание устройства № 119627 осуществляется переменным током с частотой около 400 aq от генератора 1; в скважинную аппаратуру ток поступает по жиле кабеля 2 и через землю. Далее этот ток преобразуется генератором 8 в низкочастотный ток, используемый для питания электродов 4 (или датчиков) скважинной измерительной установки.

Разность потенциалов, снимаемая с измерительных электродов 5 или измерительного сопротивления датчика, подается на вход магнитномодуляционного элемента 6, питаемого также от генератора 1. Благодаря использованию в элементе 6 сердечника из магнитно-мягкого материала типа пермалоя и обмотки возбуждения создается сильное периодическое насыщение сердечника и на выходе элемента появляются кратKoBpE:ìåHíûå импульсы напряжения различной полярности, длительность которых в несколько десятков раз меньше периода возбуждающего их тока, Когда напряжение между электродами 5 равно нулю, положительные и отрицательные импульсы имеют равную амплитуду. При появлении между электродами некоторого напряжения импульсы одной полярности, в зависимости от знака этого напряжения, увеличиваются„ а импульсы другой полярности уменьшаются. Разность амплитуд этих импульсов до некоторого предела пропорциональна измеряемому напряжению. На выходе магнитно-модуляционного элемента б кроме указанных импульсов, возникают колебания с меньшей амплитудой, обусловленные характером работы этого элемента. С целью исключения погрешности в измерениях, связанной с этими колебаниями, выход элемента б подключен к амплитудному дискриминатору 7, который пропускает в линию 8 только импульсы, имеющие амплитуду большую, чем напряжение отсечки. Напряжение на дискриминатор 7 подается от выпрямителя 9, питаемого током от генератора 1. В наземной аппаратуре измерительные импульсы подаются на вход фазовращдющего элемента 10.

Кроме этих импульсов на вход элемента 10 подается также серия служебных импульсов от пик-трансформатора 11. При совпадении измерительных импульсов с импульсами, подаваемыми от пик-трансформатора

11, на выходе элемента 10 появляется напряжение, пропорциональное разности амплитуд положительных и отрицательных импульсов, которое регистрируется измерительным прибором 12. Для создания напряжения компенсации в наземной аппаратуре параллельно с прибором 12 подключается дополнительный магнитно-модуляционный элемент 13, который через дискриминатор 14, питаемый от выпрямителя 15, посылает в линию импульсы разной полярности, сдвинутые во времени по отношению к импульсам, подаваемым от скважинного прибора. Таким образом, за один период питающего тока для измерения каждой величины необходимо пропустить по линии две пары импульсов. В течение первого полупериода проходят положительный импульс от скважинного прибора и отрицательный компенсационный от наземной аппаратуры, а в течение второго полупериода — отрицательный импульс от скважинного прибора и положительный компенсационный. В скважинном приборе компенсационные импульсы воспринимаются и выделяются фазовращательным элементом 16 и пик-трансформатором 17 таким же образом, как и в наземной аппаратуре.

Напряжение с элемента 16, пропорциональное разности амплитуд компенсационных импульсов, включается последовательно с измеряемым напряжением и компенсирует последнее. Величина недокомпенсации устанавливается в зависимости от коэффициента усиления схемы и предполагаемой амплитуды изменения измеряемого напряжения. Питание магнитно-модуляционных элементов б и 18 и пик-трансформаторов

11 и 17 осуществляется от генератора 1. Таким образом, работа всех элементов схемы оказывается жестко синхронизированной и независит от параметров кабеля. № 119627

Для осуществления поочередной посылки импульсов в линию от каждого магнитно-модуляционного элемента б токи возбуждения в них сдвинуты по фазе. Соответственно сдвинуты во времени и импульсы, возникающие на выходе компенсационных элементов И. Это достигается посредством питания их обмоток возбуждения от фазовращательных элементов 10 и 1б, содержащих RC-цепочки. Пик-трансформаторы 11 и

l7 настраиваются так, чтобы каждый магнитно-модуляционный элемент

18 реагировал только на импульсы соответствующего магнитно-модуляционного элемента б. Этим достигается разделение приходящих импульсов по своим каналам и обеспечивается измерение и регистрация их с помощью многоканального регистрируемого прибора. С целью устранения ошибок в измерении, вызванных искажением импульсов информации при трансляции их по кабелю из скважины, в предлагаемом устройстве может быть применена логометрическая схема измерений, в которой за опорный сигнал принимаются импульсы стандарт-сигнала.

Предмет изобретения

1. Устройство для геофизических измерений в буровых скважинах одновременно нескольких параметров, работающее по принципу малоканальной распределительной телеизмерительной системы, состоящее из наземной и скважинной аппаратуры, включающей синхронно и синфазно работающие коммутаторы, и в котором кроме импульсов информации из скважинной аппаратуры, посылается серия служебных импульсов, в том числе импульсы стандарт-сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления бесконтактного распределения импульсов и усиления последних, применены выполняющие роль коммутаторов магнитомодуляционные элементы пик-типа, в которых распределение импульсов во времени осуществляется включением в обмотки возбуждения фазовращающих элементов, составленных из элементов RC-цепочек.

2. Устройство по п. 1, отлич а ю щ ее с я тем, что, с целью устранения ошибок в измерении, вызванных искажением импульсов информации при трансляции их цо кабелю из скважины, применена логометрическая схема измерений, в которой за опорный сигнал принимаются импульсы стандарт-сигнала.

¹ 119627

1

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор Н. С. Кутафина Гр. 97

Подп. к печ. 7ЛХ-59 г.

Тираж 1090 Цена 50 коп.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 708б

Типография Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.