Автономный каротажный измеритель

 

АВТОНОМНЫЙ КАРОТАЖНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ , содержащий токовые-электроды подключенные через выходной трансформатор к генератору зондирующего тока , формирователь импульсов заполнения , вход которого соединен с дополнительной обмоткой выходного трансформатора , а выход - со .счетчиком импульсов заполнения, подключенным к преобразователю код-аналог, измерительные электроды,соединенные с первич . ной обмоткой входного трансформатора, ..вторичная обмотка которого соединена с первым компаратором, второй вход последнего подключен к преобразователю код-аналог, первый триггер и регистратор , первый вход регистратора соеI Slfrr,.. - / динен с выходом счетчика импульсов заполнения, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия , надежности и точности автономного каротажного измерителя, в него дополнительно введены дешифратор кода произведения динамического диапазона на масштаб записи, второй -компаратор, второй триггер, первая , вторая и третья схемы совпадений , схема разделения и инвертор, при этом вход дешифратора кода произведения динамического диапазона на масштаб записи соединен с выходом счетчика импульсов запо.пнения, а выход - с входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы совпадений и инвертором, . первый вход второго компаратора соединен с дополнительной вторичной обмоткой входного трансформатора, второй вход подключен к преобразовате/во код-аналог, а выход соединен с вторым входом второй схемы совпадений и первым входом первой схемы совпаде-, НИИ, второй вход которой соединен с ю выходом инвертора, а выход - с перо со вым входом схемы разделения, выход второй схемы совпадений соединен с . VI входом второго триггера, выход последнего подключен; к первому входу третьей схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с вторым входом схемы разделения, вы;Ход последней соединен с вторым входом регистратора.

„„SU„„1022097 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН <51> G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3319067/18-25 (22) 03.09.81 (46) 07.06.83. Бюл. М 21 (72) С;-А.Г.Гаджиев, Л.Ф.Крайзман,, В.А.Степанян и А.П.Черняев

"(71) !Ожный филиал Всесоюзного; научно-исследовательского института геофизических методов разведки (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 269090, кл.E 21 В 47/00, 1968.

2. Мельников А.Г.,Рагимов Н.А.

Многоканальный измеритель-усилитель с автоматическим переключением пределов для преобразователей геофизической информации.- "Нефть и газ", 1967, М 12, с.88-91.

3. Авторское свидетельство СССР

У 746093, кл. E 21 В 47/00, 1977 (прототип). (54)(57) АВТОНОМНЫЙ КАРОТАЖНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛ6, содержащий токовые электроды, подключенные через выходной транс форматор к генератору зондирующего тока, формирователь импульсов заполнения, вход которого соединен с дополнительной обмоткой выходного трансформатора, а выход - со .счетчиком. импульсов заполнения, подключенным к преобразователю код-аналог, измерительные электроды,соединеннйе с первич . ной обмоткой входного трансформатора, ..вторичная обмотка которого соединена с первым компаратором, второй вход последнего подключен к преобразователю код-аналог, первый триггер и регистратор, первый вход регистратора соединен с выходом счетчика импульсов заполнения, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, надежности и точности автономного каротажного измерителя, в него дополнительно введены дешифратор .кода произведения динамического диапазона на масштаб записи, второй .компаратор, второй триггер, первая, вторая и третья схемы совпадений, схема разделения и инвертор, при этом вход дешифратора кода про- . изведения динамического диапазона на масштаб записи соединен с выходом счетчика импульсов заполнения, а вйход - с входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы совпадений и инвертором, . первый вход второго компаратора соеди-. нен с дополнительной вторичной обмоткой входного трансформатора, второй вход подключен к преобразователю код-аналог, а выход соединен с вторым входом второй схемы совпадений и первым входом первой схемы совпаде-, ний, второй вход которой соединен с выходом инвертора, а выход - с первым входом схемы разделения, выход второй схемы совпадений соединен с входом второго триггера, выход последнего подключен. к первому входу третьей схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен .с вторым входом схемы разделения, выход последней соединен с вторым входом регистратора.

1022097

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в автономных приборах для каротажа в процессе бурения в электрическом каротаже скважин методами КС и ПС.

Известна измерительная схема автономного скважинного прибора, состоящая из питающих и измеритель10 ных электродов, электромеханического компенсатора, нуль-органа, аналого-цифрового преобразователя и ферритовой памяти.

Этот прибор обеспечивает многоГ канальную регистрацию геофизической информации в одном масштабе измерений (1) .

Недостатками примененной в нем измерительной схемы являются низкое быстродействие, невысокая надежность и малая точность измерений.

