Устройство записи-воспроизведениягеофизической информации

 

О П И С А Н И т.- >805237

И ЗОВРИТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04 03,79 (21) 2707650/18 25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (Ы) М. Кл.з б 01 V9/00 ! б 01 У 1/28 !

Гасударственный комитет (53) УДК 55083 (088.8) Опубликовано 15.02.81. Бюллетень ¹ 6 до делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 25.02.81 геофизики (54) УСТРОЙСТВО. ЗАПИСИ-ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к геофизической аппаратуре, предназначенной для исследования скважин, а более конкретно к устройствам записи-воспроизведения геофизической информации в аналоговой форме.

Известно -устройство регистрации геофизической информации, в котором запись ведется в функции глубины, т. е. синхронно со скоростью подъема скважинного прибора, а синхронизация скорости перемещений фотоматериала и скорости подъема сква- . жинного прибора осуществляется с помощькт сельсин-пары 11).

Однако, при увеличении ширины фото« бумаги необходимо увеличение мощностей двигате. ня,:и стандартные сельсины оказываются маломощными, в)озможны пробукси- т5 ровки сельсина и бумаги. Кроме того, прц исследовании скважин комплексными мето- ; дами требуется обеспечение многоканальноВ.; широкоформатной записи геофизической информации двумя и более фоторегистра; торами, а в этом случае стандартные мало-. 26 мощные сельсины совершенно непригодны, Наиболее близким к предлагаемому яв ляется каротажный фоторегистратор, содер .жащий лентопротяжный механизм и циф» ровую следящую систему, содержащую редуктор, электродвигатель, реверснвный счетчик, преобразователь код-аналог, датчик опорных импульсов и датчик ответных импульсов, закрепленный на редукторе элект.родвигателя. В этом устройстве синхронизация скорости подъема скважинного прибора и скорости перемещения фотоматериала осуществляется с помощью указанной. следящей системы, причем датчиком скорости является датчик опорных импульсов. Фоторегистратор может быть использован при воспроизведении каротажных кривых в функции глубины с устройств магнитной записийю

Устройство обладает существенными недостатками.

Цифровая следящая система нереверсивная, т. е. обладает односторонним действием, поэтому фоторегистратор имеет возможность работать только по принципу

«вперед». При проведении, каротажных работ на скважине часто возникает необходимость повторных исследований интересую щих интервалов глубин, причем кривые ка рота жных исследований должны быть точно привязаны но глубине, что с помощью известного .фоторегистратора выполнить

805237 невозможно, так как даже при н:-: пчип счетчика оборотов, механически связ . ного с редуктором, следящая система оказывается полностью неработоспособной при спуске

, скважинного прибора.

Кроме того, импульсная следящая система в комплексе с устройством магнитной зп писи имеет низкую помехоустойчивость.

Например, при случайных пропусках опорных импульсов, поступающих с датчика опорных импульсов илп с магнитной ленты, а .также при появлении импульсных помех различного происхождения в реверсивном счетчике накапливается ошибка, приводящая к ускорению или замедлению вращения электродвигателя и, следовательно, к сбоям синхронизации. В результате возникают накапливающиеся с глубиной скважины погрешности при интерпретации геофизических материалов, особенно выполпешгых в крупном масштабе глубин, например материалов исследования скважин многоканальной аппаратурой пластового наклопомера.

Цель изобретения — увеличение функциональных возможностей устройства записи-воспроизведения геофизической и>гформации при работе в комплексе с вычислительными, считыва1ощими устройствами и устройствами магнитной записи.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее лентопротяжный механизм, связанный через редуктор с электрическим двигателем, усилители, источник питания геофизической агшаратуры, введены два преобразователя угол-фаза, устройство магнитной записи, фильтр опорного напряжения и фазовый детектор, и все элементы соединеньг таким образом„что образуют фазовую следящую систему, работаюгцую в режимах магнитной записи-воснроизведения и прямой аналоговой записи геофизической информации в функции глубины.

