Автономный инклинометр

 

Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет увеличить межрегламентный ресурс и повысить надежность работы инклинометра при определении угловых параметров траектории скважины. В корпусе (К) размещены преобразователи 2 и 3 углов, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, энергонезависимый репрограммируемый блок (Б) 6 памяти и Б 7 управления, связанный через таймер 14 с автономным источником 8 питания. Источник 8 выполнен в виде порогового элемента 12 и последовательно соединенных виброиндукционного генератора (Г) 9, детектора 10, Б 11 накопительных конденсаторов и Б 13 стабилизации питающих напряжений. При этом Г 9 выполнен в виде двух обмоток, соосно закрепленных в К, и постоянного магнита осевого намагничивания. Магнит расположен между обмотками на подвижном стержне, который размещен в опорах скольжения вдоль оси К. При движении К колебания магнита приводят к возникновению в обмотках электродвижущей силы. Напряжение с Г 9 детектируется в детекторе 10 и через Б 11 поступает в Б 13 и далее к шинам питания узлов и Б инклинометра. Измеренная информация из Б 6 на поверхности выводится в наземный пульт, в котором реализуется алгоритм вычислений угловых параметров в соответствии с сигналами от преобразователей 2 и 3. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУБЛИК

А1

„.80„„161 (51)5 Е 21 В 47/02

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4636888/23-03 (22) 02. 12.88 (46) 23.12.90. Бюл. Ф 47 (71) Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (72) Г.В.Миловзоров, M.À.Ураксеев, О.Н.Штанько и И.M.Смирнов (53) 622.242 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 903565, кл. E 21 В 47/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1078040, кл. E 21 В 47/02, 1982.

2 (54) АВТОНОМНЫЙ ИНКЛИНОМЕТР (57) Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет увеличить межрегламентный ресурс и повысить надежность работы инклинометра при определении угловых параметров траектории скважины. В корпусе (К) размещены преобразователи 2 и 3 углов, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 5, энергонезависимый репрограммируемый блок (В) 6 памяти и

Б 7 управления, связанный через тай3 1615 мер 14 с автономным источником 8 пита ия. Источник 8 выполнен в виде по огового элемента 12.и последоват ьно соединенных виброиндукционно5

ro генератора (Г) 9, детектора 10, Б 11 накопительных конденсаторов и Б l13 стабилизации питающих напряжений, Пр этом Г 9 выполнен в виде двух об отак, соосно закрепленных в К, и постоянного магнита осевого намагничива ия. Магнит располажЕн между обмо ками на подвижном стержне, кот ый размещен в опорах скольжения

348 вдоль оси К. При движении К колебания магнита приводят к возникновению в обмотках электродвижущей силы. Напряжение с Г 9 детектируется в детекторе 10 и через Б 11 поступает в Б 13 и далее к шинам питания узлов и Б инхлинометра. Измеренная информация из Б 6 на поверхности выводится в наземный пульт, в котором реализует ся алгоритм вычислений угловых параметров в соответствии с сигналами от преобразователей 2 и 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к промысла" 20 в геофизике и предназначено для опр еления угловых параметров:пространственной ориентации траектории с кважины.

Пель изобретения — увеличение . 25 м4жрегламентного ресурса и повышение надежности работы,.

На фиг.1 приведена функциональная схема автономного инклинометра на фиг.2 — схема виброиндукционнога генератора.

Автономный инклинометр (фиг.1) с держит корпус, в котором размещенф датчики 1 углов пространственной о иентации в виде ферроэондового пре- 3 ° о раэователя. 2 азимута и преобразов теля 3 зенитного и визирного углов, крторые подключены к информационньм в одам коммутатора 4. Выход коммутатрра 4 через аналого-цифровой преоб- О

1 азователь (АЦП) 5 подключен к входу узла хранения измерительной информай ии, который выполнен s виде энергонезависимого репрограммируемого .бло1 а 6 памяти. В состав инклинометра ходят также блок 7 управления, ав» фономный источник 8 питания, выполненный в виде виброиндукционного генератора 9, детектора 10„. блока 11 какоФительных конденсаторов, порогового

Элемента 12 и блока 13 стабилизации Митающил напряжений, выходы которо го подключены к шинам питания узлов блоков инклинометра. Генератор 9, Детектор 10, блок 11 и блок 13 последовательно соединены между собой. С блоком 11 через пороговый элемент

12 связан вход таймера 14, а вход блока 7 управления через таймер 14

1 связан с автономным источником 8 питания. Выходы блоха 7 управления соединены с управляющиьм входами коммутатора 4 и блока 6 памяти.

