Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет повысить точность измерений при больших углах наклона скважины. В корпусе преобразователя (П) на трех взаимно перпендикулярных осях маятников установлены первичные П 2-4 углов поворота. Выходы П 2 и 3 подключены через детекторы 5 и 6 к входамкомпараторов .8 и 9, к вторым входам которых подключен источник 7 опорного напряжения. оо ю СХ5 4 СО 14)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2

„„SU„„132849 (51)4 Е 21 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1153050 (21) 4045178/22-03 (22) 28.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. к- 29 (7 1) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (72) Г.В. Миловзоров, P.A. Султанаев, Г,В, Коган, О.Н. ШтанЬко, В.Н. Якин и А.Н. Сергеев (53) 622.243,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1153050, кл. Е 21 В 47/02, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАКЛОНА СКВАЖИНЫ

И УГЛА УСТАНОВКИ ОТКЛОНИ"..ЕЛЯ БУРОВОГО

ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к промыс-. ловой геофизике и позволяет повысить точность измерений при больших углах наклона скважины. В корпусе преобразователя (П) на трех взаимно перпендикулярных осях маятников установлены первичные П 2-4 углов поворота. Выходы П 2 и 3 подключены через детекторы 5 и 6 к входам. компараторов .8 и 9, к вторым входам которых подключен источник 7 опорного напряжения.

13284

Выходы П 2-4 cootHeTcTBe подключены к информационным входам коммутаторов (К) 11 и 12., Выход К 12 подключен к одному из входов K 14.

Выход К 14 подключен через последовательно соединенные детектор 15, фильтр 16 низких частот, П 17 постоянное напряжение — временной интервал, логический элемент И 18 и двоичный счетчик (ДС) 19 к первому входу блока 20 формирования выходного кода.

К входам ДС 19 через последовательно соединенные делитель 22 частоты и

ДС 23 и элемента И 18 непосредственно подключен генератор 21 прямоугольных импульсов. Дополнительно П снабжен четвертым К 13 и третьим компа97 ратором 70 входами соединенным с выходами детекторон 5 и 6. Выходы компараторов 9-10 подключены к адресным входам К 11-13 и к третьему входу блока 20. К информационньгм входа» К 13 подключены выходы П 3 и

К i1, а к выходу — вход К 14. В зависимости от изменения показаний

П 2-4 переключаются К 11 — 13 и пропускают на К 14 сигналы либо с П 2 и 3, либо с П 3 и 4. В блок 20 поступают три двоичных кода: информационный с ДС 19 и распознавательные с

ДС 23 и компараторов 8-10, которые записываются как одно машинное слово.

3а одно измерение в блоке 20 регистрируются два слова. 1 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике, может быть использовано для определения наклона скважин и положения отклонителя бурового инструмента и является усовершенствованием изобретения по авт. св.

И - 1153050.

Цель изобретения — повышение точности измерений при больших углах наклона скважины.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента содержит генератор

1 возбуждения, первичные преобразователи 2-4 (ПП) углов поворота, 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 выходам ПП 2 и 3, источник 7 опорного напряжения (ИОН), компараторы 8 и 9, первые входы которых подключены к детекторам 5 и 6 а вторые входы — к ИОН /, компаратор l0 входы которого подключены к детек- торам 5 и 6, коммутаторы 77-14, выходы коммутаторов 12 и 13 подключены к информационным входам коммутатора 14. К информационным входам

2 коммутаторов 11 è 13 подключены выходы ПП 2-4 в следующем порядке: первый ПП 2 — к первому, второму и четвертому входам коммутатора 11; третий

5 ПП 4 — к второму, третьему и четвертому входам коммутатора 12, Выход коммутатора 11 подключен к первому, второму и третьему информационным входам коммутатора 13, к четвертому инфорМационному входу коммутатора 13 подключен второй ПП 3.

