Автономный каротажный измеритель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмвлмстмческмк

Респубпмк

746093 (6!)- Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.(2.77 (2!) 256!935/22-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5!) М. Кл.е

E 2l В 47/00, Геоударетвеииый комитет

СССР (53) УДК 550.830 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Il0 деиам изобретений и открытий

Дата опубликования описания )7.07.80 (72) Автор изобретения

И. К. Саркисов

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (7I) Заявитель (54) АВТОНОМНЫЙ КАРОТАЖНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ

Устройство относится к области промысловой геофизики, в частности к многоканальной цифровой автономной аппаратуре, предназначенной для каротажа скважин в процессе бурения.

Для каротажа скважин в процессе бурения известны несколько типов автономных устройств.

Известен автономный каротажный измеритель, в котором измеряют переменное напряжение компенсационным способом. Одновременно с набором компенсирующего напряжения формируют двоичный код, который запоминают на ферритовой памяти. С помощью переключателя ферриты перемагничиваются и считываемые импульсы после формирования полают на магнитную головку. Измерение и регистрация одного параметра производятся в одном масштабе (!).

Недостатком этого измерителя является то, что регистрируют один параметр! в одном масштабе.

Известен а втономный измеритель, измеряющий несколько параметров, регистрируемых в неско.чькик масштабах в цифровой форме на магнитный носитель (2).

Для этого использована электромеханическая система переключенчя и сложйый регистратор, что снимает надежность и достоверность измерений: Кроме того, регистрация параметров в небольших масштабах приводит к непроизводительному расходу носителя записи и снижению объема памяти.

Прототипом настоящего устройства явется автономный прибор каротажный цифровой АЦ (3).

Этот прибор основан на компенсационl0 ном принципе измерения переменного напряжения. Набор компенсационного напряжения формируют из полуволн зондирующего тока двоичным кодом и полают на магнит ную головку . Это устройство содержит генератор зондирующего тока, измерительный канал, компенсатор, матрицу сопротивления, двоичный счетчик с ключом и формиро. вателем, блок управления, включающий задающий генератор, делитель, формирователь, ключ и блок задержки, магнитный регистратор-и элементы памяти и управления записью.

Недостатком прибора, рассчитанного на измерение нескольких параметров, является измерение и регистрация параметров толь

746093 ко в одном масштабе н, следовательно, невозможность измерения параметров, изменяющихся в широком лиапазоне (например, большие зонды электрического каротажа).

Данное устройство лишено указанного не« достатка.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерений путем автоматического выбора масштаба.

Цель достигается тем, что в автономный каротажный измеритель, содержащий генераторную цепь, включающую в себя питающие электроды, подключенную через переключатель к шунту, соединенному с ис. точником сигнала, измерительную цепь, включаюц(ую измерительные датчики, соединенные через трансформатор с устройством сравнения, блок передачи опорного сигнала, подключенный к шунту и соединенный с устройством сравнения, матрицей сопротивлений и формирователем, нагруженным через ключ на вход двоичного счетчика, соединенного с матрицей сопротивлений и магнитным регистратором, подключенным также к выходу блока сравнения, а также блок управления с источником питайия, соединенный с источником сигнала и магнитным регистром, введено устройство переключения масштаба регистрации, включенное между трансформатором и матрицей сопротивлений, соединенное также со старшим разрядом лвоичного счетчика и магнитным регистратором.

При этом введенное устройство содержит ключи переключения масштабов, включенные между трансформатором и матрицей сопротивлений, управляющие входы которых подключены к выходу триггера, вход которого совместно с вхолом счетчика подсоединен к выходу старшего разряла двоичного счетчика, при этом выхол счетчика соединен с входом магнитного регистратора.