Синхронизация записи-воспроизведения по глубине осуществляется сравнением на фазовом детекторе фаз синусоидального опорного сигнала, полученного непосредственно от источника питания переменного тока или с выхода одного из информационных каналов устройства магнитной записи, и синусоидального сигнала с «бегущей»

: (непрерывно перемещающейся при подьеме или спуске скважинпого прибора) фазой, полученного с выхода, первого преобразователя угол-фаза или с выхода сипхроканала устройства магнитной записи. При этом усиленный сигнал рассогласования фаз с выхода фазового детектора управляет направлением и скоростью вращения вала электродвигателя и через редуктор валом второго колп(енсирующего преобразователя угол-фаза и валом лентопротяжного меха низма;

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства записи-воспроизведения

4 геофизической информации; на фиг. 2 и 3— варианты выйолпения преобразователя уголфаза;

Устройство содержит первый преобразователь 1 угол-фаза, устройство 2 магнитной записи, фильтр 3 опорного напряжения, разделительные усилители 4 и 5, второй преобразователь 6 угол-фаза, фазовый детектор 7, усилитель 8 мощности, электродвигатель 9, редуктор 10 и лентопротяжный механизм 11.

Вал преобразователя 1 угол-фаза кинематически, через устьевой ролик или блок; баланс и каротажный кабель, связан со »Ф скважпнным прибором. Вход преобразователя 1 угол-фаза и через разделительный усилитель 4 вход преобразователя 6 уголфаза соединены с источником питания U геофизической аппаратуры переменным током, а выход преобразователя угол-фаза соединен с входом синхроканала устройства 2 магнитной записи и через разделитель20 пый усилитель 5 с первым входом фазового детектора 7. Выход-одного из информационных каналов устройства 2 магнитной записи через фильтр 3 ояорного напряжения и разделительный усилитель 4 соединен с входом преобразователя 6 угол-фаза, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 7. Выход фазового детектора 7 через усилитель 8 мощности соединен с обмоткой управления элуктродвигателя 9. Вал электродвигателя через редуктор 10 механически

«>о связан с валом преобразователя 6 угол-фаза и валом лептопротя>кпого механизма 11.

Устройство работает следующим образом.

При движении сква>кинного прибора вал преобразователя 1 угол-фаза вращается со скоростью, пропорциональной скорости движения скважинного прибора. При этом па выходе преобразователя 1 угол-фаза образуется синусоидальный сигнал постоянной амплитуды, фаза которого пропорциональна угловому поло>кению вала. Измене4о ние фазы происходит 0 — 360 за каждый оборот вала. Таким образом на выходе преобразователя угол-фаза образуется синхроппзпрутощпй сигнал с «бегущей» фазой, причем скорость смешения фазы пропорциональна скорости вращения вала и, следовательпо, скорости движения скважинпого прибора.

В режиме магнитной записи сигнал с

«бегущей» фазой записывается на синхронизирующую дорожку устройства 2 магнитной записи. Одновременно по информационным каналам происходит процесс записи геофизической информации, причем на один из этих каналов производится запись опорного синусоидальпого напряжения, пройорционального напряжению питания — Илит и поступающего из геофизической аппарату: ры совместно или раздельно с информацион. ныльи сигналами (в зависимости от типа аппаратуры и принятого способ передачи

805237 информации). Например, при многоканальной ЧМ-телеметрии опорный сигнал передается совместно с информационными и записывается одновременно с ними на одну дорожку.

В режиме воспроизведения магнитной 5 записи сигнал с «бегущей» фазой с выхода синхросигнала устройства 2 магнитной за- писи через разделительный усилитель 5 по-. ступает на один из входов фазового детектора 7. Одновременно на другой вход фазового детектора через фильтр 3 опорного о напряжения, разделительный усилитель 4 и преобразователь 6 угол-фаза поступает опорный синусоидальный сигнал с выхода одного из информационных каналов устройства 2 магнитной записи. Сигнал рассогла- 5 сования фаз с выхода фазового детектора 7 через усилитель 8 мощности поступает на управляющую обмотку электродвигателя 9.