Выход коммутатора 14 через последовательно соединенные детектор 15, фильтр 16 низких частот (ФНЧ), преобразователь 17 постоянное напряже.ние — временной интервал подключен к первому входу логического элемента (ЛЭ) И 18, выход которого подключен к входу первого двоичного счетчика

79 выход которого подключен к первому входу блока 20 формирования выходного кода, а к второму входу ЛЗ И 78 подключен выход генератора 21 прямоугольных импульсов, последний также под25 ключен через делитель 22 частоты к входу второго двоичного счетчика

23, который в свою очередь подключен к управляющему входу коммутатора 14 и второму входу блока 20 формирования выходного кода, Лдресные входы коммутаторов 11 и 12 соединены параллельно и подключены к выходам компараторов 8 и 9. Выходы компараторов 8

1328497 и 10 подключены к адресным входам коммутатора 13, выходы компараторов

8-10 объединены в шину и подключены к третьему входу блока 20 формирования выходного кода.

Преобразователь работает следующим образом.

При реальном положении прибора в скважине углы поворота ПП 2-4 связаны 10 с искомыми углами наклона Е и установки отклонителя бурового инструмента с зависимостями

40 зiп q tge; 15

tg /Зг cos LI tg В >

tg, = tg q.

При этом в начальном положении (e = О, ч = 0) ось вращения первого маятника находится в плоскости накло- 20 на скважины, а угол поворота третьего

ПП 4 равен нулю. При малых углах наклона скважины (8 = 5 — 10 ) устанавливающий момент третьего маятника, являющийся произведением плеча на 25 проекцию силы тяжести на ось> перпендикулярную оси вращения, является неэффективным, поскольку величина последней близка к нулю, и поэтому погрешность измерения др с уменьшением gp угла 8 до нуля возрастает по гиперболе до бесконечности.

Аналогично погрешность дд возрастает с увеличением угла наклона в окрестностях точек = О и = 180, 35 д г — в окрестностях точек = 90 и

270, и в то же время в промер жутках О (ч (90 90 ((180

180о c (270" и 270 (ð (360 юг "ри (зг .при p > р

Сигналы, пропорциональные углам и р, с ПП 2 и 3 через детекторы

5 и 6, где происходит их преобразование в постоянное напряжение, по- 45 ступают на первые входы компараторов 8 и 9, на вторые входы которых поступает опорное напряжение с ИОН 7

Компараторы 8 и 9 и ИОН 7 настроены так, что при входном сигнале компара- торов 8 и 9, превышающем некоторый заранее выбранный уровень Б.„, соответствующий выходному сигналу ПП 2 и

3 при углах, например, я „= 10, происходит переключение компаратора 8 или 9 в состояние "1". Сигналы с детекторов 5 и 6 поступают также на компаратор 10, который при p 7 р, пе- реключается в состояние "1".

При малых углах наклона скважины (p . р ) компараторы 8 и 9 находят1 ся н состоянии О" и на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 0-0, что соответствует подключению к выходу коммутаторов 11 и 12 первого входа р . Компаратор 10 о при р"., p находится в состоянии

"О", а при р, < р, — в состоянии "1", и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 0-0 или 0-1, что соответствует подключению к выходу коммутатора 13 первого или второго входов В, и В, к которым подключен

1> выход коммутатора 11 ° При этом на информационные входы Вр и В, коммутатора 14 поступают сигналы р и ! с ПП 2 и 3.

При больших углах наклона скважины, например », -. p (p (p „ ), компаратор 8 переключается в состояние

"1" и на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 0-1, что соответствует подключению к выходу коммутатора 11 и 12 второго входа В . Компаратор 10 находится в состоянии "О" и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 1-0, что соответствует подключению к выходу коммутатора 13 третьего входа В, соединенного с вьгходом коммутатора

11, при этом на информационные входы

В и В коммутатора 14 поступают

Р сигналы р, и р„с ПП 2 и 4, а ПП 3 исключается, так как его погрешность значительна. Соответственно исключается ПП 2 при р ) pð„(р, (Po„)> при коде адреса коммутаторов 11 и 12

1 О и коде адреса коммутатора 13

Π— 1.

