Датчик каверномера

 

ДАТЧИК КАВЕРНОМЕРА, содержащий сердечник с измерительными обмоткги4и на каждом стержне и обмотку возбуждения иа жестком каркасе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем устранения «лияиия измеиения текпературы окружающей среды, в него введена дополнительная обмотка возбуждения иа каркасе иленьшего дигилетра, включенная встречно-последовательно с основной обмоткой, при этом обе обмотки вбзбуждеиия расположены коицеитричио отиосительио друг друга и сердечники с изJмepитeльными обмотками расположёны между обеими обмотками возбуждения на Щ одинаковом расстоянии от оси датчика (Л

— (5BG01 Ч 9 00 // E 21 B 47 ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ,И ОТНРЬПМЙ

OllH0AHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCNOMV ЕаИдЕтюа твм

1 (21) 2407832/18-25 (22) 22.09.76 (46) 23.09.83. Вюл. В 35 (72) А.Т.Колесниченко

Н Ю.П.,Терещейко (71) Южное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение "Южморгео": .! (53) 550.839:622.241(088 ° 8) (56) 1. Комаров С.Г. Техника проьвзс- ловой геофизики. М. Гостоптехиздат, 1957, с. 402-415. .2. Патент США В 2639512, кл. 33-078, опублик. 1953.

3. Зерщиков А.Е. и др. Ремонт промысловой геофизической аппаратуры.

М., "Недра", 1976, с. 269-271 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК КАВЕРНОМЕРА, содержащий сердечник с измерительными обмотками иа каждом стержне и обмотку возбуждения иа жестком каркасе, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повыиения точности измерения путем устранения влияния изменения температуры окружающей среды, в него введена дополнительная обмотка возбуждения на каркасе меньшего диаметра, включенная встречно-последовательно с основной обмоткой, при этом обе обмотки возбуждения расположены концентрично относительно друг друга и сердечники с иэмерительньвеи обмотками расположены между обеими обмотками возбуждения на одинаковом расстоянии от оси датчика

1043577

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для геофизической аппаратуры контроля технического состояния бурящихся скважин методом кавернометрии.

При кавернометрии скважин отклонение измерительного рычага скваминного прибора преобразуется в возвратно-поступательное движенье штока который кинематически связывается с датчиком перемещения.

Датчики перемещения в скважиннои приборе работают в весьма специфических условиях, связанных с широким диапазоном изменения температуры I5 окружающей среды (от -10 до +250 С)

О в среде жидкого диэлектрика, находящегося под гндроутатическим давлением до 1200 кгс/см

Известны потенциометрические датчики перемещения применяемые в ка.7 верномерах, состоящие из резистивного элемента и скользящего по немуподвижного контакта (1j .

Однако такие датчики имеют 25 йизкую надежность (подвижный скользящий контакт).

Известен индуктивный датчик, где перемещение измерительных рычагов передается ферромагнитному сердечнику 0 соленоида, обмотка которого включена в мостовую схему )2) .

Известен также индуктивный датчик, ймеющий две последовательно расположенные обмотки индуктивности на жестком каркасе и сердечник, выполненный из ферромагнитного материала. Обмотки включены по дифференциальной мостовой схеме (3) .

Недостатком указанных индуктивных датчиков является большая погрешность измерения (до + 15 мм) во всем диапазоне измерения диаметра скважины, обусловленная дроссельным исполнением датчиков и наличием ферромагнитного материала. При измерении температу- 45 ры окружающей среды в широком диапазоне (от -10 ooo + 250 С) значительно о меняется магнитная проницаемость ферромагнитного материала, причем эти изменения при подъеме температуры и ее снижении неоднозначны, т.е. имеет место температурный магнитный гистерезис, что практически учесть при кавернометрии скважины . невозможно. 55

Вследствие дроссельного исполнения датчиков. изменение омического сопротивления обмоток от температуры. влияет на точность измерения, даже несмотря на дифференциальное испол- 60 нение, так как для исключения влияния омического сопротивления необходимо изготовить датчик с достаточной электрической и геометрической симметрией, что обеспечено лишь в 65 единичных (уникальных) экземплярах датчйкдв.

