Преобразователь наклона скважин и угла установки отклонителя бурового инструмента

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАКЛОНА .СКВАЖИН И УГЛА УСТАНОВКИ ОТКЛОНИТЕЛЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА по авт.ев. № 1086139, отличающийся тем, что, с целью уменьшения логреш;ностей при определении наклона и I угла установки, он снабжен источником напряжения и дополнительными де|текторами , компараторамии коммута ,торами, при этом одни входы компараторов через детекторы подключены к выходам первого и второго первичных преобразователей маятника, а другиек источнику опорного напряжения, выходы компараторов подключены к адресным входам дополнительных коммутаторов , к информационным входам которых подключены выходы первичных преобразователей маятника, причем первый первичный преобразователь маятника соединен с первым, вторым и четвертым входами первого коммутатора , а второй первичный преобразователь маятника подключен к третьему входу первого коммутатора и к первому входу второго коммутатора, третий первичный преобразователь маятника подключен к второму, третьему и .т четвертому входам второго коммутатоН ра, а выходы трех коммутаторов свя-1 | заны с информационными входами пер-Ц вого коммутатора.

„„QU„„1153050 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ Nl

РЕСПУБЛИК

4($Ц Е 21 В 47!02

ГОСУДАРСТИЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ

Ф т. т в пасв Всвютв т торов через детекторы подключены к выходам первого и второго первичных преобразователей маятника, а другие— к источнику опорного напряжения, выходы компараторов.подключены к адресным входам дополнительных коммутаторов, к информационным входам которых подключены выходы первичных преобразователей маятника, причем первый первичный преобразователь маятника соединен с первым, вторым и четвертым входами первого коммутатора, а второй первичный преобразователь маятника подключен к третьему входу первого коммутатора и к первому входувторого коммутатора, третий первичный преобразователь маятника З подключен к второму, третьему и четвертому входам второго коммутато ра, а выходы трех коммутаторов свя- С заны с информационными входами пер-, вого коммутатора.

М б

IaaE (61) 1086139 (21) 3667706/22-03 (22) 30.11.83 (46) 30..04.85. Бюл, № 16 (72) Г.Н. Ковшов, Г.В. Миловзоров и P.À. Султанаев (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 622.241.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1086139, кл. Е 21 В 47/02, 1982. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАКЛОНА

:СКВАЖИН И УГЛА УСТАНОВКИ ОТКЛОНИТЕЛЯ

БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА по авт.св. № 1086139, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гогреш,ностей при определении наклона и угла установки, он снабжен источником напряжения.и дополнительными де;текторами, компараторамн и коммутаторами, при этом одни входы компара1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к ввтстснсвв тввсвтвъствт

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использо вано для определения наклона скважин и положения отклонителя бурового инструмента. 5

По основному авт,св. 9 1086139 известен преобразователь наклона скважин и угла установки отклонителя бурового инструмента, содержащий три маятника с первичными преобразо- 10 вателями угла поворота, оси которых взаимно ортогональны, а ось третьего маятника совпадает с продольной осью преобразователя, коммутатор, детектор, фильтр низких частот, преобра- 15 зователь постоянное напряжение — временной интервал, логический элемент

И, генератор прямоугольных импульсов, делитель частоты, два двоичных счетчика и блок формирования выход- 20 ного кода. Причем выходы первичных преобразователей (ПП) подключены к входам коммутатора, выход которого через последовательно соединенные детектор, фильтр низких частот (ФНЧ),2з преобразователь постоянное напряжение — временной интервал, логический лемент (ЛЗ) И и первый двоичный счетик подключен на первый вход блока формирования выходного кода,а второй З0 вход ЛЭ И соединен.с выходом генератора прямоугольных импульсов, который также подключен через делитель частоты на вход второго двоичного счетчика. Выход второго двоичного счетчика подключен к управляющему входу коммутатора и второму входу блока формирования выходного кода (11, Недостатком известного устройства является то, что выходная информация 40 представляется показаниями трех ПП (p1» 1 2 pq) из KQTopblx В процессе обработки информации на поверхности

Земли исключаются .показания того ПП, устанавливающий момент маятника ко- 4> торого становится малоэффективным, и погрешность измерения угла поворота становится значительной. В результате этого, при автономном варианте преобразователя, 1/3 объема оперативного запоминающего устройст ва заполняется информацией, которая не используется для вычислений.

