Феррозондовый датчик азимута

Феррозондовый датчик азимута

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет повысить чувствительность датчика при определении азимута скважины. Датчик включает феррозонды (ф) , уложенные в профилированные пазы (П) в податожке из диэлектрического материала , и четыре пары стержней (С) 7 и 8. При этом Ф 1 и 2 содержат два одинаковых сердечника в виде основi (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1446287 д1 (51) 4 E 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В пе. :: "гt

У

К АВТОРСКОМ .I СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР, (21) 4213474/22-(3 (22) 19.03ф87 (46) 23. 12.88. Бюп. Р 47 (71) Днепропетровский инженерностроительный институт (72) Г.Н.Ковшов, И.Н.Кочемасов и А.А.Лейко (53) 622.242 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 605950, кл. Е 21 В 47/022, 1975, Авторское свидетельство СССР

Ф 1158749, кл. К 21 В 47/02, 1983. (54) ФЕРРОЗОНДОИЙ ДАТЧИК А3191У>А (57) Изобретение относится к промысловой геофизике н позволяет повысить чувствительность датчика прн определении азимута скважины. Датчик включает феррозонды (Ф) 1,2, уложенные в про@илированиые пазы (П) в подложке из диэлектрического материала, и четыре пары стержней (С) 7 и 8. При этом Ф 1 и 2 содержат два одинаковых сердечника в виде основ1446287 ной пары тонких С 5 и дополнительной пары тонких С 6, уложенных в профили ро в анны е пар алл ел ьные П, ор т î r онально паре С 5. Две пары С 7 > дополняющие пару С 5, уложены в профи=. лировашц|е П, параллельные П пары

С 5. Две другие пары С 8, дополняющие пару С 6, уложены в профилированные П, параллельные П пары С 6.

Каждый С выполнен из немагнитного материала с нанесенной на него Ферромагнитной пленкой и имеет обмотку

9 возбуждения и сигнальную обмотку

10. Обмотки 9 двух пар С 7 соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 пары С 5. Обмотки 9 двух пар С 8 соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 пары С 6. Сигнальные обмотки 10 четырех пар С 7 и 8 соединены последовательно между собой, с сигнальными обмотками 10 пары С 5 и пары С 6 и с фильтром 11 второй гармоники. Обмотки 9 пары С 5 и двух пар С 7 и обмотки 9 пары С 6 и двух пар С 8 соединены через коммутатор

12 с генератором 13 возбуждения. Сигнал генератора 13 через коммутатор

12 подается поочередно на обмотки 9

Ф 1 и 2. Напряжения с обмоток 10 ф

1 и 2 пропорциональны синусу и косинусу азимутального угла. 2 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения магнитного азимута искривленной скважины.

Цель изобретения — повькение чувствительности датчика.

На фиг.1 схематически изображено расположение дополняющих стержней на подложке Феррозондового датчика азимута; на фиг. 2 — структурная схема феррозондового датчика азимута с одним из вариантов системы регистрации сигнала.

Феррозондовый датчик азимУта со- 15 держит расчлененные Феррозонды 1 и

2, уложеннне в профилированные пазы

3, выполненные в подложке 4. Расчлененные Феррозонды 1 и 2 состоят из двух одинаковых основных сердечников, 2р выполненных в ниде основной пары тонких стержней 5 из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, 25 из дополнительной пары тонких стержней 6 из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уложенних 3Q в профилированные параллельные пазы

3 ортогонально основной паре стержней 5. Датчик включает также четыре пары стержней из немагнитного материала, прп атом две пары стержней

7, дополняющие о сновную пару ст ержней 5, уложены в профилированные пазы 3, параллельные пазам основной пары стержней 5, а две другие пары стержней 8 из четырех пар, дополняющие дополнительную пару стержней 6, уложены в профилированные пазы 3, параллельные паз ам дополнительной пары стержней 6, .Четыре пары стержней 7 и 8 выполнены из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и также, как основная пара стержней 5 и дополнительная пара стержней 6, содержат обмотки 9 возбуждения и сигнальные обмотки 10.

Обмотки 9 возбуждения двух пар стержней 7, дополняющих основную пару стержней 5, соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 возбуждения основной пары стержней 5, а обмотки 9 возбуждения двух других пар стержней 8, дополняющих дополнительную пару стержней 6, соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 возбуждения дополнительной пары стержней 6. Сигнальные обмотки 10 четырех пар стержней 7 и 8 соединены последовательно между собой с сигнальными обмотками 10 основной пары стержней 5 и дополнительной пары стержней 6 и с фильтром 11 второй гармоники.

144628

Обмотки 9 возбуждения основной пары стержней 5 и дополняющих ее двух пар стержней 7 и обмотки 9 возбуждения дополнительной пары стерж5 ней 6 и дополнянпцих ее двух пар стержней 8 соединены через коммутатор

12 с генератором 13 возбуждения.

Фильтр 11 второй гармоники, выпрямитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15 и блок 16 индикации сигнала поснедовательно соединены между собой.

