Электроразведочная станция

 

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при проведении работ на нефть и газ. Цель - изобретения повьшение точности измерения компонент электромагнитного поля. В электроразведочную стан1щю, содержапгую несколько измерительных каналов , KOMNryTaTop, переключатель, ЦАП, АЦП, АЛУ, ОЗУ, блок управления и синхронизации , магнитный регистратор, введены два переключателя, два УВХ,. счетчик, схема Ш1Н, операционный усилитель , регистр, сумматор, второе ОЗУ, второй НАЛ и ycTpoficTBo визуализации . Введение новых блоков позволяет с шзить погрешности измерения сигналов, что достигается путем сокращения арифметических операций и введением поправки за счет величины ступени компенсации, а также расши- . рением частотного диапазона измеряемых сигналов до 50-100 кГц. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4176749/24-25 (22) 08.01.87 (46) 30.03 ° 89.Бюл. 1.- 12 (71). Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) С.А.Федотов, А.А.Орехов и А,Г.Абрамов (53) 550.8 (088.8) (56) Хмелевский В.К. Электроразведка.

M;: Изд-во ИГУ, 1984, с. 389.

Авторское свидетельство СССР

У 976418, кл. С 01 U 3/08, 1981. (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ (57) Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при проведении работ на нефть и газ. Цель — изоб1

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при проведении работ на нефть и газ по методам становления поля, магнитотеллурического зондирования, частотного зондирования, вызванных потенциалов.

Цель изобретения — повьппение точности измерения компонент электромагнитного поля.

На чертеже приведена функциональная схема электроразведочной станции.

Электроразведочная станция содержит каналы с магнитостатическим ипи индукционным датчиком 1 и усилителем

2, а также каналы для измерения электрического поля с датчиком 3 и усилителем 4, коммутатор 5 каналов, ретения повьппение точности измерения компонент электромагнитного поля. В электроразведочную станцию, содержащую несколько измерительных каналов, коммутатор, переключатель, ЦАП, АЦП, АЛУ, ОЗУ, блок управления и синхронизации, магнитный регистратор, введены два переключателя, два УВХ, счетчик, схема ИЛИ, операционный усилитель, регистр, сумматор, второе

031, второи ЦАП и чстроиство визуа лизации. Введение новых блоков позволяет снизить погрешности измерения сигналов, что достигается путем сокращения арифметических операций и введением поправки за счет величины ступени компенсации, а также расширением частотного диапазона измеряемых сигналов до 50 †1 кГц. 1 ил.

2 устройство 6 выборки-хранения (УВХ), первый переключатель 7, счетчик 8, схему ИЛИ 9, цифроаналоговый преобразователь (IIAII} 10, УВХ 11, операционный усилитель (ОУ) 12, второй

13 и третий 14 переключатели, ана- лого-цифровой преобразователь (АЦП)

15, регистр 16, сумматор 17, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ)

18, арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 19, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 20, магнитный регистратор 21, цифроана оговый преобразователь (ЦАП) 22, устройство 23 визуализации и устройство 24 управления и синхронизации.

Станция работает следующим образом.

1469489

Электрические сигналы от датчиков 1 и 3 электромагнйтного поля усиливаются входами усилителей 2 и 4 и поступают на коммутатор 5 каналов.

Все измерения разбиты на циклы, каждый цикл разбит на 10 тактов. С первого по восьмой такты обрабатываются сигналы входных датчиков, в девятом такте измеряется уровень 0 и в десятом такте измеряется ступень компенсации входного сигнала.

Коммутатор 5 каналов в каждом такте подключает один из восьми информационных сигналов. Рассмотрим функционирование схемы, йа примере одного канала. Входной сигнал А, поступает на УВХ 6, запоминается в нем и через замкнутые контакты 1-3 третьего переключателя 14 попадает на вход АЦП 15. Первый переключатель

7 в это время выключен во избежание перегрузки ОУ. АЦП 15 преобразует фиксированную величину входного сигнала по всей шкале в 12-разрядный двоичный код, который параллельно поступает в АЛУ 19, а восемь старших разрядов этого кода записываются в регистр 16. Далее первый переключатель 7 замыкает контакты 1-3 и

30 сигнал с выхода УВХ 6 поступает на первый вход ОУ 12, В это время схема

ИЛИ подключает на вход ЦАП 10 8-разрядный код регистра, причем информа.ция поступает на старшие разряды

ЦАП 10, имеющего величину опорного напряжения, равную 10,24 В. С выхода

ЦАП 10 аналоговый сигнал через второй переключатель 13 поступает на второй вход ОУ 12. Таким образом, на входы усилителя подается разностный сигнал, который.не превышает значения младшего разряда ЦАП 10 (40 мВ).

Эта разность усиливается операционным усилителем, коэффициент усиления которога равен 256, и поступает на вход

АЦП 15 через замкнутые контакты 2-3 третьего переключателя 14. Величина коэффициента усиления выбрана из соображений использования полной шкалы преобразователя. Цифровой код преобразованного сигнала также заносится в АПУ 19.

