Устройство для передачи скважинныхпараметров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и 817234

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.05.79 (21) 2772444/18-25 (51) М. Кл з

Е 21 В 47/12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гееударстлеииык иенитет

СССР ов делан изабрвтвиий и открытий

Опубликовано 30 03 81. Бюллетень № 12 (53) УДК 550.83 (088.8) Дата опубликования описания 31.03.81

Д. Ф. Беспалов, H. Н. Кривко, А. Г. Кушн, H. НЩур енк, Р. А. Резванов, А. А. Старинский и тЦ. Стенйй" А у ."{ fу р"" у н >. j ë Я

Московский ордейа Трудового Краси нЫй,внсотннрт М нефтехимической и газовой промышленности . йгрмаййкина (72) Авторы изобретения (71) Заяви гель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СКВАЖИННЫХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к горной, нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в скважинных приборах, предназначенных для изучения физических полей в горных породах, пересеченных сква-. жиной.

Известно устройство для передачи скважинных параметров на одножильном кабеле, используемое в двухканальных приборах радиоактивного каротажа, в котором нитание прибора осуществляется постоянным током, а передача информации — в виде импульсов различной полярности (1).

Недостаток устройства заключается в том, что .в случае необходимости передачи сигналов управления с поверхности требуется значительное усложнение электрической схемы.

Известно устройство, содержащее схему с симметричными трансформаторами и средней точкой во входных обмотках. Напряжение переменного тока в этом устройстве передается по трех жил ьному кабелю, две жилы которого симметричны относительно третьей и используются для передачи импульсов, в то время как напряжение переменного тока передается одновременно по

2 этим же двум и заземленной жилам. Схема позволяет осуществить передачу разнополярных импульсов одновременно от приемника физического поля и импульса синхронизации. Запуск генераторного блока осуществляется в начале каждого периода сину5 соидального питающего напряжения (2) .

Недостатками этой схемы являются ее непригодность при использовании одножильного кабеля, а также невозможность раздельного питания генераторного и регист1О рирующего блока даже при использовании трехжильного кабеля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи скважинных параметров, в котором используются импульсные трансформаторы, одна из обмоток каждого из них выполнена из двух секций, включенных последовательно и встречно.

Средняя точка между секциями блокирована на корнус конденсатором, величина емкости которого представляет собой достаточно малое сопротивление для импульсных сигналов. Это устройство позволяет работать как с трехжильным, так и с одножильным кабелем. При этом имеется возможность

817234 осуществлять независимое питание генераторного и регистрирующего блоков (3).

Недостатком известного устройства является необходимость создания дополнительного канала связи (импульсного, частотного или по отдельной жиле) для передачи сигналов включения генераторного блока. Кроме того, система обладает низкой помехоустойчивостью из-за значительных помех от напряжения переменного тока, величина которого изменяется в момент передачи полезной информации, что требует ее тщательной подстройки и регулировки при работе. Все это снижает эксплуатационную надежность и метрологическую ценность информации, получаемой с использованием этого устройства.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение его метрологической надежностии.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве„содержащем глубинный прибор, включающий импульсный генератор, блок выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, блок регистрации, наземный прибор, включающий источники постоянного и перемен-, ного тока, схему формирования маркерного импульса и канал связи с двумя включенными последовательно в линию связи импульсными трансформаторами, расположенными в глубинном и наземном приборах, выполненными по схеме со встречно включенными обмотками, глубинный прибор снабжен пороговыми ограничителями, одновибраторами и потенциально-логической схемой И, входы которой подключены к выходам одновибраторов, соединенных через пороговые ограничители с каналом связи, причем выход схемы И подключен ко входу блока выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, а наземный прибор снабжен блоком управления источником переменного тока, подключенным к схеме формирования маркерного импульса.

На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства передачи скважинных параметров.

Устройство содержит скважинный прибор 1 и наземную панель (наземный прибор) 2. Скважинный прибор 1 включает генераторный блок 3 с импульсным потреблением энергии, например, путем ее предварительного накопления на конденсаторе и разрядки последнего во время работы излучающего генератора 3, который включается импульсом блока 4 выделения и формирования импульса, ко входу которого подсоединена потенциально-логическая схема И 5, на входы которой подсоединены потенциальные выходы одновибраторов 6 и 7. Одновибраторы запускаются передним фронтом импульсов пороговых ограничителей 8 и 9 положительной и отрицательной полуволн питающего напряжения. Пороговые ограничители 8 и 9 через конденсатор 10 питания.

Скважинный прибор 1 посредством одножильного (или многожильного) кабеля 16 связан с наземной панелью 2 управления, .которая включает импульсный трансформатор 17, конденсатор 18, дроссель 19, конденсатор 20. ВыСокочастотный сигнал информации (или импульсы малой длительности) снимается с обмотки 21 импульсного трансформатора 17. В наземном приборе имеется схема 22 формирования маркерного импульса, блоки 23 и 24 коммутации. В разрыв цепи 25 питания переменного тока вклю2о чен диодчо-тиристорный мост 26, к управ25

ЗО

55 подключены к выходу двухсекционной обмотки импульсного трансформатора 11, секции которой одинаковы и включены встречно.