В приведенной конструкции содержится четыре пары стержней 7 и 8, дополнякпцих основную пару стержней

5 и дополнительную пару стержней 6.

В общем случае количество дополняющих пар стержней может быть болыпе, B зависимости от.максимально возмож- 2Q ного количества пазов 3, выполненных в подложке 4.

Феррозондовый датчик азимута работает следующим образом.

Генератор 13 формирует сигнап возбуждения, который через коммутатор 12 подается поочередно на обмотки 9 возбуждения расчлененных феррозоидов 1 и 2. При наличии магнитного поля Земли, в случае, когда в З0 плоскости датчика азимута действует горизонтальная составляющая магнитного поля, в сигнальных обмотках 10 одних феррозондов сигнап пропорционален 82 lief, а в других, ортогонапь- 35 ных первым, - совеИ

3Uz 1 — — = !k H lс s ï 1, Эса

2г-d и е ° мс1кс

U< k H 1с sin

U2 1 Н 1с СОВЫ

) где 0,,1)п с напряжения, снимаемые с феррозондов 1 и 2; постоянная феррозонда, з ависящая оТ числа вит» ков в обмотках возбуждения и сигнальных обмотках, диаметра провода, частоты возбуждения и т.д. и имекпцая размерность, Ом; напряженность магнитного поля Земли, А/м; полусумма длин стержней одного расчлененного феррозонда, м; магнитный азимут.

4

Чувствительность расчлененного феррозонда по измеряемому магнитному азимуту будет:

С сигнальных обмоток 10 ферроэондов 1 и 2 сигнапы поочередно подаются на фильтр 11, выделяющий вторую гармонику, выпрямитель 14, аналогоцифровой преобразователь 15 и на блок-,16 индикации сигнала. Блок индикации особенностей не имеет. управление коммутатором может осуществляться автоматически или вручную. В последнем случае коммутатором может быть механический переключатель.

Если подложка 4 имеет форму,квадрата со стороной Ь = 2r ширину профилированного паза а расстояние между пазами d, то

1с 2 n„«ñ b mm 1с n «r где и „с- максимально возможное количество пазов, выполненных на данной подложке, Если подложка имеет форму круга . радиуса r, то 1 находится иэ следукнцего выражения:.

"макс

05d-a)n„— 2 : (nìñ,êñ-l ) *

x(a + d) Пусть сердечник выполнен из ци45 линдрической магнитной пленки

СЦПФ-P-0,21 диаметром 0,225 мм, обмотки возбуждения и сигнальные обмотки выполнены в один слой двумя проводами (диаметром. 0,063 мм) одновременно ширина паза а 0,4 мм, расстояние между пазами 1 мм. Тогда для квадратной площадки со стороной

Ъ 30 мм l 300 мм, что в 10 pas больше, чем в феррозондовом датчике азимута без применения дополняющих стержней.

Снабжение датчика парами стерж-. ней, дополнякпцих основную и дополнительную пары и выполненных из не5 14 магнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, позволяет при заданных размерах подложки увеличить длину стержней феррозондов, а следовательно повысить чувствительность датчика и точность регистрируемого сигнала без усложнения электронной схемы регистрации, так как величина напряжения, снимаемого с феррозондов, пропорциональна длине стержней. Кроме того такое техническое решение позволяет значительно уменьшить размеры датчика при сохранении заданной чувстви" тельности.

Формул а иэ обретения

Феррозондовый датчик азимута, содержащий подложку из диэлектрическо го материала с выполненными на ней параллельными друг другу профилированными пазами, в которых размещены два одинаковых основных сердечника в виде основной пары тонких стержней яз немагнитного материала с нанесенной на яях ферромагнитной пленкой н с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, дополнительную пару тонких стержней из немагнитиого материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уложенные в профилированные параллельные пазы ортогонально основной паре, генератор возбуждения, коммутатор и последовательно соединенные между собой фильтр второй гармоники, 46287 6 выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь и блок индикации сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен четырьмя парами стержней из немагнитного материаяа с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения я сигнальщ ными обмотками, дополняющими основную и дополнительную парк стержней, при этом две пары стержней из четырех, дополняющие основную пару, уложены в профилированные пазы, па-.

15 раллельные паэам основной пары, а две другие пары стержней из четырех, дополяякщие дополнительную пару, уложены s профилироваиные пазы, параллельные лазам дополнительной пары, 2п причем обмотки возбуждения двух пар, дополняющих основную пару, соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками возбуждения основной пары, обмотки возбуждения

25 двух других пар, дополняющих дополнительную пару, соединены последоват тельно и встречно между собой и с обмотками возбуждения дополнительной пары, обмотки возбуждения основной щ,пары я дополняющих ее двух пар и обмотки возбуждения дополнительной пары и дополнякщих ее двух пар соединены через коммутатор с генератором возбуждения, а сигнальные обмотки

35 четырех пар стержней соединены последовательно между собой, с сигнальными обмотками основной и дополнительной пар и с фильтром второй гармоники.

1446287

Составитель А.Цветков

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова. Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6725/37 Тираж 532 Подписно е

ВНИИПИ .: о ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4