Устройство для измерения азимута скважины

Союз Советскик П ИСАНИЕ ЗОБРЕТЕН ИЯ Свцкапнсткческнк Республик.0 исоединением явки М5,01.80. Бюллетень Мвания описания 18.01.8 еооударстаааиыа кокита 3) Приорите Опубликво долам изооретений и открытийно ата оп ов, В, Н. Пономарев, В. Л. Нех Авторы обретен в и Б. В. Лавров) Заявител мский авиационный институт им. Орджоникидзе(5 РОЙСТ тносится к геом в скважине.для измеренияжашее магнитвые преобразоДанное изобретение едовани ройство ы, соде ррозонд ческим ис Известно усаклона скважиый маятник феатели 1. А также известен инклинометр, содержащий маятник, магнитомодуляционные преобразователи, фазовый детектор, удвоитель частоты, модулятор, блок преоб разования сигналов 2.Недостатками указанных устройств является невозможность непосредственного определения азимута без дополнительных вычислений. Кроме того, данный инклинометр пригоден для измерения азимута лишь при остановке устройства.Однако, на практике возникает необхов процес по сква Цельюовышение нного изобретения является очности и непрерывного изимость измерения азимут епрерывного движения сн 76 (21) 2321326/22-0 ЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТА СКВАЖИНЫ мерения азимуте в процессе движенипибора по скважине. Указанная цель достигается за счеттого, что устройство снабжено измерителем длины кабеля и связанным с нимфазовращателемк который последовательно соединен через удвоитель частоты ифазовый детектор с модулятором, который подключен к блоку преобразованиясигналов.На фиг, 1 - конструктивная схемаглубинной части; на фиг. 2 - принципиальная схема измерительной и регистрирующей части датчика азимута.В скважинном приборе 1 размещеныдва однокатушечных феррозондовых преобразователя 2 и 3, оси чувствительности которых ьзаимио-перпендикулярны,Один из них закреплен в апсидальнойрамке 4, центр тяжести которой смещенэксцентричным грузом 5, другой - в маятниковой зенитной рамке 6, удерживающей ось чувствительности феррозонда709 зв горизонтальной плоскости, Наземное устройство 7 содержит два идентичных кацапа, обрабатыцаюших сигцалы, поступаюшие с феррозоцдовьгх преобразователей, датчик длины кабеля 8, фаэовраша 5 тель 9, Каждый канал состоит из генератора с полосовым фильтром 10, избирательного усилителя 11 настроенного на частоту второй гармоники, фазового детектора 12, удвоителя частоты 13. 10 модулятора 14. Для исключения влияния друг на друга феррозондовых преобразователя каналы работают на различных частотах. Общим для обоих каналов является генератор 15 частоты 400 Й и 15 сдедяшая система, состоящая иэ синуснокосинусцого вращающегося трансформатора 16, блока преобразования 17, включаюшего фазочувствительный усилитель 18, отрабатываюший двигатель 19, ме .хацически связанный через редуктор 20 с ротором 21 врашаюшегося трансформатора 16, К оси ротора 21 закреплена стрелка - указатель 22, перемешаюгцаяся по оцифрованной в градусах шкале, Обмотка возбуждеция 23 двигателя 19 подключена к генератору 15, обмотка управления 24 - к усилителю 18.Устройство работает следуюшим образом, При движении снаряда по искривленной скважине апсидальная рамка 4 грузом 5 непрерывно устанавливается перпендикулярно плоскости наклона,скважины, внутренняя же рамка 6 (эецитный маятник) - по вертикали, ось чувстви- З 5 тельности ферроэонда 3 при этом оказывается лежачцей одновременно в горизонтальной плоскости и плоскости наклона, а феррозонда 2 - перг 1 ендикулярно плоскости наклона. Измерения составляю 4 О шггх магнитного поля Земли на оси феррозондов достаточно для определения аэимута наклонной скважины, Напряжение с генераторов 10 подается по каротажиому кабелю к обмоткам ферроэондовых пре образователей. В магнитном поле Земли в них наводится ЭДС, вторая гармоника которой выделяется избирательным усилителем 11, После усиления напряжение поступает на фазовый детектор 12, ца который также подается напряжение удвоенной частоты с удвоителя 13, Для исключения влияния на показания прибора изменения реактивного сопротивления кабеля предусмотрена автоматическая подстройка фазы в удвоцтеле 13 фазоврашателем 9 по сигналам датчика длины кабеля 8 в зависимости от глубины погружения сна 805 4ряда в скважину. В фазовом детекторесигнал выпрямляется и затем преобразуется в переменный ток частотой400 Гц модулятором 14. В статорцыхобмотках вращающегося трансформатора16, повернутых в пространстве другоотносительно круга на 90 наводитсяЭДС, создающая переменный магнитныйпоток, направление которого совпадаетс положением апсидальцой рамки 4 относительно вектора напряженности магнитного поля Земли. Если ось полюсов ротора21 врашаюшегося трансформатора не перпендикулярца потоку статора, то возникаюшая в обмотке ротора ЭДС подаетсяв усилитель 18 и далее на обмоткууправления 24 двигателя 19, механически связанного с ротором. В процессеотработки ротор устанавливается перпендикулярно потоку статора. При этом псворот стрелки-указателя 22, связаннойс ротором относительно начального .индекса шкалы соответствует азимуту скважицы.Скорость отработки следящей системыза счет увеличения постоянной времениусилителя 18 и передаточного отношенияредуктора 20 выбирается малой. Этопозволяет осреднять случайные колебаниязенитного маятника с феррозондом, возникаюшие при движении прибора по скважине и тем самым увеличить точностьизмерения. Кроме того, следящая системапозволяет непрерывно, в движении измерять азимут скважины, чт увеличиваетпроизводительность труда (современныеицкдинометры измеряют азимут лишьпри остановке прибора),Автоподстройка фазы опорного напряжения в зависимости от длины кабеляуменьшает влияние реактивной составляюшей сопротивления кабеля на показания,что определяет высокую точность измерения и в сверхглубоких скважинах,Предлагаемое устройство обладаетследующими достоинствами;потенциальной возможностью скважинных измерений при высоких температурах, т,к, в скважинцом снаряде отсутствуют электронные узлы;возможностью значительного уменьшения габаритов скважинкой части безснижения точности измерения, т.к. размеры определяются лишь данными ферроэондов,Формула изобрет.ения Устройство для изл 4 ереция азимута скважины, содержащее маятник, магниТираж 626 аз 8728/ ИПИ одписное илнал ППП "Патент", г. Ужг ул, Проектн 5 709805 6томодуляциопныо фаррозондовые преобра- удвоитель частоты и фазовый детекзователи фазовый детектор, удвоитель гор с модулятором, который подключен частоты, модулятор, блок преобразования к блоку преобразования сигналов.сигналов, о т л и ч а ю ш е е с я Источники информации,тем, что, с целью повьпцения точности 5 принятые во внимание при экспертизе и непрерывного измерения азимута и 1. Авторское свидетельство СССР процессе движения прибора по скважине,492649, кл. Е 21 В 47/02, 1974. оно снабжено измерителем длины кабеля 2, Авторское свидетельство СССР и связанным с ним фазоврашателем, ко-250072, кл. Е 21 В 47/00, 1969 торый последовательно соединен через 10 (прототип).