Известен также многоканальный преобразователь геофизической информации, содержащий схему переключения

2 масштаба, в которую входят преобразо- - ватель типа код-аналог, модулятор, усилитель, демодулятор, переключатель масштаба и схема управления.

В этом устройстве расширение диапазона измеряемых величин достигается переключением масштаба с помощью делителя, установленного на выходе усилителя 12) .

Недостатками этого устройства являются низкая надежность, связан,ная с многократным преобразованием информации, и низкая точность, зависящая от конечного сопротивления переключательных элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является автономный каротажный измеритель, содержащий токовые электроды, подключенные через выходной трансформатор к генератору зондирующего тока, формирователь импульсов заполнения, вход которого соединен с дополнительной обмоткой выходного трансформато.ра, а выход - со счетчиком импульсов 50 заполнения, подключенным к преобразователю код-аналог, измерительные электроды, соединенные с первичной обмоткой входного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с первым компаратором, второй вход последнего подключен к преобразователю код-аналог, первый триггер и регистратор, первый вход регистратора соединен с выходом счетчика импульсов заполнения.

Принцип его действия основан на том, что измерение производится в крупном масштабе, а при переполнении разрядной сетки счетчика, связанного с матрицей сопротивления, производится переключение в мелкий масштаб посредством устройства переключения (механических или электронных ключей) (3) .

Недостатками известного устройства являются необходимость в двухкратном измерении параметров при переключении масштаба, что снижает быстродействие схемы, а также использование переклю;ателей во входных цепях, что снижает надежность и точность измерительной схемы.

Цель изобретения — увеличение быстродействия, высокой надежности и точности автономного каротажного измерителя.

Поставленная цель достигается тем, что в автономный каротажный измеритель, содержащий токовые электроды, подключенные через выходной трансформатор к генератору зондирующего тока, формирователь импульсов заполнения, вход которого соединен с дополнительной обмоткой выходного трансформатора, а выходсо счетчиком импульсов заполнения, подключенным к преобразователю коданалог, измерительные электроды, соединенные с первичной обмоткой входного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с первым компаратором, второй вход последнего подключен к преобразователю код-аналог, первый триггер и регистратор, первый вход регистратора соединен с выходом счетчика импульсов заполнения, дополнительно введены дешифратор кода произведения динамического диапазона на масштаб записи, второй компаратор, второй триггер, первая, вторая и третья схемы совпадений, схема разделения и инвертор, при этом вход дешифратора кода произведения динамического диапазона на масштаб записи соединен с выходом счетчика импульсов заполнения, а выход - с входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом второй схемы совпадений и инвертором, первый вход второго компаратора соединен с дополнительной вторичной обмоткой входного трансфор1022097 матора, второй вход подключен к преобразователю код-аналог, а выход соединен с вторым входом второй схемы совпадений и первым входом первой схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом инвертора, а выход — с первым входом схемы разделения, выход второй схемы совпадений соединен с входом второго триггера, выход последнего подключен к 10 первому входу третьей схемы совпадений, второй вход которой соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен с вторым входом схемы разделения, выход последней сое- 15 динен с вторым входом регистратора.

4 ключенный к токовым электродам 3 и 4 формирователь 5 импульсов заполнения, счетчик 6 импульсов заполнения, связанный, с одной стороны, с дешифратором 7 кода произведения динамического диапазона на масштаб записи г

-который соединен первым тр .ггером 8 с инвертором 9 и первой 10 схемой совпадения, а с другой стороны - с преобразователем код-аналог 11, соединенным с первым компаратором 12, входным трансформатором 13 и измерительными электродами 14 и 15, второй компаратор 16, вторую схему 17 совпадений, второй триггер 18, третью схему 19 совпадений, схему 20 разделения и регистратор 21.

В связи с введен. :ем дополнительного компаратора одновременно производится измерение сразу в двух масштабах — мелком и крупйом, причем определяющим является измеререние в мелком масштабе. Если измерение в этом масштабе завершается при числе импульсов заполнения счетчика меньшем, чем произведение динамического диапазона на этот масштаб, производится запись числа в крупном масштабе. Если же измерение завершается при числе импульсов B

30 счетчике, большем чем указанное произведение, производится запись в мелком масштабе.

Дополнительный компаратор необходим для проведения измерений в

Э мелком масштабе записи.

Дешифратор кода произведения динамического диапазона на масштаб записи необходим для выделения кода, равного упомянутому произведению.

Первая схема совпадения необходима для выделения момента компенсации в мелком масштабе. Вторая схема совпадения необходима для выделения мо- мента компенсации в мелком масштабе за отрезок кода, равный произведению динамического диапазона на масштаб.

