Феррозондовый преобразователь азимута

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалксткческих

Республнк и >956773

/б=" —. г с.

Г .-1

\ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 02.02.81(21) 3242382/22-03

Р4)М. Кл. с присоединением заявки ¹

E 21 В 47/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК622.242 (088. 8) Опубликовано 070982. Бюллетень №33

Дата опубликования описания 07 ° 09 82

l !,, Й,";) li р;! (72) Авторы изобретения

Г.Н.Ковшов и Н.П.Рогатых

11 .; ЕаМI

1 Х11ИЧН:Нйй

Уфимский авиационный институт им. ОрджониктЩЬЙНОТснй

1 (71) 3 а яв итель (54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИ УТА

Изобретение относится к промысловой геофизике и может использоваться для определения магнитного азимута искривленных скважин.

Известна аппаратура для исследования буровых скважин, содержащая датчики, блок выделения тактовых импульсов, модулирующее устройство, каротажный кабель, генератор, . фильтры, усилитель, распределитель, канал регисграции (11 .

Известна телеиэмерительная система для аппаратуры геофизических ис- следований скважин, содержащая датчики, подключенные к частотным преобразователям, пассивный сумматор, выходные лампы, каротажный кабель, фильтры, демодуляционные устройства, регистрирующие устройства (2) .

Недостатками известных устройств являются сложность конструкции и, следовательно, большие размеры скважинноио прибора, что не позволяет испольэовать устройства для исследования скважин малых диаметров.

Наиболее близким к изобретению является феррозондовый датчик азимута, содержащий датчик длины кабеля, фаэовращатель, два одинаковых канала преобразования, состоящих из генератора, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также генератор опорного напряжения, RC-фаэовращатель, два триггера.Шмитта, преобразователь фаза-временной интервал, счетчик, каротажный кабель, два ортогональных феррозонда (31, Недостатком данного устройства является наличие двухпроводного канала связи между скважинным прибором и наземным пультом, что требует применения трехжильного каротажного кабеля и, следовательно, увеличивает стоимость работ, по исследованию геофизических скважин. Кроме этого, устройство имеет сравнительно низкие надежность и точность из-за наличия трех токоподводов (гибких или скользящих), которые повышают трение в опорах рамок феррозондов, что приводит к неточной установке рамок и этим понижает точность измерения азимута.

Цель изобретения - повышение надежности работы и точности измерения азимута при ненулевых зенитных углах.

Укаэанная цель достигается тем, что обмотки феррозондов подключены

956773 тоту генератора 11, фаза выходного напряжения которого пропорциональна азимуту. Напряжения с генератора 11 и фаэовращателя 12 подаются на триггеры Шмитта 13, где преобразуются в сигналы прямоугольной формы, фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту. Сигналы с триггеров

13 подаются на преобразователь фаза-временной интервал 14, формирующий последовательность импульсов с длительностью, пропорциональной аэи-! муту. Далее сигнал с преобразователя 14 поступает на вход счетчика 15, где происходит регистрация и индикация информации.

Ферроэондовый преобразователь азимута отличается от .известных устройств тем, что он позволяет ripoизводить измерение азимута скважины с использованием одножильного каротажного кабеля, что снижает затраты на исследование буровых скважин и способствует уплотнению линии свяэи где И, Х - частоты генераторов 6 каналов преобразования;

К . — амплитуда напряжения генераторов 6, l

Е„ . — амплитуды вторых информационных гармоник, возникающих в обмотках феррозондов 1 и 2,"

KAÄ К- — коэффициенты, зависящие от параметров кабеля 3, > - азимут.

Напряжения вторых гармоник подаются пЬ кабелю к наземному пульту, где выделяются избирательными усилителя- 0 ми 7, настроенными на соответствующие частоты 2ИАи 2%Б. Для исключения влияния на показания устройства изменения реактивного сопротивления кабеля, при его размотке,. предусмотре- 65 параллельно друг к другу и соединены с одним концом кабеля, другой конец кабеля подключен к параллельно соединенным входам избирательных усилителей и выходам генераторов каналов преобразования. 5

На чертеже представлена функцио- . нальная схема феррозондового преобразователя азимута.

Устройство включает в себя скважинный прибор, в котором размещены >0 два однокатушечных ферроэонда 1 и 2, оси чувствительности которых ортогональны. Наземная часть, связанная со скважинным прибором каротажным кабелем 3., содержит датчик длины кабеля 4, фаэовращатель 5, два одийаковых канала A и 5, состоящих иэ генератора 6, избирательного усилителя 7, настроенного на частоту второй гармоники генератора 6, фазового детектора 8, удвоителя частоты 9, модулятора 10, а также генератор опорного напряжения 11, RC-фазовращатель 12, настроенный на частоту генератора опорного напряжения 11., триггеры Шмитта 13, преобразователь фаэовременной интервал 14 и счетчик,15.

Феррозондовый преобразователь азимута работает следующим образом.

Напряжение генераторов 6 подается по каротажному кабелю 3 к обмоткам феррозондов 1 и 2, в которых под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и переменных магнитных потоков наводятся ЭДС 35 вторых гармоник, амплитуды последних пропорциональны синусу и косинусу азимута. Так как обмотки ферроэондов соединены параллельно, то суммарное напряжение на их выводах можно 40 представить в виде (без учета высших гармоник) kA E „ Р WAt «E(5 4, s

«Е,алоэ о 6 2% t

45 йа автоматическая подстройка фазы в удвоителе частоты 9 фазовращателем

5 по сигналам датчика длины кабеля 4, В фазовых детекторах сигналы выпрямляются и затем преобразуются модуляторами 10 в.переменное напряжение.

После модуляторов напряжения, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу азимута, поступают на RCфаэовращатель 12, настроенный на часмежду скважинным прибором и наземным пультом, так как по одной .жиле кабеля осуществляется возбуждение ферроэондов и передача информационных сигналов. Предложенное устройство позволяет повысить точность измерения азимута при ненулевых зенитных углах эа счет уменьшения числа токоподводов. Последнее снижает трение в опорах и позволяет рамке с феррозондами более точно установиться в горизонтальной плоскости. Уменьшение числа токоподводов также повышает надежность устройства. По предварительным лабораторным испытаниям точность измерения азимута с помощью предлагаемого устройства составляет

+1,5 при изменениях зенитного угла о в пределах 0-60О.

Формула изобретения

Феррозондовый преобразователь азимута, содержащий датчик длины кабеля, фазовращатель,два одинаковых канала преобразования, состоящих из генератора, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а токже генератор опорного напряжения, RC-фаэовращатель, два триггера Шмитта, преобразователь фаза-временной интервал, счетчик, каротажный кабель и два ортогональ956773

Составитель И.Карбачинская

Техред Т.Фанта Корректор Н. Король

Редактор М.Дылын

Заказ 6549/16 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных ферроэонда, о т л и ч а ю щ H йс я тем, что, с целью повышения надежности его в работе и точности измерения азимута при ненулевых зенитных углах, обмотки феррозондов подключены параллельно друг к другу 5 и соединены с одним концом кабеля, другой конец кабеля подключен к параллельно соединенным входам избирательных усилителей и выходам генераторов каналов преобразования.

ИстОчники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9250073, кл Е 21 В 47/12, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9290112, кл. Е 21 B 47/12, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 92721562, кл. Е 21 В 47/02, 1979 °