Средняя точка заземлена через конденсатор 12, емкость которого обеспечивает малое сопротивление для высокочастотных сигналов информации блока 13 регистрации. Питание всех элементов осуществляется током, поступаюшим через дроссель 14 в блок 15 ляющему входу тиристора 27 подсоединен выход коммутатора 23. Аналогичный мост28 подсоединен также к цепи питания параллельно. В нагрузке моста 28 имеется резистор 29. Тиристор 30 также управляется бло- ком 24 коммутации.

Устройство работает следующим образом.

Постоянный ток поступает через дроссель 19, Обмотки импульсного трансформатора 17, кабель 16, обмотки импульсного трансформатора 1, дроссель 14 в блок 15 питания. который обеспечивает питанием все узлы скважинного прибора. Переменное напряжение по цепи 25 через мост 26 и конденсатор 20 подается в скважинный прибор и через конденсатор 10 в генераторный блок 3, где осуществляется накопление электрической энергии. При этом тиристор 27 открыт, а тиристор 30 закрыт.

Ограничители 8 и 9 формируют из синусоидального напряжения положительные импульсы, передний фронт которых соответствует по времени достижению амплитуды синусоидального напряжения, превышающего порог срабатывания ограничителя 8 или 9. Передним фронтом сформированного прямоугольного импульса запускаются одновибраторы 6 и 7, длительность возбуждения которых должна быть заключена в интервале от 1/2 до 3/4 Т, где Т вЂ” период питающего синусоидального напряжения.

Это необходимо для надежной работы устройства при изменении амплитуды питающего напряжения. Такие изменения будут приводить к временным сдвигам в срабатывании пороговых ограничителей.

С выходов одновибраторов потенциалы подаются на входы потенциально-логической схемы И 5. При этом на входе схемы И всегда отсутствует один либо оба высоких потенциала, следовательно, на ее выходе всегда имеется высокий потенциал. Блок 4

817234 может быть запущен только при изменении потенциала на выходе схемы И 5.

В случае поступления импульса с блока 22 формирования маркерного импульса, блок 23 коммутации закрывает тиристор 27

5 и напряжение питания переменного тока не может поступать в скважинный прибор.

Работа блока коммутации сфазирована таким образом, что выключение тиристора происходит, когда ток питания проходит через нуль. При этом обеспечивается мини- о мальная величина экстратоков. С целью более быстрого окончания коммутационных процессов к каналу связи подключен мост 28, тиристор которого открывается, в результате цепь оказывается за короче иной через небольшое сопротивление 29 на землю.

В результате отключения переменного напряжения в скважинном приборе на выходах одновибраторов появляется высокий потенциал, а на выходе схемы И 5 потенциал становится низким. В результате изменения потенциала на выходе схемы И 5, поступающего в блок 4, последний вырабатывает запускающий импульс. Генераторный блок 3 расходует запасенную энергию на испускание определенного вида излучения (например акустического или ядерного), которое zs регистрируется после взаимодействия с окружающими породами блоком 13 и в виде высокочастотных сигналов передается на поверхность. Снимается эта информация с обмотки 21 импульсного трансформатора 17. Поскольку в этом случае переменное напряжение не передается по каналу связи, помехоустойчивость системы телеметрии hoвышается.

По истечении определенного времени, задаваемого блоком,23 тиристор снова открывается, напряжение переменного тока подается в скважинный прибор, цикл повторяется. Такая цикличность работы требуется в акустическом каротаже, импульсном нейтронном каротаже и т. п.

Технико-экономическая эффективность 4в предлагаемого устройства определяется повышением эксплуатационной надежности, упрощением устройства при использовании одножильного кабеля.

Формула изобретения

Устройство для передачи скважи нных параметров, содержащее глубинный прибор, включающий импульсный генератор, блок выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, блок регистрации, наземный прибор, включающий источники постоянного и переменного тока, схему формирования маркерного импульса и канал связи с двумя включенными последовательно в линию связи импульсными трансформаторами, расположенными в глубинном и наземном приборах, выполненными по схеме со встречно включенными обмотками, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его метрологической надежности, наземный прибор снабжен блоком управления источником переменного тока, глубинный прибор снабжали пороговыми ограничителями, одновибраторами и потенциально-логической схемой И, входы которой подключены к выходам одновибраторов, соединенных через пороговые ограничители с каналом связи, причем выход схемы И подключен ко входу блока выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, а блок управления источником переменного тока подключен. к схеме формирования маркерного импульса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ларионов В. В. Радиометрия скважин.

М., «Недра», 1969, с. 279 — 299.

2. Аванесов В. М., Беспалов Д. Ф., Гольдштейн Л. М. и др. Серийная аппаратура

ИГН-4 для исследования глубоких нефтяных. и газовых скважин методом ИННК. «Сква-. жинные генераторы нейтронов». М., 0НТИ

ВНИИЯГГ, 1973, с. 10 — 37.

3. Авторское свидетельство СССР № 179848, кл. G 01 V 5/00, 1963.

817234

Составитель Н Журавлева

Редактор Ю. Ковач Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 993/42 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

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