Устройство для считывания магнитных меток при измерении глубины скважины

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ МАГНИТНЫХ МЕТОК ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ, содержащее магнитомодуляционный преобразователь с подключе нными к нему генератором возбуждения и интегратором, который соединен с пороговым блоком, и блок компенсации , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения погрешности компенсации внешних магнитных полей, блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналогового поеобоазователя, первой и второй схем И и шины компенсации, причем выход цифро-аналогового поеобоазователя подключен к магнитомодуляционному преобразователю, а вход - к выходу двоичного счетчика, вход установки нуля которого соединен с шиной компенсации , а счетный вход - с выходом первой схемы И, входы которой подключены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенса- f/J ции, к которой подключен первый вход второй схемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства. 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

C0LIHAËÈÑÒÈ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3372969/22-03 (22) 31.12.81 (46) 07.05.83. re . V 17 (72) В.П. Логвинов (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (53) 622.241(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

N 99005, кл. Е 21 В 47/00, 19532. Авторское свидетельство СССР

11 303424, кл. Е 21 В 47/04, 1969.

3. Датчик меток глубины ДМГ-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Грозный, 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

МАГНИТНЫХ МЕТОК 11РИ ИЗМЕРЕНИИ ГЛУБИНЫ

СКВАЖИНЫ, содержащее магнитомодуляционный преобразователь с подключенными к нему генератором возбуждения и интегратором, который соединен с пороговым блоком, и блок компенсации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения погрешности компенсации внешних магнитных полей, блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналогового преобразователя) первой и второй схем И и шины компенсации, причем выход цифро-аналогового преобразователя подключен к магнитомодуляционному преобразователю, а вход - к выходу двоичного счетчика, вход установки нуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход — с выходом первой схемы И, входы которой подключены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенсации, к которой подключен первый вход второй схемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства.

1 101

Изобретение относится к области

1 измерения глубин при промыелово-геофизическом обслуживании буровых скважин.

Известно устройство для считывания магнитных меток, нанесенных предварительно на каротажный кабель, включающее электронное реле и магнитный зонд, обеспечивающий считывание меток при малых скоростях движения кабеля (1).

Недостатком устройства является неустойчивое считывание слабых меток при длительной работе кабеля с метками в скважинах.

Известно также устройство, содержа щее магнитный зонд и меткоотбиватель, при этом.для повышения помехозащищенности между магнитным зондом и меткоотбивателем включены пороговое устройство и логический блок, обеспечивающие срабатывание меткоотбивателя от сигнала определенной формы Р2).

Указанное устройство обеспечивает устойчивое считывание заданных меток среди ложных меток, имеющихся на кабеле, вследствие плохого стирания старых меток или соприкосновения кабеля с намагниченными предметами, но при этом нет надежного считывания слабых меток в условиях окружающих магнитных полей, присутствующих в точке установки устройства в плоскости отсчета глубин на скважине.

Наиболее близким техническим ре" шением к.предлагаемому является датчик меток, содержащий магнитомодуляционный преобразователь, интегратор, пороговый блок и цепь компенсации окружающего магнитного поля, включающую источник регулируемого по величине и направлению постоянного тока и выходную обмотку магнитомодуля" ционного преобразователя. Ток,,подаваемый в выходную обмотку преобразователя, создает в его сердечнике магнитный поток, направленный противоположно потоку, вызванному окружающим полем, и компенсирует его. Компенсация позволяет повысить устойчивость считывания меток в присутствии окружающих магнитных полей 3 (.

Однако в указанном датчике компенсация выполняется вручную, что снижа ет устойчивость считывания слабых меток вследствие погрешностей компенсации °

Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьше5949 ния погрешности компенсации внешних магнитных полей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для считывания маг5 нитных меток при измерении глубины скважины, содержащем магнитомодуляционный преобразователь с подключенными к нему генератором возбуждения и интегратором, который соединен с

10пороговым блоком, и блок компенсации, блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналогового преобразователя, первой и второй схем И и шины компенсации, причем 5выход цифро-аналогового преобразователь подключен к магнитомодуляционному преобразователю, а вход - к выходу двоичного счетчика, вход установки нуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход - с выходом первой схемы И, входы которой подключены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенсации, k которой подключен первый вход второй схемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2-4эпюры напряжений и магнитных потоков. .30

Чувствительным элементом устройства является магнитомодуляционный преобразователь 1, возбуждаемый импульсным током от генератора 2. Выход маг35 нитомодуляционного преобразователя 1 соединен по переменному току через. интегратор 3 с пороговым блоком 4,. который через вторую схему И 5 связан с шиной 6 меток. По постоянному току

40 выходная обмотка магнитомодуляционно" го преобразователя 1 соединена с выходом цифро-аналогового преобразователя 7, подключенного к инверсным выходам двоичного счетчика 8, имеюще45 ro счетный вход и вход установки нуля. Счетный вход счетчика 8 через первую схему И 9 связан с выходом генератора 2, пороговым блоком 4 и шиной компенсации 10, к которой под5О ключен также вход установки счетчи-, ка в нуль. Шиной б выхода и шиной t0 компенсации устройство соединяется с каротажной станцией. К шине 10 компенсации подключена кнопка 11 ручной установки.

