Феррозондовый преобразователь угла наклона скважины
ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ЙАКЛОНА СКВАЖИНЫ, содержащий корпус и установленйые в нем наружную и внутреннкяо рамки, феррозонд , размещенный на внутренней рамке, две взаимно перпендикулярные катушки индуктивности, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности из .мерения угла наклона, катушки индуктивности жестко закреплены в корпусе, а их магнитные оси расположены под углом 45 относительно оси чувствительности феррозонда. (Л ;о :о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) SU(ii) yg 4 E 21 В 47/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯi
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3761557/22-03 (22) 26. 06. 84 (46) 23. 1 2. 85. Бюл. В 47 (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (72) Г.Н. Ковшов и 10.Н. Кочемасов (53) 622.241.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 678183, кл. Е 21 В 47/02, 1978.
Авторское свидетельство СССР
Ф 802533, кл. Е 21 В 47/02, 1978. (54) (57) фЕРРОЗОН ОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА НАКЛОНА СКВАЖИНЫ, содержащий корпус и установленные в нем наружную и внутреннюю рамки, феррозонд, размещенный на внутренней рамке, две взаимно перпендикулярные катушки индуктивности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и стабильности из.мерения угла наклона, катушки индуктивности жестко закреплены в корпусе, а их магнитные оси расположены под углом 45 относительно оси чувствительности феррозонда.
1199917
Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в системах управления проводкой наклонно направленных скважин.
Цель изобретения — повьппение точности и стабильности измерения угла наклона скважины.
На .чертеже представлена блок-схема феррозондового преобразователя угла наклона скважины.
Устройство содержит наружную 1 и внутреннюю 2 рамки, составляющие карданный подвес. На внутренней рамке 2 перпендикулярно ее вертикальной оси вращения укреплен феррозонд
3 и маятник 4. Снаружи рамок в корпусе инклинометра закреплены две взаимно перпендикулярные катушки
5 и 6 индуктивности, причем их магнитные оси находятся под углом 45 относительно оси чувствительности феррозонда 3, обмотка возбуждения феррозонда 3 подключена к выходу генератора 7 возбуждения, сигнальная обмотка феррозонда 3 подключе.на к входу . фильтра 8, выход которого присоединен к первому входу первого фазового детектора 9, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора ? возбуждения, а выход первого фазового детектора 9 соединен с входом первого интегратора 10, который в свою очередь через разделительный конденсатор 11 своим выходом подключен к первому входу второго фазового детектора 12, выход которого подключен к входу второго интегратора 13, выход которого соединен с входом устройства 14 регистрации, первый выход генератора 15 подключен к второму входу второго фазового детектора 12, а второй выход генератора 15 подключен к входу коммутатора 16, два выхода которого подключены соответственцо к катушкам 5 и 6 индуктивности.
Принцип действия преобразователя заключается в следующем.
В наклонной скважине под действием маятника 4 наружная рамка 3 поворачиваясь устанавливает ось вращения внутренней рамки 2 перпенди-. кулярно плоскости наклона скважины.
При этом плоскость внутренней рамки 3, на которой укреплен феррозонд, за счет смещенного центра тяжести сохраняет горизонтальное положение, дополнительные катушки 5 и б индуктивности, закрепленные жестко с корпусом инклинометра, изменяют свое положение,относительно оси чувствительности феррозонда пропор5 ционально углу наклона инклинометра. Через коммутатор 16 низкочастотный ток подается с выхода генератора 15 поочередно в дополнительные катушки 5 и 6 индуктивности, в которых создается переменное магнитное поле, проекция вектора которого на ось чувствительности феррозонда 3 пропорциональна синусу или косинусу угла наклона инклинометра, в зависимости от того, какая катушка 5 или 6 индуктивности в данный момент подключена. При этом с учетом первоначального смещения магнитных осей катушек 5 и 6 индуктивности относительно оси чувствительности феррозонда 3 о на угол 45 выполняется соотношение:
"sin о
9 арс ф — - 25 где 9 — угол наклона инклинометра; з,„ — проекция магнитного векто30 ра катушки 5 индуктивности на ось чувствительности феррозонда 3, " оз — проекция магнитного вектора катушки 6 индуктивности 35 на ось чувствительности феррозонда 3. о Начальное смещение 45 можно скомпенсировать в устройстве 14 регист40 рации. Генератор 7 возбуждения питает феррозонд 3. Выделение второй гармоники осуществляется полосовым фильтром 8. Детектирование осущест45 вляется фазовым детектором 9. Пульсирующее модулированное частотой генератора 15 напряжение сглаживается интегратором 10. Постоянная времени последнего выбирается такой, 5р что происходит сглаживание высокочастотного напряжения второй гармоники, но в то же время не подавляется низкочастотное напряжение с частотой генератора 15. Раздели тельный конденсатор позволяет отделить низкочастотное модуляционное напряжение от постоянного напряжения, снимаемого с выхода первого 1199917 Составитель А.Цветков Техред 0.Ващишина Редактор Н.Бобкова Корректор Л.Патай Тираж 539 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7840/36 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 интегратора 10, значение которого пропорционально азимуту. Для однозначного определения угла наклона скважины в устройстве использован второй фазовый детектор 12, тактируемый низкочастотным напряжением, снимаемым с генератора 15, а также второй интегратор 13. Предлагаемое техническое решение обладает по сравнению с известным повышенной точностью измерения. угла наклона скважины и повышенной стабильностью, так как стабильность катушек индуктивности, а также их идентичность значительно выше стабильности дополнительного.феррозьнда и его идентичности с основным феррозондом. Кроме того, в предлагаемом, техническом решении феррозонд измеряет не абсолютную величину поля, создаваемого катушками индуктивности, а их относительное значе IO ние. При этом мультипликативная сос" тавляющая погрешности тракта преобразования от феррозонда до выхода второго интегратора устраняется.