При использовании известных датчиков в многорычажных каверномерах. (12-16 рычажных) возникают большие трудности, а в некоторых случаях (малогабаритные скважинные приборы) невозможно расположить в корпусе аппаратурного отсека прибора. Кроме того, выносится дополнительная погрешность от взаимного влияния датчикоВ ввиду близости их расположения друг к другу.

Недостатком известных датчиков является также невозможность применения их для деталиэаиионных исследований скважины (микрокавернометрия, трубная профилеметрия), где точность измерения среднего диаметра требуется не менее + 1 мм.

ЦельЮ изобретения является повышение точности работы датчика каверномера в широком диапазоне изменения температуры окружающей среды и уст- ранения взаимного влияния датчиков друг на друга.

Поставленная цель достигается тем, что в датчик введена дополнительная обмотка возбуждения на каркасе меньшего диаметра, включенная встречно-последовательно с основной обмоткой, при этом обе обмотки возбуждения расположены концентрично относительно друг друга, а сердечники с измерительными обмотками расположены между обеими обмотками возбуждения .на одинаковом расстоянии от оси датчика.

На чертеже схематически изображен датчик каверномера.Датчик содержит внешний цилиндрический каркас 1, на поверхности которого расположена внешняя общая обмотка возбуждения 2, внутренний цилиндрический каркас 3 с дополнительной обмоткой возбуждения 4, цилиндрические сердечники 5 и б с измерительными обмотками 7 и 8. Сердечники 5 и 6 кинематически связаны с измерительными рычагами 9 и 10 через штоки 11 и 12. Внешний 1 и внутренний 3 каркасы соединены так, что начало и конец обмотки возбуждения 2 расположены напротив начала и конца дополнительной обмотки возбуждения 4, между собой они соединены последовательновстречно и подключены к источнику стабилизированного тока 13 через кабель 14. Измерительные обмотки 7 и 8 подключены к входам усилителей

15, расположенных в скважинном при-, боре.

Сердечники 5 и б измерительными обмотками 7 и 8 расположены в отвер-. стиях, находящихся на внешнем каркасе 1, между обмотками 2 и 4 и на одинаковом расстоянии от оси датчика.

1043577

Число сердечников соответствует числу измерительных рычагов 9 и 10.

Работа датчика каверномера основана на измерении ЭДС взаимной индукции в измерительных обмотках 7 и 8 в. зависимости оФ относительного расположения этих обмоток и обмоток возбуждения 2 и 4. когда измерительные Рычаги 9. — 10 накодятся в закрытом положении (во время спуска прибора к интервалу измерения в скважине) ЭДС в измерительных обмотках 7 и 8 минимальна (см. чертеж). В интервале измерения при раскрытии измерительных рычагов (показано пунктиром) происходит 15 смещение сердечников 5 и 6, кинематически связанных с рычагами 9 и 10 через штоки 11 и 12. При этом увеличивается коэффициент взаимоиндукции и, соответственно, ЭДС в измеритель- . gp ных обмотках 7 и 8, причем величина

ЭДС зависит только от коэффициента вэаимоиндукции.

Отсутствие ферромагнитного материала и соответствующее включение датчика .в измерительную схему приводит k тому, что выходной сигнал не зависит от изменения температуры окружающей среды в широком диапазоне„ причем работоспособность датчика каверномера в необходимом диапазоне температур зависит от применяемых изоляционных материалов.

Очевидно, что в случае создания одиночного датчика принципы его построения аналогичны описанному, с той разницей, что количество сердечников 5 и 6 равняется одному.

Совмещение обмоток возбуждения, простота и технологичн*ть сокращают расходы на изготовление датчика.

Датчик используется в разрабатываемой аппаратуре для контроля технического состояния обсадных колонн в бурящихся скважинах.

ВНИИПИ Заказ 7332/48

Тираж 710 Подписное

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