Третья схема совпадения необходима для выделения момента компенсации в крупном масштабе. Второй триггер служит для формирования сигнала разрешающего измерения в крупном масштабе, На чертеже показана измерительная схема предлагаемого автономного скважинного измерителя. 55

Автономный каротажный измеритель включает генератор 1 зондирующего тока, выходной трансформатор 2, подИзмеритель работает следующим образом.

Генератор 1 через выходной трансформатор 2 посредством токовых электродов 3 и 4 питает породу зондиру

1 ющим током стабильной частоты. На измерительных электродах 14 и 15 образуется разность потенциалов от падения напряжения при прохождении зондирующего тока через породу. Эта разность потенциалов через входной трансформатор 13 подается на первый

12 и второй 13 компараторы. -Соотношение числа витков вторичных обмоток входного трансформатора 13 выбирается равным мелкому масштабу записи

m (например 1:5, 1:10 и т.д.). Поэтому на первый компаратор 12 подается напряжение переменного тока в

m раз больше, чем на второй компаратор 1б> 1 .е. первый компаратор

12 находится в цепи измерения с крупным масштабом записи, а второй компаратор 16 — в цепи измерения с мелким масштабом записи. На другие входы компараторов подается компенсирующее напряжение. Для его образования с вторичной обмотки .выходного трансформатора 2 снимается сигнал переменного тока,.который преобразовывается формирователем импульсов заполнения 5 в прямоугольные импульсы той же частоты, поступающие на счетчик импульсов заполнения. На выходе счетчика импульсов заполнения б установлен преобразователь 11 коданалог, с которого и снимается компенсирующее напряжение. Амплитуда напряжения на выходе преобразователя

11 код-аналог линейно возрастает по, мере заполнения импульсов заполнения счетчика б.

1022097

Сравнение двух измеряемых напряжений (в мелком и крупном масштабах,) осуществляется одновременно и параллельно. При этом из всей последовательности счетных импульсов, посту- 5

I пающих на счетчик 6 импульсов заполнения, число которых равно динамическому диапазону Й, выбирается отрезок с числом импульсов, равным N =N m, которое соответствует диапазону изме- 10 рений в крупном масштабе записи. Например, если измерение проводится в двух масштабах 1:1 и E:5 и N=200, то М =ЙО.

Набор компенсирующего напряжения 15 в преобразователе 11 код-аналог соответственно коду числа в счетчике импульсов заполнения 6 происходит независимо от величины измеряемых параметров и масштаба. Запись числа в нужном масштабе осуществляется выбором соответствующего компаратора и коммутацией его выхода с устройством управления регистратора 21.

Тот или иной компаратор выбирается в зависимости от того, произошла компенсация на втором компараторе

16 мелкого масштаба на величину отрезка N или нет.

Величина отрезка М 1 задается дешифратором 7,. соединенным со счетчиком 6 импульсов заполнения. На выходе дешифратора 7 стоит первый триггер 8, который устанавливается в

"1" по первому импульсу и опрокиды- . вается в "0" по Н,,1-му импульсу. Если иа отрезке М (пока в первом триггере 8 записана н1") произошла компенсация в мелком масштабе, на выходе второго компаратора 16 устанавливается "1", через вторую схему 17 совпадения опрокидывается в единичное состояние второй триггер 18 и по

1 сигналу компенсации с первого компаратора 12 в цепи крупного масштаба единица через третью схему 19 совпадения и схему 20 разделения проходит на регистратор 21. Это является командой на запись числа из счетчика 6 импульсов заполнения, т.е. происходит регистрация числа с индикацией.крупного масштаба. Если же на отрезке N,<,на выходе второго компаратора 16 нет единицы, т.е. имеет место недокомпенсация в мелком масштабе, при компенсации образуется цепь, сигнал "0" с выхода первого триггера 8 через инвертор открывает первую схему 10 совпадений для прохождения сигнала компенсации через ту же схему 20 разделения на регистратор 21, т.е. производится запись числа из счетчика 6 импульсов заполнения с индикацией мелкого масштаба.

После регистрации очередного числа из счетчика импульсов заполнения

6 все элементы схемы возвращаются в исходное состояние для проведения пос.педующего цикла измерений. Аналогичные операции могут быть проведены и при измерениях в и масштабах, естественно с применением и компараторов.

Таким образом, при выборе масштаба записи не затрачивается дополнительное время, так как образование кода в счетчике 6 импульсов заполнения идет непрерывно, не используются какие-либо ключевые схемы в информационном канале между датчиками и компаратором.

Применение изобретения позволяет повысить быстродействие прибора, а также надежность и точность измерений.

1022097

Составитель H. Журавлева

Редактор Г.Безвершенко Техред М.Коштура Корректор Г;Решетник

Заказ 4035/38 Тираж 7l0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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