Вращение вала электродвигателя через редуктор 0 передается на вал преобразователя 6 угол-фаза и устанавливает его в такое ?< углового положение, при котором разность фаз на входе .фазового детектора 7 становится близкой к 90, а сигнал рассогласования на выходе — близким к нулю, т. е. равным ошибке рассогласования следящей системы. При этом фаза опорного сигнала, 25 с точностью ошибки рассогласования, изменяется пропорционально «бегущей» фазе синхросигнала, а вал преобразователя . 6 .угол-фаза н лентопротяжного механизма 11 вращается со скоростью, пропорциональной зв скорости движения скважинного прибора.

В режиме воспроизведения записанная в фуш<ции глубины геофизическая информация может быть выведена не только для аналоговой регистрации, но и для работы совместно со считывающими и вычислитель-: 3> ными устройствами. При этом для цифровой синхронизации может быть использован любой известный накопительный преобразователь фаза-код или счетчик числа оборотов.

4О

Прн проведении геофизических измерений непосредственно на скважине устройство может быть использовано в режимах параллельной нли раздельной записи на магнитный носитель и аналоговый регистратор.

При этом для гальванического разделения:4 входа и выхода синхроканала устройства 2 :

:магнитной записи, а также источника пита-., ния - И щ и выхода фильтра 3 опорного напря>кения служат разделительные усилители 4 и 5, переменное напряжение Ыи г в режиме записи на аналоговый регистратор . о поступает через разделительный усилитель 4 непосредственно на вход преобразователя 6 угол-фаза.

Преобразователь угол-фаза выполняется по одной из двух схем. Например, в виде сельсина, на первичную (роторную) обмотку" которого подано однофазное опорное синусоидальное напряжение, а к трехфааиой: выходной обмотке подключена - резистивноемкостная фазодвигающая цепь (см. фиг. 2).:

Или, например, в виде синусно-косинусного вращающегося трансформатора, на обмотку питания которого подано однофазное опор- ное синусоидальное напряжение, а к последовательно соединенным синусной и косинусной обмоткам подключена резистивно-емкостная фазосдвигающая цепь (см. фиг. 3).

Применение новых элементов и связей между ними выгодно отличает предлагаемое устройство от ызвестного. Устройство относительно просто и реализуется на широко известных и применяемых в геофизическом приборостроении элементах, таких как сель-сины, обладает высокой помехоустойчивостью и позволяет производить точную при вязку геофизической информации к глубине при прямых и повторных исследованиях без потери глубины как в режиме прямой аналоговой записи, так и в режимах магнитной запис и воспроизведения.

Формула изобретения . . Устройство записи-воспроизведения ге-офизической информации, содержащее лен-. топротяжный механизм, связанный через редуктор с электрическим двигателем, усилители, источник питания геофизической аппаратуры, отличающееся тем, что, с целью увеличения фунциональных возможностей, в него введены .два преобразователя уголфаза, устройство магнитной записи, фильтр опорного напряжения и фазовый детектор,причем вход первого .преобразователя уголфаза через первый усилитель, вход второго ,преобразователя угол-фаза соединены с ис точником питания а выход первого преобразователя угол-фаза соединен с входом синхроканала устройства магнйтной записи. и через второй усилитель с первым входом фазового детектора, выход синхроканала устройства магнитной записи соединен через второй усилитель с первым входом фазового детектора, а выход одного из информационных каналов через фильтр опорного напряжения и первый усилитель — с входом второго преобразователя угол-фаза, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, выход фазового детектора через усилитель мощности соединен с обмоткой, управления электродвигателя, а вал второго преобразователя угол-фаза механически связан с выходным валом редуктора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преобразователь угол-фаза выполнен в виде сельсина и резистивноемкостной фазосдвигающей цепи, подключенной к трехфазной выходной обмотке сельсина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заворотько Ю. М. Методика и техника геофизических исследований скважин. М., «Недра», 1974, с. 30 — 34.

2. Авторское свидетельство СССР

Ро 549765, кл. G О! Ч 1/28, 1975 (прототип).

805237

Фиа.у

Составнтель Л. Стреомухова

Редактор М. Келемеш Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ l0643/68 : . Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и от крытнй

1И035, Москва, Ж вЂ” Зб, Раушская иаб., a. 4/5

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