Знергонезависиый репрограммируемый блок 6 памяти выполнен на базе серийных интегральных схем, в качестве которых могут быть использованы

К1601РР1 с электрической записью и стиранием ю

Виброиндухцианныч генератор (фиг.2) выполнен в виде двух обмоток 15, соосно закрепленных в корпусе 16 инклинометра, и постоянного магнита 17 осеI нога намагничивания . Магнит 17 расположен между обмотками 15 на подвижном стержне 18, который подпружинен относительно корпуса 16 пружиной 19 и размещен в опарах 20 скольжения вдоль оси корпуса 16.

Автономный инклинометр работает следующим образом.

Перед спуском прибора в скважину посредством внешнего наземного пульта ! осуществляется с-бнуление блока 6. Затем инклинометр транспортируется в забой. В процессе неравномерного движения вниз на корпус 16 инклинометра воздействуют внешние механические воэ" мущения с переменной частотой f, ков торые воспринимаются виброиндукционным генератором 9. При этом подвижная система генератора 9 образованная стержнем 18 с магнитом 17, опорами 20 и пружиной 19, совершает сложные колебания которые содержат частоты Вы иул;ценных и собственных составляющих.

Колебание магнита 17 относительно обмоток 15 обусловливает изменение магнитного потока, пронизывающего конту1615348

20

40 ра обмоток и, соответственно, приводит к возникновению в обмотках ЭДС.

Напряжение, снимаемое с генератора 9 детектируется в детекторе 10 и поступает в блок 11. При достижении заданного уровня напряжения в блоке 11 через пороговый элемент 12 отрабатывается управляющее воздействие на вход таймера 14. Параллельно напряжение с блока 11 поступает на вход блока 13 и далее к шинам питания узлов и блоков инклинометра, обеспечивая тем са— мым весь дальнейший процесс работы инклинометра.

Таймер 14 с момента поступления на

его вход управляющего воздействия от порогового элемента 12 начинает отсчет времени, равного или большего времени транспортирования инклинометра в забой. По истечении;; данного времени таймер 14 отрабатывает на вход блока 7 старт-импульс "Начало измерения", Начиная с этого момента, через равные интервалы времени блок

7 отрабатывает программу измерений, включающую последовательный опрос сигналов преобразователей 2 и 3, датчиков 1, их коммутацию посредством коммутатора 4 на вход АЦП 5, аналогоцифровое преобразование в АЦП 5 и запись в блок 6. В процессе неравномер— ного движения корпуса 16 инклинометра вверх генератор 9 и источник 8 питания в целом, аналогично его работе при движении вниз, обеспечивают электроэнергией узлы и блоки инклинометра.

После извлечения инклинометра из екважины посредством внешнего наземного пульта записанная информация из блока 6 поступает в компьютизированный наземный пульт, в котором реализуется заданный алгоритм вычислений искомых угловых параметров пространственной ориентации траектории скважины в соответствии с измеренными сигналами с преобразователей 2 и 3 в блоке датчиков 1 инклинометра.

Предлагаемый инклинометр за счет использования механической энергии неравномерного движения инклиномет" ра по стволу скважины позволяет уве-.

I личить межрегламентный ресурс инклинометра. По сравнению с известным инклинометром отпадает необходимость применения сменных гальванических элементов, что повышает надежность работы инклинометра.

Формула изобретения

1. Автономный инклинометр, содержащий корпус, в котором размещены датчики углов пространственной ориентации в виде ферроэондового преобразователя азимута и преобразователя зенитного и визирного углов, подключенных к информационным входам коммутатора, выход которого через аналогоцифровой ., преобразователь подключен к входу узла хранения измерительной информации, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и узла хранения измерительной информации, а вход блока управления через таймер связан с автономным источником питания, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения межрегламентного ресурса и повышения надежности работы, автономный источник питания выполнен в виде порогового элемента и последовательно соединенных виброиндукционного генератора, детектора, блока накопительных конденсаторов и блока стабилизации питающих напряжений„ выходы которого подключены к шинам питания узлов и блоков инклинометра, а вход таймера через пороговый элемент связан с блоком накопительных конденсаторов, при этом узел хранения измерительной информации выполнен в виде энергонезависимого репрограммируемого блока памяти.

2. Инклинометр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что виброиндукционный генератор выполнен в виде двух обмоток, соосно закрепленных в корпусе, и постоянного магнита осевого намагнйчивания, расположенного между обмотками на подвижном подпружиненном относительно корпуса стержне, который размещен в опорах скольжения вдоль оси корпуса.

1615348

Составитель А.Цветков

Редактор И.Горная Техред Л.Олийнык Корректор С.Шевкун

З кза 3970 Тираж 488 Подписное

| %

В ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

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