Устройство для каротажа скважин

 

Изобретение относится к области геофизического приборостроения, а именно к скважинным устройствам для измерения физических величин, характеризующих горные породы, и передачи измеренной информации на поверхность . Целью изобретения является упрощение устройства, повьшение точности и термостабильности регистрации характеристик горных пород , определяемых отношением значений амплитуд гармонических сигналов. Устройство содержит в скважинной части датчики и входные коммутаторные ключи, подключающие датчики через усилитель к выходу в кабель, в наземной части - a mлитyдный модулятор , детектор, выходные коммутаторные ключи, управляемые синхронно с входными кШочами,, узел вычитания, определяющий сигнал рассогласования между опорным напряжением и выходным напряжением устройства выборки-хранения , в состав которого входит первый выходной ключ. Усиленный сигнал рассогласования поступает на модулирующий вход амплитудного модулятора, в результате чего коэффициент передачи системы устанавливается обратно пропорциональным величине сигнала с опорного датчика, поступающего на вход детектора при замкнутом выходном коммутаторном ключе. При этом выходные сигналы, соответствующие остальным датчикам, пропорциональны частному от деления величины вход- , ного сигнала соответствующего датчика на сигнал опорного датчика. 2 3.п. ф-лы, 2 ил, I ю оеэ oi

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 U 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I w

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

:(21) 3939730/24-25 (22) 02.08.85

° (46) 30.12,86. Бюл. Р 48 (71) Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения

Объединения "Укргеофизика" (72) P. И. Балабушевич, A. Л. Кац9

М. А. Олевский и К. Б. Шенько (53) 550.83(088.8) (56) Патент Великобритании N 2025620, кл. G О1 V 3/30, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 313966, кл. Е 21 В 47/00, 1970. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области геофизического приборостроения, а именно к скважинным устройствам для измерения физических величин, характеризующих горные породы, и передачи измеренной информации на поверхность. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение точности и термостабильности регистрации характеристик горных пород, определяемых отношением значений амплитуд гармонических сигналов.

„„Я0„„1280555

Устройство содержит в скважинной части датчики и входные коммутаторные ключи, подключающие датчики через усилитель к выходу в кабель, в наземной части — амплитудный модулятор, детектор, выходные коммутаторные ключи, управляемые синхронно с входными кЛючами, узел вычитания, определяющий сигнал рассогласования между опорным напряжением и выходным напряжением устройства выборки-хранения, в состав которого входит первый выходной ключ, Усиленный сигнал рассогласования поступает на модулирующий вход амплитудного модулятора, Ф в результате чего коэффициент переда- ж чи системы устанавливается обратно пропорциональным величине сигнала с опорного датчика, поступающего на вход детектора при замкнутом выходном коммутаторном ключе, При этом ф выходные сигналы, соответствующие остальным датчикам, пропорциональны частному от деления величины вход-, (Я ного сигнала соответствующего дат- Я) чика на сигнал опорного датчика, 1Р

2 з.п. ф-лы, 2 ил, Ял 1280555

Наземная часть устройства может содержать, кроме того, дополнительные устройства 18.2-18.m выборки- 40 ,хранения (фиг, 2), в состав которых входят выходные коммутаторные ключи

10.2-10.m и конденсаторы 12.2-12.m интегратор 19 со сбросом, состоящий из операционного усилителя 20, ре- 45 зистора 21, конденсатора 22 и ключа

23 сброса, и дополнительный ключ 24..

Вход управления ключа 23 (вход сброса интегратора 19) и вход управления ключа 24 соединены с выходами задающего генератора 17, а выходами устройства являются выходы дополнительных устройств 18,2-18.та выборки-хранения, Вход синхронизации задающего генератора 17 системы синхронизации ключей может быть соединен с источником 25 напряжения сети, Устройство работает следующим образом.

Изобретение относится к геофизи- 1 ческому приборостроению,.а именно к устройствам для измерения физических величин, характеризующих горные породы, окружающие скважину, либо ее техническое сбстояние, и передачи измеренной информации на поверхность.