Кроме того,при обработке информа- 55 ции на поверхности Земли требуются дополнительные временные затраты на выбор сигналов с тех ПП, у к :.бурых устанавливающий момент маятника наиболее эффективен.

Цель изобретения — .уменьшение погрешностей при определении наклона и угла установки.

Цель достигается тем, что преобразователь наклона скважин и угла установки отклонителя бурового инструмента снабжен источником напряжения и дополнительными детекторами, компараторами и коммутаторами, при этом одни входы компараторов через детекторы подключены к выходам первого и второго первичных преобразователей маятника, а другие — к источнику опорного напряжения, выходы компараторов подключены к адресным входам дополнительных коммутаторов, к информационным входам которых подключены выходы первичных преобразователей маятника, причем первый первичный преобразователь маятника соединен с первым, вторым и четвертым входами первого коммутатора, а второй первичный преобразователь маятника подключен к третьему входу первого коммутатора и к первому входу второго коммутатора, третий первичный преобразователь маятника подключен к втоРому, третьему и четвертому входам второго коммутатора, а выходы трех ! коммутаторов связаны с информационными входами первого коммутатора.

Устройство позволяет производить автоматическую выборку сигналов с тех первичных преобразователей, у которых устанавливающий момент маятника наиболее эффективен, и их преобразование в цифровой код.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Преобразователь наклона и угла установки отклонителя бурового инструмента содержит генератор возбуждения 1, ПП углов поворота 2, 3 и 4, закрепленные на трех взаимно перпендикулярных осях маятников, установленных в корпусе так, что ось одного из них — ПП 4, совпадает с продольной осью преобразователя, детекторы 5 и

6, подключенные к выхочам первичных преобразователей 2 и 3, источник опорного напряжения 7, компараторы

8 и 9, первые входы которых подключены к детекторам, а вторые входы к источнику опорного напряжения 7, коммутаторы 10, 11 и 12, выходы двух!

53050 4 вращения, является неэффективным, поскольку величина .последней близка к нулю, и поэтому погрешность измерения d,s с уменьшением угла 8 до нуля возрастает по гиперболе до бесконечности, Аналогично dp возрастает с уве1 личением угла наклона в окрестностях точек Y= 0 и Ч = 180, d P — в окреетностях точек У= 90 и Ч = 2.70

Сигналы, пропорциональные. углам

p„ и p>, с первичных преобразователей 2 и 3 через детекторы 5 и 6, где происходит их преобразование в постоянное напряжение, поступают на первые входы комнараторов 8 и 9, на вторые входы которых поступает опорное напряжение с источника опорного напряжения 7. Компараторы 8 и 9 и источник опорного напряжения 7 настроены так, что при входном сигнале компараторов, превышающем некоторый заранее выбранный уровен - U f,, соответствующий выходному .сигналу ПП 2

25 и 3 при углах, например pо„ = 10 происходит переключение компаратора в состояние "1".

При малых углах наклона скважины (; « ) компараторы 8 и 9 находятся в состоянии "О 1, и на адресных входах коммутаторов 10 и 11 присутствует код О-О, что соответствует подключению к выходу коммутаторов 10 и 11 первого входа Во. При этом на информационные входы В, 3, коммутатора !2

35 о поступают сигналы д и p t с ПП 2 и 3.

3 1 первых коммутаторов 10 и 11 подключены к информационным входам третьего коммутатора 12. К информационным входам коммутаторов 10 и 11 подключе ны выходы ПП в следующем порядке: первый ПП 2 — к первому, второму и четвертому входам первого коммутатора 1О; второй ПП 3 — к третьему входу первого компаратора 10 и первому входу второго компаратора 11, третий ПП 4 — к второму, третьему и четвертому входам второго компаратора 11. Выход коммутатора 12 через последовательно соединенные детектор

13, ФНЧ 14, преобразователь постоянное напряжение — временной интервал

15 подключен к первому входу ЛЗ И 16, выход которого подключен к входу первого двоичного счетчика 17, выход которого подключен к первому входу блока формирования выходного кода 18, а к второму входу ЛЭ И 16 подключен выход генератора прямоугольных импульсов 19, последний также подключен через. делитель частоты .20 к входу второго двоичного счетчика 21, который в свою очередь подключен к управляющему входу коммутатора 12 и второму входу блока формирования выходного кода 18.