При углах наклона скважин, когда

Ф„ (рр и, г,„, компараторы 8 и 9 находятся в состоянии "1", на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 1 — 1, что соответствует подключению к выходам коммутаторов

11 и 12 входов В . При этом, если

p„ > > компаратор 10 находится в состоянии "О" и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 1-0, что соответствует подключению к выходу коммутатора 12 третьего входа

Вг, который соединен с выходом коммутатора 11. При этом на информационные входы В и В„ коммутатора 14 р поступают сигналы р„ и р с ПП 2 и 4.

В случае, если р, : p,„, компаратор

10 переключается в состояние. "1"

28497 6 (((ий собой дво(лчный код сос тояния коммутатора 14, поступает в блок 20 формирования вь(ходного кода. Кроме

0 того, на третий вход последнего поступает сигнал с компараторов 8-10. представляющий собой распознавательный код входньп". сигналов, Таким образом, в блок 20 формирования выходного кода поступают три

1g. двоичных кода: один информационный с первого двоичного счетчика 19 и два распознавательных с второго двоичного счетчика 23 и компараторов 8-10, которые записываются как одно машинное слово. 3а одно измерение в блоке формирования выходного кода регистрируются два машинных слова. и на адресных входах коммутатора

13 присугствует к;->д 1-1, при этом к выходу коммутатора 12 подключается четвертый вход В который соединен

9 с ПП 3. При этом на инфоймациопнь(е входы В, и В., коммутатора 14 посту пают сигналы р,, и / . с ПП 3 и 4.

Преобразование сигналов, посту-пающих на информационные входы ком-мутатора 14, происходит следующим образом.

На управляющий вход коммутатора

14 с второго двоичного счетчика 23 поступают последовательнo управляюIi(Hp кОды с помОщею КОторых комму татор 14 обеспечивает последовательную передачу на выход входных сигналов,, которые, проходя через цетектор 15, ФНЧ 16, преобразователь 17 постоянное напряжение — временной интервал и преобразуясь во временные (лнтерналы, поступают на первый вход

ЛЭ К 18 на вгopoi! вход KoTopoio no ступают тактовые импульсы с генератора 21, а с выхода ЛЭ И 18 на вход

IIepIJOI 0 g(BOHHIIOI 0 (. "He7-IHI<:а 19 ступают пачки тактовых импульсов, пропорциональных входньп сигналам, количество которь1х подс п".тывается первым двоичнь м счетчиком 19 и., преобразуясь в Двоичный коц, поступает на.первый вход блока 20 форгли-рования выходного кода, Одновреме :-.но с генератора 21 на

BxOJ(J(BJJHTPJJPi 22 тактовые и.лпулъсы, частота которых делится ДО частОты,,необходимОй для переключения вт0pGI O,цвоичного счетчика ?3 управляюш=го переключением коммутатора 14, Час:тота переключения

Формула изобретения

Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента по авт. св. ¹ 1153050, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при больших углах наклона скважины, он дополнительно снабжен третьим компаратором и четвертым коммутатором, причем входы третьего компара"Q тора подключены соответственно к выходам первого и второго детекторов, выходы третьего и первого компараторов соединены с третьим входом блока формирования выходного кода и с адресными входами четвертого коммутатора, к первому, второму и третьему информационным входам которого подключен выход первого коммутатора, четвертый информационный вход соединен с вьгходом второго первичного преобразователя, при этом выход четвертогс коммутатора подключен к первому информационному входу третьего коммутатора. последнего определяется временем. необходимым лля 07T çoñà вхоцных сигH3лов с ПП 2-4. Сигнал с выхода второго двоичкого счет .ика 23, представляюСоставитель Л, Рыбаков

Техред Х..Сердюкова

Редактор И, Горна:

Корректор В . Бутяга

Заказ 3462/35 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Гогударственного gol :итета СССР

ПО вi JIGII изобретений и сткрь(тий

1,30(5,. i"oñêâà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул, Проектная, 4