Цель изобретения — упрощение устройства, а также повышение точности и термостабильности измерений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема наземной части устройства, вариант выполнения, В состав скважинкой части 1 устройства входят датчики 2.1-2.п информационных гармонических сигналов, входные коммутаторные ключи 3.1-3.п блок 4 управления входными ключами и усилитель 5 информационных сигна20 лов, Скважинная часть 1 через кабель

6 соединена с наземной частью 7 устройства, В состав наземной части 7 входят амплитудный модулятор 8, детектор 9, выходные коммутаторные ключи 10.1-10.m, устройство 11 выборкихранения, в состав которого входит первый выходной коммутаторный ключ

10.1 и конденсатор 12,1, узел 13 вычитания, источник 14 опорного напряжения, усилитель 15 постоянного тока (УПТ), блок 16 управления выходными ключами, задающий генератор 17 системы синхронизации ключей. Выходы ключей 10.2-10.m являются информационными выходами устройства.

Задающий генератор 1? системы синхронизации ключей (фиг, 1) через равные интервалы времени формирует управляющие импульсы и подает их одновременно на входы блока 4 управления входными ключами и блока 16 управления выходными ключами. Блоки

4 и 16 управления одновременно меняют состояния своих выходов, переключая синхронно входные коммутаторные ключи 3.1-3.п и выходные коммутаторные ключи 10.1-10.m причем в течение каждого из интервалов времени открыт один из выходных ключей (остальные выходные ключи закрыты), Информационный гармонический сигнал с выхода одного иэ датчиков 2,1-2.п (или с выходов группы датчиков 2, если открыто одновременно более одного входного ключа 3,1-3.n) через открытый (т.е. замкнутый) ключ 3 поступает на вход усилителя 5 и передается по кабелю 6 в наземную часть

7, где усиливается модулятором 8 и затем детектируется детектором 9.

В течение одного иэ интервалов времени (назовем его первым) открыт первый выходной коммутаторный ключ

10.1. При этом на выходе узла 13 вычитания формируется сигнал рассогласования между выходным напряжением детектора U Ä,„, и опорным напряжением U, . Усиленный УПТ 15 сигнал рассогласования поступает на управляю- . щий вход амплитудного модулятора 8 и меняет его коэффициент передачи таким образом, что величина сигнала рассогласования уменьшается, В течение первого интервала с большой точностью устанавливается равенство

U,,, =U . Пусть при этом в скважинной части аппаратуры открыт входной коммутаторный ключ 3,1, на усилитель

5 поступает выходное напряжение датчика 2.1, равное U „, . Если коэффициент передачи информационного сигнала амплитудным модулятором обозначить через К, а коэффициент передачи остального тракта — через к, то справедливо равенство U вь х. I

=U х х к К =U В Откуда

U к

ВХ1

По окончании первого интервала времени ключ 10.1 размыкается, при этом напряжение на выходе устройства 11 выборки-хранения сохраняется неизменным, и во время всех последу 1280555

f0

11 о П ах.1

11 А

1 1ь 1 11е i ющих интервалов времени сохраняется значение сигнала рассогласования, т,е. эначенйе коэффициента передачи

К амплитудного модулятора 8, Если в какой-либо из этих интервалов времени открыт входной ключ З.i (i

i...ï) и выходной ключ 10,j (j

1...m), то на соответствующем выходе наземной части устройства будет сформирован сигнал где U - сигнал на i-м датчике.

