Инклинометр

Инклинометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз CoootcxNx

Социалистических

Республик вв994702 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27, ° 05 ° 81 (21) 3294897/22-03

)$) j+ gg з с присоединением заявки Йо—

Е 21 В 47/02

Госуларетвенный комитет

СССР но деппом изобретений н. открытий (23) Приоритетt$3)УДК 622ф 242 (088. 8) Опубликовано 07.0233. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 07 ° o2 ° 83(54) ИНК ИНОМЕТР

Изобретение:относится к географйческим исследованиям скважин и может использоваться для определения углов пространственного расположения скважин с использованием трехжильного каротажного кабеля.;

Известен индукционный датчик магнитного курса, представляющий собой два ортогональных феррозонда, который может использоваться для определения азимута географических скважин f 1). . Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного определения искривления без дополнительных преобразованйй.

НаибОлее близким, техническим решением.к предлагаемому является феррозондовый датчик азимута. устройство содержит маятник, ортогональные

Феррозонды, датчик длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два канала преобразования, состоящих из генератора, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также RC-фазовращатель, включенный между выходами модуляторов два триггера шмитта, последовательно соединенные преобразователь фаза-временной интервал и счетчик (2».

Недостатком устройства является то, что оно ие позволяет измерять зенитный угол скважины, а также погрешность,-которая проявляется в наличии остаточного фазового сдвига .между каналами преобразования. Фазовый сдвиг не удается полностью скомпенсировать фаэовращателем, так как в результате передачи по кабелю сигналов, последни - имеют разные фазовые сдвиги из-за разброса параметров жилкабеля °

Цель изобретения -/повышение точности эа счет исключения влияния параметров каротажного кабеля.

Поставленная цель достигается тем, что инклинометр, содержащий генератор, фаэовращатель, датчик длины кабеля, модулятор, преобразователь фаза — временной интервал-, счетчик, избирательный. усилитель, ортогональные феррозонды, каротажный кабель и фазовый детектор, снабжен синусно-косинусным трансформатором, двумя делителями частоты, коммутатором, индикатором зенит — азимут, усилителем, двумя разнополярными амплитудньыи детекторами и сумматором, при этом фефрозонды и синусно-конусный транс-. форматор сигнальными обмотками под994702 ключены к коммутатору, который через фазовый детектор соединен с кабелем, к входу усилителя подключен кабель, а к выходу — амплитудные детекторы и избирательный усилитель, причем амплитудные детекторы через модулятор соединены с сумматором, который подключен к выходу иэбирательного усилителя и через преобразо-: ватель фаза — временной интервал — к счетчику, а фазовращатель соединен 1О с входами преобразователя и модулятора и подключен к датчику длины кабеля и через второй делитель к генератору.

На .чертеже представлена функциональная схема инклинометра.

Инклинометр содержит синусно-косинусный трансформатор 1 (датчик зенитного угла), ортогональные феррозонды 2 (датчик азимута), делитель о

3, коммутатор 4, подключенный входа-, ми к делителю 3 и к сигнальным обмоткам датчиков 1 и 2, а выходы — к фазовому детектору 5, выход которого подключен к каротажному кабелю 6.

В наземной части инклииометра расположен генератор 7, делитель 8 частоты, индикатор 9 зенит-азимут, фазовращатель 10, подключенный входами к датчику 11 длины кабеля и делителю 8, а выходом — к модулятору 12 и преобразователю 13 фаза — временной интервал. Вход усилителя 14 соединен с кабелем, а выход — с разнополярными амплитудными детекторами 15 и 16 и избирательным усилителем 17, выходы модулятора 12 и избирательного усилителя 17 подключены к сумматору

18, выход которого через преобразователь 13 соединен со счетчиком19.

4О

РабоТа инклинометра состоит из двух циклов: измерение зенитного угла.и измерение азимута. Переключение режимов работы осуществляется с помощью коммутатора 4, который управляется сигналами частотой ШР, поступающими с делителя 3, на выход последнего поступает переменное напряжение час тотой Оэ от генератора 7, которое также подается на обмотку возбуждения CKT 1 и фазовый детектор 5. При этом подключение коммутатором 4 задатчиков 1 и 2 углов к фазовому детектору осуществляется с низкой частотой ЩР, а попеременное подключение сигнальных обмоток каждого датчика к фазовому детектору 5 с более высокой частотой Ии<. В результате на выходе фазового детектора 5 при измерении зенитного угла возникает постоянное напряжение, амплитуда которо-Оо го меняется с частотой UO пропорционально амплитуде переменных напряжений, попеременно снимаемых с сигнальных обмоток СКТ 1 . Амплитудноманипулированное напряжение с выхода детектора 5 поступает по кабелю 6 на вход усилителя 14. Для получения информации об измеренном угле из передаваемого по кабелю информационного напряжения выделяется переменная и постоянная составляющие, причем переменная составляющая выделяется избирательным усилителем 17, настроенным на частоту uD< а постоянная составляющая — двумя разнополярными однополупериодными детекторами 15 и 16 с последующим суммированием — в модуляторе 12. Несущее напряжение частотой Ф, подаваемое в модулятор 12, сдвигается на 90 фазовращателем 10, на который поступают сигналы частотой (Ю с делителя 8. В результате

