Устройство для электрического каротажа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.1280 (21) 3226640/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 0 06.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 070682

tSS e. Кл.

С 01 V 3/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83 (088.8) Н.В. Матвеева, A.Â. Фил и В.A. Пули (72) Авторы изобретения

Ленинградское отделение изыскательского и научно Гидропроект им. С.Я. проектно-изыскательский у д Гидроп1зоект им. С.Я. Жука (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к области скважинных геофизических исследований и может быть использовано при инженерных изысканиях при строительстве гидротехнических сооружений,для регистрации электрических и температурных параметров грунта, при проведении работ в труднодоступных районах.

Известно устройство, в котором осуществляется последовательное соединение переключателя тока с механическими контактами, включенными между токовыми электродами и коммутатором бесконтактного типа на полупроводниковых управляющих элемен тах (1) .

Однако это устройство обладает небольшой эффективностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для электрического каротажа, включающее источник питания, преобразователь напряжения, выпрямитель, сглаживающий фильтр, приборы регулировки силы тока, набор контрольных шунтов, компенсатор поляризации, генератор управляющих противофазных напряжений; токовый переключатель, измерительные и токовые электроды, измерительный преобразователь напряжения, регистратор и сглаживающий фильтр сигнала.. Устройство может также содержать задающий стабилизатор тока и блоки гальванической развязки (2).

Недостатки такого устройства заключаются в малой эффективности (изза наличия большого объема операций, необходимых при обработкЬ результатов экспериментальных данных), а также невозможности измерений температурных параметров.

Решить эту проблему можно только путем автоматизации процесса обработки экспериментальных данных о применением средств вычислительной техники. Для этого необходимо полученную информацию записать в виде, удобном для ввода в ЭВМ иа наиболее доступном и дешевом носителе, что невозможно при использовании указанных устройств..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, повышение его эффективности за счет применения блока регистрации данных в виде, позволяющем использовать средства вычислительной техники для обработки результатов экспериментальных данных, что позволяет

934419

Устройство .для электрического каротажа питается через стабилизатор

1 напряжения от внешнего источника тока напряжения 15-30 В.

Устройство работает следующим образом.

Стабилизированное напряжение через задающий стабилизатор 2 тока коммутируется токовым переключателем

4 и подается на токовые электроды 5.

Знакопеременное напряжение с измерительных электродов 9 через компенсатор 10 поляризации поступает на измерительный преобразователь 8 напряжения, с выхода которого снимается сигнал постоянного напряжения, сглаживаемый фильтром 11, и подается сократить время и стоимость проведения исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электрического, каротажа, содержащее стабилизатор напряжения, генератор управляющих противофазных напряжений, два блока гальванической развязки, задающий стабилизатор тока, токовый переключатель, токовые электроды, измерительные электроды, соединенные с 10 компенсатором поляризации, который последовательно связан с измерительным преобразователем напряжения и сглаживающим фильтром, и регистратор, при этом первый выход стабилизатора напряжения соединен с задающим стабилизатором тока, второй с генератором управляющих противофазных напряжений, выход задающего стабилизатора тока соединен со входом токового переключателя, выходы которого соединены с токовыми электродами, два выхода генератора управЛяющих противофазных напряжений связаны с блоками гальванической развязки, первые выходы которых подсоединены к токовому переключателю, а вторые вЂ, к измерительному преобразователю напряжения, дополнительно введены усилитель постоянного напжения, интегратор напряжения, ключевой элемент, генератор двух стабильных частот, формирователь импульсов, первый, второй и третий триггеры, логический элемент И и второй регистратор, при этом вход усилителя 35 постоянного тока соединен с выходом сглаживающего фильтра, а первый выход усилителя постоянного тока связаны со входом первого регистратора, второй выход — co входом интеграто- 40 ра напряжения, который через ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напряжения, выход интегратора напряжения соединен с D-входом первого триггера, 4

С-вход которого связан с высокочастотным выходом генератора двух стабильных частот, Q-выход первого триггера соединен с первым входом логического элемента И, а Q-выходс управляющим входом ключевого элемента, низкочастотный выход генератора двух стабильных частот связан со входом формирователя импульсов и

R-входом BToporo триггера, a axon y генератора двух стабильных частот соединен с Q-выходом третьего триггера, Q-выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, R-вход третьего триггера связан с выходом формирователя импульсов, а

С-вход является входом устройства, выход элемента И соединен с С-входом второго триггера, выход которого связан со входом второго регистратора.