SX. 1

Таким образом, выходные сигналы наземной части устройства пропорциональны отношению амплитуд сигналов датчиков, ° Поскольку информационные сигналы датчиков 3.1-3.п проходят по одним и тем же узлам информационного тракта, изменения коэффициентов передачи этих узлов во время работы не оказывают влияния на значение выходных сигналов (в формулу определения

U „„; не входят значения к и

Таким образом, понышается точность устройства, а также его термостабильность, поскольку температура является одним из основных дестабилизирующих факторов для узлов скважинной части устройства, Если требования к форме выходного напряжения жесткие и пульсации его нежелательны, в состав наземной части устройства могут быть введены дополнительные устройства 18.1-18.m выборки-хранения, в состав которых входят в качестве входных ключей выходные коммутаторные ключи 10,11О,m, интегратор 19 со сбросом и ключ 24, включенные между выходом детектора 9 и входами дополнительных устройств 1 8.2-18.m выборки-хранения. В этом случае управляющие импульсы с выходов задающего генератора 17 открывают ключ 23 в начале, а ключ 24 — в конце каждого интервала времени. Через замкнутый ключ 23 разряжается емкость 22, т,е. сбрасывается интегратор (обнуляется его выходной сигнал). Затем происходит заряд емкости 22, и в конце интервала времени выходной сигнал интегратора 19, пропорциональный сигналу одного иэ датчиков 2.1-2,п, переписывается ключом 24 н то иэ

55 устройств 18. 2-18.:и выборки-хранения, В котором B это время oTKpblT ключ.

Таким образом, н" выходах устройства формируются постоянные напряжения, снободиые как от пульсаций выходного напряжения детектора 9, так и от пульсаций иэ-эа работы выходных коммутаторных ключей !О ° 2 — 10.m.

Соединение синхронизирующего входа задающего генератора 17 с источником

25 напряжения сети позволяет уменьшить сетевые помехи, так как они для каждого информационного канала станонятся синхронныи и могут быть компенсированы при настройке устройстна.

Формула и з о бр е те ни я

Устроиство для каротажа скважин, состоящее из соединенных кабелем скважинной и наземной частей, содержащее датчики информационных гарионических сигналов, усилитель информационных сигналон, входные коммутаторные ключи, упранляющие входы которых подсоединены к блоку управления входными ключами, а сами ключи включены между входом усилителя и выходами датчиков, выходные коммутаторные ключи, управляющие входы которых подсоединены к блоку управления входными ключами, детектup, узел вычитания, источник опорного напряжения, выход которого соединен с одним из входов узла вычитания, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом узла вычитания, систему синхронизации ключей, включающую saдающий генератор, подключенный к блоку упранления гходными ключами, а также к блоку управления выходными ключами, причем датчики и усилитель информационных сигналов, входные ключи и блок управления входными ключами размещены в скважинной части устройства, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности и термостабильности измерений, блок управления выходными ключами, выходные ключи, детектор, узел вычитания, источник опорного напряжения и усилитель постоянного тока размещены н íà-емной части устройства, н состав которой дополнительно введены амплитудный модулятор, сигнальный вход которого соединен череэ !280555! !

Ф кабель с усилителем информационных сигналов, выход — с входом детектора, а модулирующий вход — с выходом усилителя постоянного тока, и устройство выборки-хранения, выход которого соединен с вторым входом узла вычитания, причем выходные коммутаторные ключи соединены с выходом детектора, а первый выходной ключ входит в состав устройства выборки-хранения.

2, Устройство по и, 1, о т л и е ч а ю щ е е с я тем, что в наземную часть введены дополнительные устройства выборки-хранения и последова-. тельно соединенные интегратор со сбросом и дополнительный ключ, поц-ключенные между выходом детектора и входами дополнительных устройств выборки-хранения, причем в состав каждого из дополнительных устройств выборки-хранения входит один иэ выходных коммутаторных ключей, кроме первого, а вход сброса интегратора и вход управления дополнительного ключа соединены с задающим генера-!

О тором системы синхронизации ключей, 3. Вход по и. !, о т л и ч а ю — щ е е с я . тем, что задающий генератор системы синхронизации кпючей выполнен с внешней синхронизацией и

15 вход синхронизации этого re Ieðeóîðe соединен с источником напряжения се-, ТИ, 1 2 80555

Фма 2

Составитель А. Мягков

Техред Н.Глуценко Корректор В "Утнга

Редактор И. Рыбченко

Заказ 7063/5) Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)) 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4