Функционирование устройства зависит от суммарной напряженности окружающего магнитного поля и поля метки

При использовании в устройстве восьмиразрядного цифро-аналогового преобразователя окружающее поле напряженностью до 1600 А/м может быть скомпенсировано с точностью + б,25 А/

/м. Это позволяет выбрать разность уровней срабатывания и отпускания порогового устройства равной 12 А/м и обеспечить устойчивое считывание меток с напряженностью поля 18 А/м, вместо 80 А/м, имеющей место при использовании датчиков меток с ручной компенсацией. Так как обычно напряженность полл меток, составляющая непосредственно после разметки кабеля 800 А/м, падает до 80 A/ì после обслуживания 10-12 скважин и до уровня 20 А/м после 20-25 скважин, повышение устойчивости считывания меток (за счет более точной компенсации окружающего поля в предлагаемом устройстве ) позволяет снизить частоту разметки кабеля примерно

3 101594 в окрестностях магнитомодуляционного преобразователя.

При считывании меток, когда напряженность окружающего поля незначительна (фиг. 2 а), магнитомодуляционный преобразователь 1 выдает последовательность импульсов (фиг. 2 г), амплитуда которых пропорциональна величине магнитного потока, создаваемого в его сердечнике северным полюсом 1в метки (фиг. 2 в ). Этот сигнал интегрируется для подавления помех интегратором 3 и в виде напряжения постоянного тока (фиг. 2 д) подается на поро говый блок 4. Когда входное напряжение ° превышает уровень срабатывания (фиг. 2 д), пороговый блок формиоует положительный перепад. напряжения (фиг. 2 Е), который подается на ши- ну б выхода меток через схему И 5 в качестве сигнала нИетка" (Фиг. 2х) .

Считывание меток в условиях окружающих полей больной напряженности (фиг. Зи и 4 а ) происходит аналогичным образом после компенсации окру- жающего поля. Компенсация производится. при подаче сигнала "Компенсация" (фиг. 3 $ 4g на вход 10 или при нажатии кнопки 11, когда в окрестностях магнитомодуляционного пре- Зв образователя нет метки. По сигналу

"Компенсация" счетчик 8 устанавливается в нуль,- подготавливается схема И 9, блокируется схема И 5, цифро-аналоговый преобразователь 7 начинает выдавать в выходную обмотку магнитомодуляционного преобразователя ток (фиг. 3ц и 4 u.), создающий в его сердечнике компенсирующий магнитный поток. Это вызывает изменение величины и направления суммарного магнитного потока в сердечнике (фиг. Я и 44) и появление выходного сигнала магнитомодуляционного преобразователя (фиг. 3z, и 42. ), который после интегрирования (фиг. 3 д и И) и формирования пороговым устройством (фиг. 3е и 4Р) . разрешает прохождение импульсов от генератора 2 через схему И 9 на счетный вход счетчика 8. Счетчик начинает счет в прямом направлении, вследствие чего выходной ток цифроаналогового преобразователя начинает изменяться от максимального положительного к максимальному отрицательному значению, что вызывает уменьшение суммарного потока и выходного сигнала магнитомодуляционного преоб9 И разователя 1. Когда сигнал падает ниже уровня отпускания порогового устройства, счет в счетчике 8 и изменение выходного тока преобразователя 7 прекращается. При этом магнитный поток s сердечнике магнитомодуляционного преобразователя 1, создаваемый током цифро-аналогового преобразователя 7, оказывается равным и противоположно направленным потоку, создаваемому окружающим полем, и компенсирует его на уровне отпускания порогового блока 4 с точностью, определяемой дискретностью цифро-аналогового преобразователя 7. При снятии сигнала "Компенсация" устройство обеспечивает считывание меток, напряженность которых превышает разность уровней срабатывания и отпускания порогового блока. Для исключения влия" ния изменений окружающего поля компенсацию производят непосредственно перед считыванием меток.

Таким образом, компенсация окр жающего поля в устройстве выполняется " с .больной точностью непосредственно перед считыванием меток, что дает возможность выбрать уровень отпускания порогового блока, близким к уровню срабатывания, и этим существенно повысить устойчивость считывания слабых меток. Это позволяет снизить частоту разметки каротажного кабеля и повысить точность привязки промыс.юво-геофизической информации к глуби" нам в скважинах.

5 1015949 Ь в 2 раза. Вместе со снижением числа В размере около 200 тыс.руб. в год. повторных измерений в скважинах, вы- Автоматическое выполнение компенсации званных погрешностями привязки данных в предлагаемом устройстве упрощает по глубине вследствие некачественно- регистрацию промыслово-геофизической

ro считывания меток, это дает годовой информации и позволяет использовать экономический эффект при обслужива- его в каротажных станциях с програмнии скважин, бурящихся на нефть и газ, мным управлением.

Составитель А. Назаретова

Редактор M. Келемеш Техред И.Гергель Корректор В. Бутяга

Заказ 3271/6 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва И-3 Раушская наб. g. 4/5

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