На чертеже представлена блок-схема устройства для электрического каротажа.

Стабилизатор 1 напряжения соединен с задающим стабилизатором 2 тока и генератором 3 управляющих противофазных напряжений. Выход задающего стабилизатора 2 тока через токовый переключатель 4 соединен с токовыми электродами 5. Два выхода генератора 3 противофазных напряжений связаны через блоки б и 7 гальванической развязки с токовым переключателем 4 и измерительным преобразователем 8 напряжения. Измерительные электроды 9 через компенсатор

10 поляризации соединены с измерительным .преобразователем 8 напряжения, выход которого через сглаживаю- щий фильтр 11. связан через усичитель

12 постоянного напряжения со входами первого регистратора 13 и интегратора 14 напряжения.

Со входом интегратора 14 напряжения через ключевой элемент 15 также соединен стабилизатор 1 напряжения.

Выход интегратора 14 напряжения соединен с D-входом первого триггера 1б, С-вход которого связан с высокочастотным выходом генератора

17 двух стабильных частот, низкочастотный выход которого подключен к R-входу второго триггера 18 и через формирователь 19 импульсов к

R-входу третьего триггера 20..

Q-вЫход первого триггера 16 подключен к первому входу элемента И 21, другой вход которого подсоединен к

Q-выходу третьего триггера 20, а выход — к С-входу второго триггера 18, у которого Q-выход подключен ко входу второго регистратора 22. Q-выход первого триггера 1б подсоединен к управляющему входу ключевого элемента.

Q-выход третьего триггера 20 подключен ко входу генератора 17 двух стабильных частот. С-вход третьего триггера 20 соединен с источником сигнала Импульс глубины .

934419 далее на вход усилителя 12 постоянного напряжения.

Управление работой токового переключателя 4 и измерительного преобразователя 8 напряжения осуществляется напряжениями, снимаемыми с генерато- 5 ра 3 управляющих противофазных напряжений и подаваемыми через блоки 6 и 7 гальванической развязки на токовый переключатель 4 и измерительный преобразователь 8 напряжения. 10

С выхода усилителя 12 постоянного напряжения усиленный сигнал поступает на входы первого регистратора 13 и интегратора 14 напряжения. С выхода интегратора 14 напряжения медленно нарастающее напряжение, скорость нарастания которого определяется. величиной входного напряжения, поступает на D-вход первого триггера 16, íà C-вход которого подается высокочастотный сигнал от генератора 17 двух стабильных частот, синхронизирующий работу первого триггера 16. Триггер 16 при определенном .уровне напряжения на D-входе меняет свое состояние и появившимся на его

Q-выходе сигналом открывает ключевой элемент 15, через который ко входу интегратора 14 напряжения подключается стабилизированное напряжение от стабилизатора 1 напряжения поляр- ности противоположной напряжению, снимаемому с усилителя 12 постоянноно напряжения. При этом напряжение на выходе интегратора 14 напряжения резко падает до уровня, при котором 35 первый триггер 16 возвращается в исходное состояние, сигнал на его

Q-выходе снимается и ключевой элемент

15 закрывается, отключив стабилизатор 1 напряжения от входа интегра- 4О тора 14.

Таким образом, на выходах первого триггера 16 возникает последовательность импульсов, частота которых линейно зависит от величины .напряже- 45 ния на входе интегратора 14 напряжения, т.е. от величины регистрируемого параметра.