4а выходах модулятора 12 и усилителя (17 возникают переменные напряжения, которые в общем виде можно предстарить как ()bbiXS = K (BV)Ъ+СО +СО р)а ю д,;

Овцу -"((. ) ) -cosp)61 (is<+9o ), (а) где К вЂ” коэффициент пропорциональности, jb — измеряемый угол(р=е при изменении зенитного угла, =с при измерении азимута) . Равенство коэффициентов к в формулах (1) и (2) достигается соответствующим выбором коэффициентов передачи детекторов 15 и 16, модулятора 12 и изобретательного усилителя 17. При суммировании выходных напряжений модулятора 12 и усилителя

17 в сумматоре 18, на выходе последнего возникает напряжение. ()ьь х1я = " ф жк1 45 ) (y) где К, — коэффициент пропорцилнальности, т.е. после сумматора 18, ин-. формацию об измеряемых углах несет неамплитуда, а фаза сигнала. Фазовый сдвиг (+45 ) преобразуется в длительность импульса преобразователем

13 фаза — временной интервал, в который подается также напряжение фаэовращателя 10. Для устранения фазово- го сдвига, вносимого передачей по кабелю информационного напряжения, фаза несущего и опорного напряжений корректируется в фазовращателе 10 по сигналам датчика 11 длины кабеля. На выходе преобразователя 13 возникают импульсы, длительность которых 7, = P несет информацию об измеряемых углах, В счетчике 19 временной интервал заполняется импульсами высокой частоты, которые далее подсчитываются, Режим измерения азимута отличается лишь тем, что к фазовому детектору 5 попеременно подключаются сигнальные обмотки феррозондов 2, обмотки возбуждения которых запитываются от делителя 3 напряжения с частотой(иэ/г.и инди994702

Формула изобретения катор 9 зенит — азимут, переключаемый с частотой 6ф, устанавливается в положение Азимут™ .

Инклинометр отличается от известных устройств тем, что он позволяет измерять азимут и зенитный угол геофизических скважин. Устройство обладает большей точностью, так как напряжения с каждой из сигнальных обмОток датчикОв передаются к наземному блоку по одной жиле, которая вносит в информационные напряжения одинаковые затухание и фазовый сдвиг,.что в конечном счете не сказывается на результат измерения углов, Схему испытывают в лаборатории с использованием трехжильного каротажного кабеля КТВД-6 длиной 3,5 км. Предварительные результаты показывают, что точность измерения зенитного угла составляет 0,35 (при использовании

СКТ класса точности 0,5), точность измерения азимута + 1,д .

Инклинометрт, содержащий генератор, фаэовращатель, датчик длины кабеля, модулятор, преобразователь фаза— временной интервал, счетчик, избирательный усилитель, ортогональные

4ерроэонды, каротажный кабель, о т—

ВНИИПИ Заказ 596/14

Тираж 601 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4 личающийся тем, что, с целью повыаения точности его в работе эа счет исключения влияния параметров каротажного кабеля, он снабжен синусно-косинусным трансформатором, двумя делителями частоты, коммутатором, индикатором зенит — азимут усилителем, двумя разнополярными амплитудными детекторами и сумматором, -при этом феррозонды и синусно-косинусный трансформатор сигнальньяи обмотками подключены к коммутатору, который через фазовый детектор соединен с кабелем, к входу усилителя подключен кабель, а к выходу — ампли15 тудные детекторы и избирательный усилитель, причем амплитудные детекторы через модулятор соединены с сумматором, который подключен к выходу избирательного усилителя и через пре20 образователь фаза — временной интер вал — к счетчику, а фаэовращатель соединен с входами -преобразователя и модулятора и подключен к датчику длины кабеля и..через второй делительк генератору."

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

Р 486132, кл. E 21 В 47/022, 1972.

30 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2721562, кл. E 21 В 47/02, 1979.