Феррозондовый датчик азимута

 

()802535

ОП ИСАНКЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.02.79 (21) 2721562/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень №5

Дата опубликования описания 15.02.81 (51) М Кл з

Е 21 В 47/02

Гооударстееииый комитет (53) УДК 622.241..7 (088.8) ло делам иаооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Н. Ковшов, А. Н. Сергеев и Н. П. Рог;ггьтх

)М

Уфимский авиационный институт им. рджоникндзе -.. 4

1 (71) Заявитель (54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДАТЧИК АЗИМУТА

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может использоваться для определения магнитного азимута искривленной скважины.

Известен датчик для измерения азимута скважины, содержащий три феррозонда, расположенные под углом 120 в параллельных плоскостях, пересекающих вертикальную ось прибора (1).

Известен также гравитационный инклинометр, содержащий два магнитомодуляционных феррозондовых преобразователя и измерительно-регистрирующую часть прибора (2) .

Недостатком его является невозможность непосредственного определения азимута без дополнительных вычислений.

Известно устройство, содержащее скважинный прибор с двумя однокатушечными феррозондовыми преобразователями, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, наземное устройство, содержащее два индентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также датчик длины кабеля, фазовращатель, ге2 нератор, общий для обоих каналов, следующую систему, состоящую из вращающегося трансформатора, усилителя, двигателя с реду ктором (3) .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, которая определяется статической ошибкой, возникающей при отработке углов рассогласования, когда вращающий момент двигателя соизмерим с моментом сухого трения в опорах ротора сельсина-приемника. Кроме того, недостат10 ком его является сложность конструкции и низкая надежность из-за наличия электромеханических узлов.

Целью изобретения является повышение точности измерений азимута и увеличение надежности датчика.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено RC-цепочкой двумя триггерами Шмидта, последовательно соединенными преобразователем фаза — код и счетчико:1, причем входы триггера Шмидта соединены соответственно с выходом генератора и средней точко" RC-цепочки, которая включена между выходами модуляторов, а выходы триггеров Шмитта соединены с входами преобразователя фаза — код.

802535

t9

Формули изобретения

39

46

На чертеже представлена функциональная схема феррозондового датчика азимута.

Феррозондовый датчик содержит скважинный прибор, на котором размещены два однокатушечных феррозондовых преобразователя 1 и 2, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны. Один из них закреплен .в апсидальиой рамке 3, центр тяжест:. которой смещен эксцентричным грузом 4, другой — в маятниковой зенитной рамке Б, удерживавшей ось чувствительности феррозонда в горизонтальной плоскости

Наземная часть содержит датчик 6 длины кабеля; фазовраШатель 7; два идентичных канала, состоящих из генератора с полосным фильтром 8, избирательного усилителя 9, настроенного на частоту второй гармоники, фазового детектора 10, удвоителя частоты 11, модулятора 12, генератор опорного напряжения 13, общий для обоих каналов, КС-цепочка 14; триггеры Шмидта 15; преобразователь 16 фаза — код; счетчик 17.

Устройство работает следующим образом. При движении снаряда по искривленной скважине апсидальная рамка 3 с грузом 4 непрерывно устанавливается перпендикулярно плоскости наклона скважины,. а внутренняя рамка 5 (зенитный маятник) по вертикали. Ось чувствительности феррозонда 2 при этом оказывается лежашей одновременно в горизонтальной плоскости наклона, а феррозонда 1 — перпендикулярно плоскости чаклона.

Для определения азимута наклонной скважины достаточно провести измерения составляющих магнитного поля Земли на оси феррозондов. Напряжение с генераторов 8 подается по каротажному кабелю к обмоткам феррозондовых преобразователей.

В магнитном поле Земли в них наводится

ЗДС, вторая гармоника которой выделяется избирательными усилителем 9. После усиления напряжение поступает на фазовый детектор 10, на который подается также напряжение удвоенной частоты с удвоителе 11.

Для исключения влияния на показания прибора изменения реактивного сопротивления кабеля при его размотке предусмотрена автоматическая подстройка фазы в удвоитела 11 фазовращателем 7 по сигналам датчика 6 в зависимости от глубины погружения снаряда в скважину. В фазовом детекторе 10

cHf íàë выпрямляется и затем преобразуется модулятооом 12 в переменное напряжение частотой 400 Гц.

После модуляторов два синфазных напряжения, амплитуды ксторых изменяются пропорционально синусу и косинусу азимутального угла, подаются на фазосдвигающую RC-цепочку 14. В средней точке КСцепочки происходит векторное суммирование этих напряжений со сдвигом фазы одного из них нг 90, так что фаза пезультирующего вектора будет равна азимуту. Далее сигналы с генератора 13 и КС-цепочки 14 подаются на триггеры 15 Шмидт-, где пробразуются в сигналы прямоугольной формы, фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту скважины. Сигналы с триггеров Шмитта подаются на преобразователь фаза — код и далее на счетчик, с которого снимается информация в цифровом виде.

В датчике отсутствуют электромехэ и -;ческие узлы (двигатель, вращающийся трансформатор, приборы со стрелочными у казателями) . Это повышает надежность устройства, точность измерений, упрошае конструкцию. Вывод информации в цифровом виде удобен для согласования с вычислительнымч устройствами. Предварительные испытания показали, что точность измерения азимута составляет +0,5 (у известного устройства только +-1,5 ).

Феррозондовый датчик азимута, содержащий маятник, магнитомодуляционные феррозондовые преобразователи, датчи . длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два идентичных канала, состояших из генератора с полозовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, отличаюи(ийся тем, что, с цепью повышения надежности датчика и точности;.:-: прерывного измерения азимута, он снабжен

КС-цепочкой, включенной между выхо; гми мсдуляторов. двумя триггерами Шм:.д— та, по,едовательно соединенными преобразователем фаза — код и счетчиком, —:.ричем входы триггеров Шмидта соединены .оответственно с выходом генератора и средней точкой RC-цепочки, а выходы триггеров

Шмидта соединены с входами преобразователя фаза — код.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 605950, кл. Е 21 В 47/02, 975.

2. Авторское свидетельство СССР № 250072, кл. Е 21 В 47/00, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 23021326, кл. Е 21 В 47/02, 1976.

802535

Составитель И. Карбаwннская

Редактор T. Рожкова Те ред А. ho éêàñ Корректор A. Ива н

Заказ 10068/40 Тираж 638 Подписное

BHHИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4