Феррозондовый датчик азимута

Феррозондовый датчик азимута

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

и (iii 964119

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сонетсиик

Социалистические Республии (k .:» 1

I (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву 1|е -802535 (22) Заявлено 29.01.80 (21) 2878405/22-03

° . (5! )М, Кл.

Е 21 В 4.7/02 (т01 С 9/06 с присоединением заявки РЙ

)есудерстеенныб кемнтет

СССР нв делен нэебретенкй н вткрв|тнй (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.82, Бюллетень №37 (>>) УДК 622.24 .7 (088.8) Дата опубликования описания 08.10.82

Г. Н. Ковшов, Н. П. Рогатых и А. Н. Сергеев (72) Авторы изобретения

Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (71 ) За я в и тел ь (54) ФЕРРОЗОНДОВЪ|Й ДАТЧИК АЗИМУТА

Изобретение относится к промыслов т еофиэическим исследованиям буровых скважин и может быть использовано для определения азимута искривленных скважин.

По основному авт.св. % 802535. известен феррозондовый датчик азимута, содержащий скважинный прибор с двумя однокатушечными ортогональными феррозондами, один из которых закреплен в апсидальной рамке, другой - в маятникоч вой зенитной рамке. В наземной части расположены датчик длины кабеля, фаэовращатель, два идентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также генератора опорного напряжения, RC-цепочка, два триггера 20

Шмитта, преобразователь фаза - код и счетчик (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения ази

2 мута, определяемая суммарной погрешностью т|змерения, которая зависит от w( точности изготовления феррозондов, неточ ности установки осей чувствительности феррозондов в горизонтальных плоскостях и ортогонадьно, а акже -от расстройки каналов преобразования информации и фазовращающей ВО-цепочки. Суммарная . погрешность является энакопеременной с периодом 360 .

Бель изобретения - повышение точнос ти измерений азомута. .. Указанная цель достигается тем, чтоферрозондовый датчик азимута снабжен блоками коррекции, цт|фро-аналоговым преобразователем, пороговыми элементами и коммутатором, при этом входы блоков коррекции соединены с выходом преобразователя фаза» код и с входом цифро-ана логового преобразователя, к выходу кото рого подключены входы пороговых еле ментов, а выходы последних н выходы блоков коррекпии подключены к коммута3 - 9641 тору,. выход которого соединен со счетчиком.

На фиг. 1 представлена функциональная схема феррозондового датчика азимута; на фиг. 2 - графики зависимостей вы- s ходного напряжения цифро-аналогового .преобразователя и суммарной погрешности измерении от азимута.

Устройство включает э себя скважинный прибор, в котором размещены два однока tO тушечных феррозонда 1 и 2, оси чувстви тельности которых ортогональны. Один из них закреплен в апсидальной рамке 3, центр тяжести которой смещен ексцент. ричным грузом 4, другой - в маятниковой И зенитной рамке 5, удерживающей ось чувствительности феррозонда в горизонтальной плоскости. Наземная часть содержит датчик 6 длины кабеля, фаэовращатель

7, два идентичных канала, состоящих из рр генератора 8 с лолосовым фильтром, избирательного усилителя 9, настроенного на частоту второй гармоники, фазового детектора 10, удвоителя 11 частоты, модулятора 12, а также генератор 13 25 опорного напряжения, RC-цепочку 14,, триггеры Шмитта 15, преобразователь 16 фаза - код, счетчик 17, устройство 18 коррекции, содержащее цифро-аналоговый преобразователь 19, пороговые элементы gp

20-25, блоки 26-31 коррекпии и коммун татор 32.

19 4 беля при его размотке предусмотрена автоматическая подстройка. фазы в удвоителе фазовращателем 7 по сигналам дат чика 6 длины кабеля в зависимости от глубины погружения снаряда в скважину.

