Преобразователь азимута скважины

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТА СКВАШНЫ, содержащей блок измерения угла, связанный с блоком передачи измерений, первичный преобразователь , генератор питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения его конструкции и повышения точности определения азимута в сквалмнах с высокими температурами , первичный преобразователь вьтолнен в виде двух ортогональных бистабильных магнитных сердечников, на каждом из которых размещены катушки питания и измерения, выходы генератора питания подключены соответственно к катушкам питания и измерения , а выходы последних подключены к блоку измерения.

СОКИ СОВЕТСНИХ

00UWI5I

РЕСПУБЛИК ае (и) gag Е 21 В 47/02

В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aRIOPGHoNh СЗИЦЕТВПьСтВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

М (21) 3556178/22-03 (22) 21. 02. 83 ! (46) .23.11.84.Вюл. Ô 43 (22) 6.10. Дмитрюков, . И.Н. Заболотною и В.М. Григорьев (21) Всесоюзный научно-исследовательский н проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин. (53) 622.242(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

У 709805, кл. Е 21 В 7/02, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

802535э кл. E 21 В 47/02р 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

:9 947408, кл. Е 21 В 47/02 1982.. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТА

СКВАЖИНЫ, содержащей блок измерения угла, связанный с блоком передачи измерений, первичный преобразователь, генератор питания, о т л и— ч а ю щ и й с я тем, что, с целью

I упрощения его конструкции и повышения точности определения азимута в скважинах с высокими температурами, первичный преобразователь выполнен в виде двух ортогональных бистабильных магнитных сердечников, на каждом из которых размещены катушки питания и измерения, выходы генератора питания подключены соот ветственно к катушкам питания и из- Я мерения, а выходы последних подключены к блоку измерения.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и

4 предназначено для определения азимута искривленных скважин.

Известно устройство для измерения азимута скважины, содержащее маятник, магнитомодуляционные феррозондовые преобразователи, фазовый детектор, удвоитель частоты, модулятор, блок преобразования сигналов, измеритель длины кабеля и связанный с ним фазовращатель и .

Известен феррозондовый датчик азимута, содержащий маятник, магнитомодуляционные ферроэондовые преобразователи, датчик длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два идентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора и снабженных

RC -цепочкой, включенной между выходами модуляторов, двумя триггерами

Шмитта, последовательно соединенными преобразователем фаза — код и счетчиком, причем входы триггеров

Шмитта соединены соответственно с выходом генератора и средней точкой

RC-цепочки„ а выходы триггера Шиитта соединены с входами преобразователя фаза — код (2j .

Недостатком известных устройств является сложность схем преобразо" вания, причем наличие аналоговых схем значительно уменьшает термостабильность устройств, что в схважинных условиях приводит к уменьшению точного преобразования при изменении температуры.

Известен также преобразователь азимута скважины, содержащий блок г измерения угла, связанный с блоком передачи измерений, первичный преобразователь, генератор питания (3j

Недостатком данного устройства является сложность преобразования и .: наличие аналоговых схем, что уменьшает термостабильность.

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точности определения азимута в скважинах с высокими температурами.

Указанная цель достигается тем, что ь преобразователе азимута сквазины, содержащем блок измерения угла, связанный с блоком передачи из1325363 3

Таким образом, на выходе R5 -триггера формируются импульсы, длительность которых пропорциональна синусу,угла поворота сердечника, а на выходах счетчика — двоичный код, пропорциональный синусу угла поворота сердечника относительно магнитного поля Земли.

Число разрядов счетчика н чистота тактового генератора определяются получением необходимой точности измерения угла.

Аналогично схема выполнена и для второго сердечника. На выходах счетчиков при этом устанавливается код, !

55 мерений, первичный преобразователь, 1 генератор питания, первичный преобразователь выполнен в виде двух ортогональных бистабильных магнитных сердечников, на каждом из которых размещены катушки питания и измерения, выходы генератора питания подключены соответственно к катушкам питания и измерения, а выходы nofp следних подключены к блоку измерения.