С Q-выхода первого триггера 16 импульс поступает также на один из входов элемента И 21 и проходит на его выход лишь в том случае, когда на его втором входе появляется сигнал с Q-выхода третьего триггера

20, который устанавливается JIHAD!b при поступлении на его С-. вход сигнала Импульс глубины от внешнего источника. Одновременно с этим с

Q-выхода третьего триггера 20 сигнал подается на R-вход генератора 1 7 двух стабильных частот, которым через 1 с разрешается прохождение импульса с низкочастотного выхода генератора 17 двух стабильных частот на вход формирователя 19 импульсов и R-вход второго триггера 18, 65

Импульсом с низкочастотного выхода генератора 17 двух стабильных частот, длительность которого определяется формирователем 19 импульсов, третий триггер 20 по R-входу устанавливается в прежнее состояние и ждет прихода следующего импульса глубины.

Таким образом, импульсы с выхода первого триггера 16 будут проходить через элемент И 21 только в течение

1 с момента .прихода импульса глубины от внешнего источника.

Второй триггер 18, С-вход которого соединен с выходом элемента И 21, преобразует импульсный сигнал в знакопеременный прямоугольной формы, записываемый на магнитную ленту второго регистратора 22.

Частота следования импульсов выбирается в рабочем диапазоне частот второго регистратора 22. Запись производится только в моменты времени, определяемые поступлением импульсов от датчика глубины, что позволяет фиксировать глубину, на которой производятся измерения в скважине, при условии однонаправленного равномерного движения зонда в скважине.

Секундное дозирование сигнала на выходе элемента И позволяет устранить ошибку регистрации, вызванную неравномерностью протяжки магнитной ленты регистратора 22;

Использование предлагаемого устройства позволяет за счет уменьшения численности обслуживающего персонала увеличить эффективность применения аппаратуры и в значительной степени решает проблему снижения трудозатрат на проведение исследрваний благодаря воэможности ыепосредственного применения средств вычислительной тех- ники для обработки полученных экспериментальных данных.

Формула изобретения l

Устройство для электрического каротажа, содержащее стабилизатор напряжения, генератор управляющих противофаэных напряжений, два блока гальванической развязки, задающий стабилизатор тока, токовый переключатель, токовые электроды, измерительные электроды, соединенные с компенсатором поляризации, который последовательно соединен с измерительным преобразователем. напряжения и сглаживающим фильтром, и регистратор, при этом первый выход стабчлизатора напряжения соединен с задающим стабилизатором тока, второй - с генератором управляющих противофазных напряжений, выход задающего стабилизатора тока соединен с входом токового переключателя, выходы которого соединены с

934419

Составитель Н. Журавлева

Редактор Н. Безродная Техред Л.Пекарь Корректор Н. Стец

Заказ 3930/42

Тираж 717 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 токовыми электродами, два выхода генератора управляющих противофазных напряжений соединены с блокамй, гальванической развязки, первые вйходы которых подсоединены к токовому переключателю, а вторые - к из« мерительному преобразователю напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения его эффективности, оно допол- 1О, нительно содержит усилитель постоянного напряжения, интегратор напряжения, ключевой элемент, генератор двух стабильных частот, формирователь импульсов, первый, второй и I5 третий триггеры, логический элемент..

И и второй регистратор, при этом вход усилителя постоянного .тока соединен с выходом сглаживающего.фильтра, а первый выход усилителя постоян-go ного тока соединен с входом первого регистратора, второй выход - с входом интегратора напряжения,который через ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напряжения, выход интегратора напряжения соединен с D-входом первого. триггера, С-вход которого соединен с высокочастотным выходом генератора двух стабильных частот, Q-выход первого триггера соединен с первым входом логического элемента И, а

Я-выход — с управляющим входом ключевого элемента, низкочастотный,выход генератора двух стабильных частот соединен с входом формирователя импульсов и R-входом второго триггера, а вход генератора двух стабильных частот соединен с Q-выходом третьего триггера, Q-выход которого соединен со вторым входом логического элемента И, R-вход третьего триггера соединен с выходом формирователя импульсов, а С-вход является входом устройства, выход элемента

И соединен с С-входом второго триггера, выход которого соединен. с входом второго регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии 9 50-16221, кл. G 01 V 3/18, опублик. 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 507843, кл. G 01 V 3/18, 1971 (прототип) .