После измерения информации по восьми каналам в девятом такте каж55 дого цикла происходит измерение сум марного нулевого смещения напряжения, Пр измерительного тракта. По команде устройства управления сбрасывается регистр 16, нулевой код через схему

ИЛИ 9 поступает на ЦАП 10. С выхода коммутатора каналов в этом такте на вход УВХ 6 поступает потенциал земли, фиксируется и через замкнутые контакты 1-3 первого переключателя 7 подается на первый вход ОУ 12, на второй вход через переключатель 13 подается выход ЦАП 10, Полученное на выходе усилителя напряжение смещения U, преобразуется АЦП 15 и заносится в АЛУ 19, где в дальнейшем используется для введения поправки в измеряемые величины.

В десятом такте каждого цикла измеряется поочередно каждая ступень компенсации. По командам устройства

24 управления и синхронизации с помощью счетчика 8 и схемы ИЛИ 9 на вход ЦАП 10 в десятом такте каждого

1 цикла подается последовательно код новой ступени (1, 2, 3. ..,256), Допустим, что в начале первого цикла счетчик 8 находится в нулевом состоянии и нулевой код через схему

ИЛИ 9 подается на ЦАП 10. На выходе

ЦАП 10 получим нулевой потенциал, который подается на первый вход УВХ 11 и запоминается в нем. В следующий момент в счетчик 8 добавляется +1 и на входе ЦАП 10 код становится равным 00000001. На выходе ЦАП 10 получим напряжение, равное первой ступени компенсации. С выхода ЦАП 10 через второй переключатель 13 эквивалентный первой ступени потенциал подается на второй вход ОУ 12, а на его первый вход через замкнутые контакты 2-3 первого переключателя 7 потенциал с выхода УВХ 11. Усилитель в 256 раз усиливает разностный сигнал ступени компенсации, и после преобразования на выходе АЦП 15 получается его цифровой эквивалент.

Этот код с выхода АЦП 15 поступает на первый вход сумматора 17 и далее записывается в ОЗУ 18, В следующем цикле измерений сначала в УВХ 11 запоминается величина первой ступени, затем в счетчик 8 добавляется +1 и на вход ЦАП 10 поступает код

00000010. На входе усилителя получается напряжение второй ступени компенсации, которое также измеряется и подается на вход сумматора 17, где оно складывается с предыдущим значением (первой ступенью), и сумма

1469489 записывается в следующую ячеку ОЗУ 18 и т.д, После того, как все 256 ступеней будут измерены, в следующем цикле

5 осуществляется измерение U „. Коммутатор 5 подключает к УВХ 6 прецизионный источник опорного напряжения, УВХ 6 фиксирует его величину, и через замкнутые контакты 1-3 третьего пе- 1ð реключателя 14 оно попадает на вход

АЦП 15, преобразуется и записывается в ячейку ОЗУ 18. Таким образом, в

ОЗУ будут записываться коды следующих измеряемых величин: значения 15 входных сигналов по восьми каналам с датчиков магнитного и электрического полей; величины ступеней компенсации (1-256) ЦАП 10, смещение

Uð, цифровое значение опорного на- 2р пряжения U,.

Все эти величины служат в дальнейшем для введения поправок и вычисления истинных значений измеряемых напряжений от датчиков полей, 25 формула изобретения

Электроразведочная станция, содержащая несколько измерительных ка- ЗО налов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, выходы усилителей соединены с коммутатором, первый переключатель, первый цифроаналоговый преобразователь, арифметическо-логическое устройство, оперативное запоминающее устройство, причем выход оперативного запоминающего устройства соединен с вторым 4р входом арифметическо-логического устройства, блок управления и синхронизации, подсоединенный к коммутатору, магнитному регистратору и арифметическо-логическому устройству, 45 о т л-и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений компонент электромагнитного поля, в нее введены второй и третий переключатели, первое и второе устройства выборки-хранения, счетчик, схема ИЛИ, операционный усилитель, регистр, сумматор, второе оперативное запоминающее устройство, второй цифроаналоговый. преобразова тель и устройство визуализации, причем выход коммутатора соединен с первым входом первого устройства выборки-хранения, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, выход первого переключателя соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединен с вторым входом третьего переключателя, выход которого соединен с первым входом АЦП, выход которого соединен с первым входом регистра выход которого соединен с вторым входом схемы ИЛ1, первый вход которой соединен с выходом счетчика, выход схемы ИЛИ соединен с первым входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первыми входами второго переключателя и второй схемы выборки в хранения, выход которой соединен с вторым вхоцом первого переключателя, а выход второго переключателя соединен с вторым входом операционного усилителя, причем выход аналого-цифрового преобразователя также соединен с первыми входами арифметическо-логическо= го устройства и сумматора, выход сумматора соединен с первым входом первого оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а вь1ход арифметическо-логического устройства соединен с первым входом второго оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с первым входом магнитного регистратора, выход которого соединен с первым входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом устройства визуализации, блок управления и синхронизации соединен с вторыми вхоцами первого и второго устройства выборки-хранения, с входом счетчика, третьим входом схемы ИЛИ, вторым входом первого циф-, роаналогового преобразователя, третьим входом операционного усилителя, вторым входом аналого-цифрового преобразователя, вторым входом регистра, четвертыми входами переключателей, третьим, входом сумматора, вторыми входами первого и второго оперативных запоминающих устройств, второго цифроаналогового преобразователя и устройства визуализации.

1469489

Составитель А.Мягков

Корректор М.Шароши

Редактор А.Огар Техред М.Дидык

Заказ 1358/53 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035) Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патенг", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101,