На фиг, 1 представлена функциональная схема преобразователя азимута скважины; на фиг. 2 " диаграм15 ма, поясняющая работу преобразоВателя азимута.

Преобразователь азимута фиг. 3) содержит первичный преобразователв, состоящий из двух ортогоиапьных

2О бистабильных магнитных сердечников

1 с размещенными на каждом из них катушками питаний 2 и измерения 3, генератор 4 питания первичного преобразователя, блок 5 измерения и

25 блок 6 передачи или запоминания результатов измерения.

Блок измерения состоит из схемы формирования временных интервалов, например, на основе Рб -триггера, 5р входы которого подключены к обмотке 3 измерения, а выход через клапан соединен с п разрядным двоичным счетчиком, причем на второй вход клапана подаются импульсы со стабиль"

35 ного тактового генератора

По отрицательному импульсу, посту ающему с обмотки 3 измерения

as вход R8 -триггера, на его выходе устанавливается потенциал, по которому разрешается прохождение через клапан импульсов с тактового генератора на вход двоичного счетчика.

3 1 пропорциональный косинусу угла по" вороуа сердечника.

С выхода блока 5 измерения полученные коды подаются на вход блока

6 передачи, устройство которого определяется видом канала связи и спо

: собом передачи. Например, нри ис пользовании электрического беспроводного канала связи входной код модулирует несущую частоту и через. релейное устройство поступает в канал связи.

Устройство работает следующим образом.

С генератора 4 питания первичного преобразователя подается ка

Жмотки 2 питания напряжение определенной формы, например, линейно изменяющееся. В зависимости от поло" женим первиЧного преобразователя .относительно магнитного полн Земли . последнее айгебранчески складывается е -магнитным полем обмотки питания. 3Жличива суммарного.магнитного поля определяет момент скачкооб" резного кереиагиичивания бистабильнын магнитных сердечников 3. вистабшльиый магнитный провод состоит из магнитомягкой сердцевины и оболочки, Выполненной из магнитополужвсткого сплава, содержащего кобальт, железо и ниобий. В резуль-, тате специальной механической обра, ботик, сочетающей цилиндрическую дефарвщцию с растяжением,.коэрцитивиая сила внутреннего магнитно. го поля создает в ием устойчивое состояние намагниченности, при котором силовые линии. намагничивающего поля проходят параллельно оси провода. всли к проводу прикладывается внешнее магнитное поле в направлении, противоположном направлению его собственной намагничекнос125363 4 ти, то в результате перемещения границ доменов развивается процесс изменения направления намагниченности. Скорость перемещения обеспечивает малое время переключения в пределах 20-30 мкс, а пиковая мощность сигнала велика. Эффект известен в технике как эффект Виганда, и процесс перемагничнвания.связан с щ необычными физическими свойствами; возникающими при создании поверхностного наклепа циклической деформацией с растяжением. В результате в поверхностном. Ьлое создается собст-. венное поле, обладающее сравнительно большой коэрцитивной силой 16002400 А/и. Сердцевина обладает низ.кой коэрцитивной силой и ее.можно перемагнитить полем напряженностью

800 А/м. Перемагничиванне сердце„ вины проводе происходит путем перемещения доменных границ, но поле во внешнем слое провода остается .неизменным. Когда оболочка и серду : цввина намагничены в одном и том же направлении, намагничен провод в целом. Когда нанравления их намагниченности противоположны, существует неизменная пилнндрическая граница доменов, а провод как целое находится в размягченном состоянии.

В процессе переключения магнитная система переходит as состояния большей энергии в состояние меньшей.

Экономический эффект от приме-. нения предлагаемого преобразователя азимута выражается в упрощении блока измерения и увеличении тер.мостабильности. Преобразователь азимута может быть применен во всеМ областях техники, связанных с разработкой. аппаратуры, работающей в жестких температурных условиях.

1125363

Составитель И. Карбачннская

Техред А.Вабинец Корректор С. IHeKMap

Редактор Л. Гратилло

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8455/24

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