Адресные входа коммутаторов 10 и 11 запараллелены и подключены к выходу компараторов 8 и 9, эта же шина подключена к третьему. дополнительному входу блока формирования выходного кода 18.

Устройство работает следующим образом.

При реальном положении прибора в скважине углы поворота ПП 2, 3 и 4

40 связаны с искомыми углами наклона В и установки отклонителя бурового инструмента М следующими зависимостями:

tg,, = sin9 tge

tg q = cos ч tge

Рз @ .

При этом в начальном положении (4.Ф О, 4 = =-О) ось вращения первого ,,маятника. находится .в плоскости накло- 0

/ ! на скважины, а угол поворота третьего

/ первичного преобразователя равен ну/ лю °

При малых углах наклона скважины (9 = 5 — 10 ) устанавливающий момент 55 третьего маятника, являющийся произведением плеча на проекцию силы тяжести на ось перпендикулярную оси

При больших углах наклона скважин, ример p„p о„(p2-(p «) компаратор

8 переключается в состояние ."1" и на адресных входах коммутаторов 10 и

11 присутствует код 0-1, что соответствует подключению к выходу коммутаторов второго входа В„ . При этом на информационные входы В, В1 коммутатора 12 поступают сигналы p„ и р с

ПП 2 и 4, а ПП 3 исключается, так как его погрешность ар значительна.

Соответственно исключается ПП 2 при p „> p«(р„(p,„), при коде адреса ком. .утаторов 10 и 11 — 1-0.

При углах наклона скважин, когда

p< ) /eel H p2 > p » компараторы 8 и 9 переключаются в состояние "f" на адресном входе коммутаторов 10 и 11 присутствует код 1-1, что соответствует подключению к выходу коммутаторов 10 и 11 входов В . При этом на информационные входы Вб, В, коммута1153050 тора 12 поступают сигналы з1 и р с

ПП 2 и 4.

Преобразование сигналов, поступающих на информационные входы коммутатора 12, происходит следующим обра-, зом.

На управляющий вход коммутатора

12 с второго двоичного счетчика 21 поступают последовательно управляющие коды, с помощью которых коммута- 10 тор 12 обеспечивает последовательную передачу на выход входных сигналов, которые, проходя через детектор 13, ФНЧ 14, преобразователь постоянное напряжение — временной интервал 15 15 и преобразуясь во временные интервалы, поступают на первый вход ЛЭ И 16, на второй вход которого поступают тактовые импульсы с генератора 19, а с выхода ЛЭ И на вход первого М двоичного счетчика 17 поступают пачки тактовых импульсов, пропорциональных входным сигналам, количество которых считывается первым двоичным счетчиком 17 и, преобразуясь в 25 двоичный код поступает на первый вход блока формирования выходного кода 18. Одновременно с генератора

19 на вход делителя 20 поступают тактовые импульсы, частота которых делится до частоты, необходимой для переключения второго двоичного счетчика 21, управляющего переключением коммутатора 12, частота. переключения последнего, определяется временем, не-З обходиы м для опроса входных сигналов с ПП .2, 3 и 4 Сигнал с выхода второго двоичного счетчика 21, -представляющий собой двоичный код состояния коммутатора 12, поступает в блок формирования выходного кода

18. Кроме того, на третий вход блока формирования выходного кода 18 поступает сигнал с компараторов 8 и 9, представляющий собой распознавательный код входных сигналов.

Таким образом, в блок формирова1 ния выходного кода поступают три двоичных кода: один информационный с первого двоичного счетчика 17, и два распознавательных с второго двоичного счетчика 2i и компараторов

8 и 9, которые записываются как одно машинное слово (байт). За одно измерение в блоке формирования выходного кода регистрируются два машинных слова.

Предлагаемый преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента по сравнению с прототипом позволяет на

1/3 уменьшить объем. оперативной памяти, так как в процессе измерения исключается информация, которая не.. используется для вычислений Кроме того, сокращается время на обработку информации.

С внедрением предлагаемого устройства производительность труда на буровой повысится .не менее чем в

f 3 раза, а ожидаемый экономический эффект составляет не менее 8527 руб. на.один комплект.

Составитель И. Карбачинская

Редактор Т. Митейко Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Синицкая

Заказ 2465/26 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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