Устройство для измерения диаметра высокотемпературных скважин

 

Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью измерять диаметр буровых скважин в условиях высоких т-р. Устрво содержит генератор 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжениекод, вычислительный блок 3, блок 4 I управления, датчик-реохорд (ДР) 9, дба конденсатора (К) 10, II, два диода 12 и 13 и каротажный кабель 5, Он представлен обобп1енной эквивалентной схемой четырехполюсника для постоянных сигналов, состояп1ей из резисторов (Р) 6, 7 и 8. Все измерения проводятся после окончания переходного процесса в канале связи в четыре такта. Токосъемник ДР 9 кинематически связан с измерительными рычагами глубинного снаряда. В первом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генератора 1 подается импульс тока положительной полярности. Ток течет через Р6, 7и8, КЮи 11, диод 12, К 11 шунтирует ДР 9. В момент полного заряда К 11 производится второй такт измерения. Ток при этом протекает через Р 6, 7 и 8, К 10, ДР 9, диод 12. После полного заряда К 10 производится третий такт измерений. В четвертом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генератора 1 подается импульс отрицательной полярности. По поступившим через преобразователь 2 кодам, соответствующим напряжениям четырех тактов измерения , в блоке 3 вычисляется сопротивление неизвестной части ДР 9. Погревшость, связанная с изменением сопротивления обмотки ДР 9 в зависимости от т-ры окружающей среды, будет устранена лри обработке. I ил. § сл со to О5 ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК !! 4 Е 21 В 47/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988295/22-03 (22) 10.12 .85 (46) 23.05.87. Бюл. М- 19 (7l) Уфимский нефтяной институт (72) Ю.Д.Коловертнов, P.Н.Хамматов, Н .А.Иг инбаев и А.А.Молчанов (53) 622.241/8(088.8) (56) Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. — M.

Недра, 1984, с. 320. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИА. МЕТРА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью измерять диаметр буровых скважин в условиях высоких т-р. Устрво содержит генератор 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжениекод, вычислительный блок 3, блок 4 управления, датчик-реохорд (ДР) 9, дйа конденсатора (К) 10, 11, два диода 12 и 13 и каротажный кабель 5, Он представлен обобщенной эквивалентной схемой четырехполюсника для постоянных сигналов, состоящей иэ резисторов (P) 6, 7 и 8. Все иэмере„„SU„„1312162 А1 ния проводятся после окончания пере- ° ходного процесса в канале связи в четыре такта. Токосъемник ДР 9 кинематически связан с измерительными рычагами глубинного снаряда. В первом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генератора 1 подается импульс тока положительной полярности.

Ток течет через Р6,,7 и 8, К 10 и

I 1, диод 12, К 11 шунтирует ДР 9.

В момент полного заряда К 11 производится второй такт иэмерения. Ток при этом протекает через Р 6, 7 и 8, К

10, ДР 9, диод 12. После полного заряда К 10 производится третий такт измерений, В четвертом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генера- 3 тора 1 подается импульс отрицательной уу полярности. По поступившим через пре- lJ I обраэователь 2 кодам, соответствую- С щим напряжениям четырех тактов измерения, в блоке 3 вычисляется сопро- Я тивление неизвестной части ДР 9. Погрешность, связанная с изменением

Ф сопротивления обмотки ДР 9 в зависимости от т-ры окружающей среды, будет устранена при обработке. 1 ил. Х) 1 1312

Изобретение относится к технике измерения диаметра буровых скважин.

Цель изобретения — повышение точности измерения диаметра буровых скважин в условиях высоких температур.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

162 2 где 1 „=R +11>, R< R> Р— сопротивления резисторов

6-8 соответственно;

R — динамическое сопротивление диодов 12 и 13.

Емкости конденсаторов 10 и 11 выбираются так, что за время полного заряда конденсатора 11 напряжение на конденсаторе 10 возрастает незначиf0 тельно и не оказывает на результат измерения большого влияния. Для этого необходимо выполнение следующих условий:

20 (3) е; 10К -С„„.

Во втором такте ток протекает через резисторы 6-8, конденсатор 10, реохорд 9 и диод 12 ° На входе преобразователя 2 напряжение определяется выражением

Третий такт измерения производится тогда, когда полностью зарядится

40 конденсатор 10. В этом случае ток протекает по сопротивлениям 6 и 7 и создает на входе преобразователя

2 напряжение

U =Х(Р.,+R ). (5) 45

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжение-код, вычислительный блок

3, блок 4 управления, каротажный кабель 5, представленный обобщенной эквивалентной схемой четырехполюсника для постоянных сигналов и состоящей из резисторов 6-8, датчик-реохорд 9, два конденсатора IO и 11, два диода 12 и 13.

