Преобразователь сопротивления датчиков глубинных параметров

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ н двтоФском свидетильствю

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Республик (ti)957116 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29. 12. 80 (21) 3251840/18-21 (51)М. Кл.

G 01 К 17/02 с присоединением заявки №-ГесудаРстакааый комитет (23) Приоритет—

СССР ао делам изобретений и открыткй

Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень № 33 (53) УДК536 531 (088; 8) Дата опубликования описания 07.09.82

Г. Х. Кутлуяров, 10. Д. Коловертнов, В. С. Жевак, Е. С. Дамрин, А. А. Молчанов и В. Б. Черный - "-- -:-,:Й,. .";т," ;1 .

Уфимский нефтяной институт и Всесоюзный научно- .: ;...„ ;.1ст; и сследов атель ски и институт геофизических исследований-акв (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ .ГЛУБИННЫХ IlAPAHETPOB

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для дистанционного преобразования сопротивления резистивных датчиков, находящихся в глубинном снаряде, спускаемом в скважину на одножильном бронированном кабеле.

Известно устройство для преобразования сопротивления резистивных датчиков, содержащее однополюсный переключатель с числом позиций, соответствующим количеству измеряемых точек, подвижные контакты которого соединены с концами проводов линии связи, подключенных другими концами к общим точкам вентилей, входящих в цепочки с резистивными датчиками, причем вторая группа проводов линии связи одними концами подключена к зажиму источника переменного напряжения, другими 2р к общим точкам резистивных датчиков и вентилей упомянутых цепочек (1) ..

Недостатком этого устройства явля-: ется наличие контактного переключа2 теля, что снижает надежность, кроме того, статистическая система уравновешивания не обеспечивает достаточно" го быстродействия устройства.

Известен преобразователь сопротивления датчика, содержащий источник разнополярных импульсов тока, к которому подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, подсоединенный противоположным кон- цом к выводам датчика и образцового резистора, включенных последовательно, а также стабилитроны, включенные параллельно датчику и образцовому резистору, к общей точке соединения которых подключены одноименные выводы стабилитронов (2) .

Однако известное устройство не может быть использовано для получения информации о комплексе, преобразуемых в сопротивления резистивных датчиков глубинных параметров (например, температуры, разности температур, расхо да, давления, проводимости среды, 1О

2S

3 95711 азимута и т. д.) при условии использования одножильного бронированного кабеля в качестве канала связи.

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования и расширения функциональных возможностей преобразователя сопротивления датчиков глубинных параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления датчиков, содержащий источник разнополярных импульсов тока,.к зажимам которого подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, броня другого конца которого подключена к цепочке, состоящей из датчика, параллельно которому включен термокомпенсированный стабилитрон, введены дополнительно и- 1 последовательно соединенных цепочек датчик-стабилитрон, которые включены между первой цепочкой и центральной жилой кабеля, причем напряжение срабатывания стабилитронов последовательно увеличивается от 1-ой цепочки к 12-ой, а выбор опрашиваемого датчика определяется максимальной заданной величиной тока. источника двухполярных импульсов тока в цикле преобразования.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит и соединенных последовательно цепочек, каждая из которых включает в себя резистивный датчик 1-1-1-п параллельно которому

З5 включен, нелинейный-элемент 2-1-2-п с участком ВАХ; параллельным оси токов, например термокомпенсированный стабилитрон. Указанные цепочки соединены с наземной частью одножильным бронированным кабелем с центральной жилой 3 и броней 4, в цепи которой находится источник ЭДС 5, являющийся эквивалентом действия стационарных . электрических полей. Наземная часть

45 состоит из источника 6 тока, предназначенного для генерирования двухполярных импульсов тока прямоугольной формы постоянной длительности и различной амплитуды. К выходным зажимам указанного источника тока кроме ка50 беля подсоединен решающий блок 7.

Устройство работает следующим образом.

Напряжения стаби.пизации стабилитро-55 нов 2 выбираются таким образом, что

Ос U ....-.Ос„. Источником 6 тос» с ка вырабатываются двухполярные импуль6 4 сы тока с амплитудами полуволн ), К ° Ка1 . ° Кп . где вЂ,амплйтуда тока, при котором выполняется неравенство

IRAN Uc» (Є— минимальное сопротивление датчика 1-1);

К»1 — амплитуда тока, при котором выполняется неравенство Ос» с К»IR1 4 Ос, KZI — амплитуда тока, при котором выполняется неравенство

0cz с K>1Rz < Ос5 (Rz минимальное сопротивление датчика 1-2);

К 1 — амплитуда тока, при котором выполняется неравенство

ОсКа К 1RA» (R tL — минимальное co, ðîòèâëåíèå датчика

1-n).