Регистратор состоит из многоэлектродного зонда каротажа с двумя измерительными (М и N) и несколькими питающими (A4, Аъ Аз, А4 и В) электродами, генератора переменного тока, состоящего из задающего генератора 1 и усилителя 2 мощности, являющегося источником сигнала в цепи питающих электродов, переключателя 3 датчиков, трансформатора 4 компенсатора с первичной 5 и вторичными 6 и 7 обмотками, шунта 8 с отводами 9, формирователя 10 и ключа 11, двоичного (девятиразрядного) счетчика 12 с дополнительной ячейкой десятого разряла 13, матрицы 14 сопротивления, трансформатора 15, ключей 16 — 17 переключения масштабов, устройства 18 сравнения, формирователя 19 опорного напряжения, триггера 20, олноразрялного -счетчика 21, блока 22 залержки, входного регистра 23 памяти, магнитного накопителя 24 с головкой 25 и двигателем 26, блока 27 отключения, делителя 28, ключа 29 питания, цепи 30 задержки, источника 31 питания и датчика 32 включения.

Питающие электроды с шунтом и источ ником сигнала образуют генераторную цепь.

Блок передачи опорного сигнала включает трансформатор 4 компенсатора и формирователь опорного напряжения. В магнитный регистратор входят входной регистр памяти, магнитный накопитель, двигатель, блок задержки, управляющий работой регистратора. Блок управления с источником питания содержит задающий генератор, делитель, ключ питания, цепь задержки и блок отключения..

Устройство работает следующим образом.

Г!осле начала прокачки промывочной . жидкости датчик 32 подключает источник 31 питания к блоку управления (задающий генератор !, делитель 28, ключ 29 питания и цепь 30 задержки). Делитель 28 преобразует гармонический сигнал от генератора 1 в импульсы, слелующие через каждые 16, 26 32, 64 или 128 сек. Через ключ 29 питание поступает в устройство через 16, 32, 64 или 128 сек. После подключения питания в устройстве начинаются перехолные процессы, после завершения которых цепь 30 задержки открывает ключ 1i.

Зондирующий ток от источника 2 сигнала проходит через шунт 9 и электроды, например А4 и В. На электродах NN возникает разность потенциалов, которая через трансформатор 5 поступает на устройство зв 18 сравнения. Напряжение с обмотки 7 трансформатора 4 подводится к матрице 14 сопротивлений. В исходном состоянии с матрицы 14 снимается нулевое компенсирующее напряжение. Это напряжение в противофазе с измеряемым подается на устройство 18 сравнения, куда также подается опорное напряжение с формирователя 19.

После того, как ключ 1! открылся, импульсы, сформированные блоком 10 из полуволн или волн напряжения на обмотке 8 поступают на двоичный счетчик 12. Код со счетчика 12 подается на входной регистр 23 памяти магнитного регистратора и матрицу

14 сопротивления. Ключи в матрице 14 переключают цепи R — 2К, набирая на выходе матрицы компенсирующее напряжение. За каждый период переменного напряжения .(зондирующего тока) происходит ступенчатое увеличение компенсирующего напряжения, Это напряжение, как упоминалось выше, суммируется в противофазе с измеряе© мым. Вначале включен ключ 16 и с вторичной обмотки трансформатора 15 снижается полное измеряемое напряжение (при включении ключа !7 снимается напряжение с, ! /10 обмотки трансформатора 5) . Ключ 16 включен, так как триггер 20 имеет одно ycs тойчивое состояние (ключ !6 открывается по цепи а-a).

В процессе набора компенсирующего напряжения происходит его сравнение с изме746093 " ряемым и при равенстве их с устройства 18 сравнейия поступает сигнал на регистр 23 памяти, цепь сброса счетчика !2, цепь запирания ключа 11 и блок задержки 22. При этом информация со входного регистра 23 памяти передается на головку 25 и записывается на магнитной ленте, счетчик 12 обнуляется, ключ 11 запирается, а блок 22 задержки через небольшой интервал времени включает двигатель 22 на шаговое смещение ленты (при этом переключатель 3 также смещается на следующее положение) .