Выход преобразователя 2 соединен .с вторым входом вычислительного блока

3, первый вход которого подключен к первому выходу генератора 1, первому ,входу преобразователя 2 и входу блока 4 управления, выход которого соединен с управляющими входами блока

3, преобразователя 2, генератора 1, второй выход .которого подключен к второму входу преобразователя 2 и через жилу кабеля 5 и конденсатор 10 к первому выводу датчика-реохорда 9, токосъемник которого соединен с катодом диода 13, второй вывод подключен через конденсатор 11 к первому выводу и аноду диода 12, катод которо го объединен с анодом 13 и через оплетку кабеля 5 соединен с первым выходом генератора 1.

Устройство работает следующим образом.

Все измерения проводятся после окончания переходного процесса в ка нале связи. Измерения проводятся в четыре такта, В первом такте измерения по. сигналу с блока 4 управления в кабель 5 от генератора 1 тока подается импульс тока положительной полярности. Так как напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, в начальный момент времени ток течет через резисторы 6-8 кабеля 5, конденсаторы 10 и 11, диод 12. Конденсатор 11 шунтирует реохорд 9. На входе преобразователя 2 в первом такте создается напряжение . Ц,, =1(Р,+ ---- ), Р2 (1) г 3

Сю7 I ОС„„; Rp С „Ъ 10, (2) где C„1,, С„, — емкости конденсаторов

10и11;

"р — сопротивление реохорда;

7 — постоянная времени переходного процесса в канале связи.

Второй такт измерения производится в момент полного заряда конденсатора 11. Этот момент времени определяется из критерия заряженности конденсатора 11

В четвертом такте по сигналу с блока 4 управления в кабель 5 от генератора 1 тока подается импульс тока отрицательной полярности.. Ток, 50 протекающий по резисторам 6-8, конденсатору IO, части реохорда 9 между токосъемником и первым его выводом, диоду 13, создает на входе преобразователя 2 напряжение

55 1

КгИ +kx)

U,==Т(К„+ (6)

".z+Rs+Rx где R сопротивление неизвестной части реохорда между первым его выводом и токосъемником.

В вычислительном блоке 3 производится определение сопротивления неизвестной части реохорда по алгоритму

Ж Nq)(N2 N2) (7) (1) -И )(N -1) ) Составитель А. Рыб аков

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 1941/27 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

))2 113 )14 коды соответству 10 ющие напряжениям

1> 2 3 Ф

Соотношение (7 ) является решением системы уравнений (1), (4), (5) и (6) относительно сопротивления Rq.

В соотношение (7 ) не входят значения резисторов 6-8 (R„, R2 R ) а также динамические сопротивления диодов R . Кроме того, величины Rp u

R>, входящие в соотношение (7), яв- 20 ляются сопротивлениями различных частей одного реохорда 9, следовательно, погрешность, связанная с изменением сопротивления обмотки реохорда от температуры окружающей сре- я5 ,цы, устранена при обработке, так как один температурный коэффициент сопротивления входит в обе части соотношения (7).

30 .формула изобретения

Устройство для измерения диаметра высокотемпературных скважин, со162 4 держащее генератор постоянного тока, каротажный кабель и датчик-реохорд, токосъемник которого кинематически связан с измерительными рычагами глубинного снаряда, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено преобразователем напряжение-код, вычислительным блоком, блоком управления, двумя конденсаторами и двумя диодами, причем выход преобразователя напряжение-код соединен с .вторым входом вычислительного блока, первый вход которого подключен к первому выходу генератора постоянного тока, первому входу преобразователя напряжение-код и входу блока управления, выход которого соединен с управляющими входами вычислительного блока, преобразователя "напряжение-код" и генератора постоянного тока, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя напряжение-код и через жилу кабеля и первый конденсатор — к первому выводу датчика-реохорда, токосъемник которого соединен с катодом первого диода, второй вывод подключен через второй конденсатор к первому выводу и аноду второго диода, катод которого объединен с анодом первого диода и через оплет.— ку кабеля соединен с первым выходом генератора постоянного тока.