В фазовых детекторах сигналы выпрямляются и затем преобразуются модуляторами 12 в переменное напряжение. После модуляторов два синфаэных напряжения, амплитуды которых изменяются пропор;ционально синусу и косинуоу азимута, подаются на фазовращающую ВС-цепочку

14, фаза выходного напряжения пропорциональна азимуту. Напряжения с генератора 13 и БС-цепочки 14 подаются на триггеры Шмитта 15, где преобразуются в сигналы прямоугольной формы, фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту. Сигналы с триггеров

15 поступают на преобразователь 16 фаза - код, который формирует последовательность импульсов, длительность ко торых можно представить как = g (oL < ас/-) 1 где К вЂ” коэффициент пропорциональности; о - азимут;

d4 - суммарная погрешност ь измере ния азимута.

Для уменьшения величины fc doL дли тельность необходимо уменьшить или увеличить на некоторую величину д . в зависимости от знака д ol

Ферроэондовый датчик азимута работает следующим образом.

При движении снаряда ло искривленной скважине..апсидальная рамка 3 с грузом

4 непрерывно устанавливается перпенди-.

° кулярно плоскости наклона сиважийы, внутренняя рамка (зенитный маятник) по вертикали. Ось чувствительности ферро

40 зонда 2 при этом оказывается лежащей одновременно в гориэонтельной плоскости и плоскости наклона, а у феррозонда 1 перпендикулярно плоскости наклона. Для определения азимута наклонной скважины достаточно провести измерения составля» ющих магнитного поля Земли на оси ферро-. эондов. Напряжение с генераторов 8 подается по каротажному кабелю к обмот

KBM феррозондов. В магнитном поле Земли а в них наводится ЭДС, вторая гармоника которой выделяется избирательными усилителями 9. После усиления напряжение поступает на фазовый детектор.10, на который также подается налряжение удво- >> енной частоты с удвоителя 1.1. Для ио ключения влияния на показания прибора изменения реактивного сопротивления ка. =Id kaoL д Г. ту функцию выполняет корректирующее устройство 1-8, Импульсы с преобразователя фаза - код поступают на входы блоков 26-31 коррекции, которые укорачивают их длительность при w да и увеличивают при - йо, и на цифро- ана+- . логовый преобразователь 1 9, выходное напряжение которого (фиг. 2) пропорционально длительности входных импульсов (т,е. азимуту). Пороговые элементы 2025, срабатывающие при. определенном значении (напряжения срабатывания показаны на фига 2) а управляют работой комму» татора 32. С помощью пороговых элемен тов весь диапазон измерения азимута

0360о делится на интервалы (в данном случае на шесть), каждому интервалу-соответствует своя величина а ь, задавае:-. мая блоками 26-31 коррекции. На выходе коммутатора 32 возникают импульсы, длительности которых скорректирована на соответствующую величину аГ и которые поступают на счетчик 17, с последнего снимается информация в цифровом виде.

5 9641

Таким образом, введение в.феррозондовый датчик азимута устройства коррекции, осуществляющего автоматическую коррекцию преобразования азимута, позволяет значительно повысить точность измерения азимута. В данном случае (при разбиении на шесть интервалов коррекции) точность увеличивается примерно в два раза. Прн увеличении числа интервалов коррекции возможно дальнейшее 1О повышение точности.

Форм ула изобретения

Феррозонодовый датчик азимута тю.авт. св. 14 802535, о т л н ч а ю щ н и с я тем, что, с Мелью повышения точности 15 измерений азимута, он снабжен блоками

19 d коррекции, цифро-аналоговым цреобраэователем, пороговыми элементами и ком« мутатором, при етом входы блоков коррехции соединены с выходом преобразователя фаза - код и с входом цифро аналогового преобразователя, к выходу которого подключены входы пороговых елементов, а выходы последних и выходы блоков коррекции подключены к комму татору, выход которого соединен со счетчиком

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 802535, кл. Е 21 В 47/02, 1979 (IIPOTOTWl) е

Составитель И. Карбачинская

Редактор Л. филь Текред М. Надь Корректор В. Бутяга

Заказ 7574/3> . Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ."Патент. г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф °

ППП,Патент Зак. 34 d КФ