С блока 22 сигнал подается на цепь задержки, Через время, определяемое цепью задержки, сигнал подается на ключ Il и начинается измерение второго параметра.

Положим теперь, что величина измеряемого параметра превышает диапазон пер15 вого масштаба. Тогда при полнбстью заполненном счетчике 2 компенсация не произойдет и счетчик 12 будет продолжать счет.

Когда состояние дополнительной ячейки будет характеризоваться единицей (счет 512} le триггер 20 перейдет во второе поддерживаемое единицей ячейки 13 состояние, при этом ключ 16 закроется, а откроется ключ 17.

Теперь с компенсирующим напряжением бу. дет суммироваться 1/!О измеряемого. Фактически это означает увеличение диапазона в !О раз (второй масштаб Π— 51!О). В момент компенсации с регистра памяти 23 в головку 25 будет передан двоичный код (диапазон О- — 511) и метка масштаба (увеличение в !О раз). ЗЕ

Если измеряемый сигнал (что практически не может быть) все же превысит компенсирующее напряжение и за второй период счета счетчик 12 переполнится, то второй сигнал с ячейки 13 переведет одноразрядный счетчик 2! в единичное положение, через цепь управления регистром памяти поступит сигнал на завершение процесса измерения (запись «a . ленте переполнения значений счетчика и переход на следующий канал измерения). Это необходимо для предотвра- 4 щения сбоя работы аппаратуры. При считывании записанной информации эта точка будет исключена из измерения.

Рассмотренная система может быть использована для увеличения числа масшта- бов. Например, может быть введен поиск одного из трех или четырех масштабов. В этом случае увеличится число ключей переключения масштабов, разрядность триг; гера 20 и счетчика 21.

Ключи переключения масштабов 16 и 17

50 по схеме показаны в пепи вторичной обмотки входного тра нсформатора, однако они могут быть использованы и в цепи компенсирующего напряжения, но с действием на увеличение величины компенсирующего напряжения в десять раз.

Автономный каротахсный измеритель обладает преимуществами перед известными, так как содержит одно устройство сравнения для всех каналов, в процессе измерений обеспечивается поиск оптимального масштаба для всех каналов и запись только одного значения регистрируемого параметра.

Формула изобретения

1,Автономный каротажный измеритель, содержащий генераторную цепь, включающую в себя питающие электроды, подключенные через переключатель к шунту, соединенному с источником сигнала, измерительную цепь; содержащую измерительные датчики, соединенные через трансформатор с устройством сравнения, блок передачи опорного сигнала, подключенный к шунту и соединенный с устройством сравнения, матрицей сопротивления и формирователем; нагруженным через ключ на вход двоичного счетчика, соединенного с матрицей сопротивлений и магнитным регистратором, подключенным также к выходу блока сравнения, а также блок управления с источником питания, соединенный с источником сигнала и магнитным регистром, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений путем автоматического выбора масштабов, в него введено устройство переключения масштаба регистрации, включенное между трансформатором и матрицей сопротивлений, соединенное также сд старшим разрядом двоичного счетчика и магнитным регистратором.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что устройство переключения масштаба регистрации содержит ключи переключения масштабов, включенные между различными отводами вторичной обмотки трансформатора и матрицей сопротивлений, управляющие входы которых подключены к выходу триггера, вход которого совместно с входом,счетчика подсоединен к выходу старшеrо разряда двоичного счетчика, при этом выход счетчика соединен с входом магнитного регистратора.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 269090, кл. 5а 47/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 226533, кл. 5а 47/00, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2521629/25, кл. 5а, 1977 (прототип) .

746093

Редактор Л. Курасова

Зака1 39 t 3/23

Составитель Л. Воскобойников

Текред К. 11!уфрич Коррейтор H. Григорук

1 ира ж 62б Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 1 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ill ill Патент>, г. Ужгород, ул. Гlроектная, 4