При последовательном опросе датчи-, ков в первом такте рабочего цикла источник 6 вырабатывает двухполярный . импульс тока с амплитудой полуволн

Положительная и отрицательная по-, луволны двухполярного импульса проходят по цепи, содержащей жилу кабеля

З,,датчики 1-1-;1-п, броню кабеля 4.

При этом на зажимах источника 6 тока, а значит и на входе решающего блока

7 появляются напряжения

0„= 1(Р + R<+ Р +...+ Р,) + Е (1) U„= I(R+Р„+ Р +...+Р„) + Е где R — суммарное сопротивление жилы кабеля и его брони;

R -R4 — текущее значение сопро1 тивлений резистивных датчиков 1- 1-; 1- и;

Š— значение ЭДС, .наведенной в броне кабеля за счет естественной поляризации гор »ых пород.

Во втором такте вырабатывается двухполярный импульс с амплитудами полуволн К» 1 (K p 1), при этом на зажимах источника тока появятся напряжения

О, = К,i(Р„ +,+ ...+ Р + E (,)

0 = K(1(R) + R) R2+ + Р„) + Е где Ос»- напряжение стабилизации элемента.

В и такте вырабатывается импульс с амплитудами полуволн Kn» J(K<

957116 6 тока тудами „ луволн KnI (К < > Kn, ) и на вход решающего устройства будут поданы напряжения

5 ъ Кп ) и на зажимах источника появятся напряжения

u = K„ 1(R„+ R>) + u«+

+ О„ +.. п, + E (n) URAL< = Ка R q + Ос + Ucg+- ° Uen +

+ Е (n+1) Кп „1(В, + R(+ R< +...+ Rz)+

Е (n) О

Un h = К„ !а + Rr + R2+.

+ Rn) + Е (n + 1) И, наконец, в последнем (п+ 1)-м - Решая систему уравнений получим такте вырабатывается импульс с ампли- формулу сопротивления датчика к,, ц„„«»Д (ц, ц,)-хц,„11-".(ö ц „-(ц,, 1-хц,„-, К„

kn 1Кп j где К вЂ” порядковый номер. датчика;

Оао = O.

Как видно иэ полученного уравнения

20 преобразования, для вычисления сопротивления датчика достаточно генерирование трех двухполярных импульсов тока. Так, д4я вычисления 111 требует25 ся подать на:: вход решающего блока

I, ( напряжения U, О, О„„Un, О, О вызванные протеканием токов с

t амплитудами 1, К, I, К„l, „соответственно, при этом К„„, Кь, X U <> n < с4

X. U, участвуют в операции вычисле- З, 1 с1 Ь ния как заранее известные постоянные величины.

Таким образом, в, предлагаемом устройстве обеспечивается возможность 3S не только циклического опроса датчиков, как это имеет место в известных устройствах с контактными переключателями, но и возможность их произвольного опроса. Максимальная про- 40 стота глубинной части, высокая точ:ность преобразования за счет исключения влияния на et-o результат неинформативных факторов, наведенных в линии связи вследствие действия стационар- 4з ных электрических полей обеспечивает надежные и точные измерения для комплексного исследования скважин.

Формула изобретения

Преобразователь сопротивления датчиков глубинных параметров, содержащий источник двухполярных импульсов тока, к зажимам которого подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, броня другого конца которого подключена к цепочке, состоящей из датчика, параллельно которому включен термокомпенсированный стабилитрон, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьше" ния погрешности преобразования и расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит и-1 после.довательно соединенных цепочек датчик — стабилитрон, которые включены между первой цепочкой и центральной жилой кабеля, причем напряжение срабатывания стабилитронов последовательно увеличивается от 1-ой цепочки .к 12-ой, а выбор опрашиваемого датчика определяется максимальной заданной величиной тока источника двухполярных импульсов тока в цикле преобразования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 651204; . С 01 К 7/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2821066, 28.09 79

957116

Заказ 6591/33

Тираж .717... 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

Составитель И. Катанова

Редактор Г. Волкова Гехред H.Гергель Корректор М. Шароши