Феррозондовый датчик азимута

(и)802535 ОП ИСАНКЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликпо делам иаооретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Г. Н. Ковшов, А. Н. Сергеев и Н, П. Ро)тгвтх- -- -" Уфимский авиационный институт им. рджоникндзе.1(54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДАТЧИК АЗИМУТА Изобретение относится к области промысловой геофизики и может использоваться для определения магнитного азимута искривленной скважины.Известен датчик для измерения азимута скважины, содержащий три феррозонда, расположенные под углом 120 в параллельных плоскостях, пересекающих вертикальную ось прибора 1.Известен также гравитационный инклинометр, содержащий два магнитомодуляционных феррозондовых преобразователя и измерительно-регистрирующую часть прибора 2 .Недостатком его является невозможность непосредственного определения азимута без дополнительных вычислений.Известно устройство, содержащее сква. жинный прибор с двумя однокатушечными феррозондовыми преобразователями, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны, наземное устройство, содержащее два индентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также датчик длины кабеля, фазовращатель, ге 2нератор, общий для обоих каналов, следующую систему, состоящую из вращающегося трансформатора, усилителя, двигателя с реду ктором 3 .Недостатком этого устройства являетсянизкая точность измерений, которая определяется статической ошибкой, возникающей при отработке углов рассогласования, когда вращающий момент двигателя соизмерим с моментом сухого трения в опорах ротора сельсина-приемника. Кроме того, недостат ком его является сложность конструкции инизкая надежность из-за наличия электро- механических узлов.Целью изобретения является повышениеточности измерений азимута и увеличение надежности датчика.15Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено КС-цепочкой двумя триггерами Шмидта, последовательно соединенными преобразователем фаза - код и счетчико:1, причем входы триггера Шмидта сое 2 о динены соответственно с выходом генератора и средней точкой КС-цепочки, которая включена между выходами модуляторов, а выходы триггеров Шмитта соединены с входами преобразователя фаза - код, 802535ФО 1 Э 20 Формули изобретения 39 35 46 45 56 На чертеже представлена функциональная схема феррозондового датчика азимута.Феррозондовый датчик содержит скважинный прибор, на котором размещены два однокатушечных феррозондовых преобразователя 1 и 2, оси чувствительности которых взаимно перпендикулярны. Один из них закреплен в апсидадьной рамке 3, центр тяжест:. которой смещен эксцентричным грузам 4, другой - в маятниковой зенитной рамке 5, удерживавшей ось чувствительности феррозанда в горизонтальной плоскости Наземная часть содержит датчик 6 длины кабеля; фазоврашатель 7; два идентичных канала, состоящих из генератора с полосным фильтром 8, избирательного усилителя 9, настроенного на частоту второй гармоники, фазового детектора 10, удвоителя частоты 11, модулятора 12, генератор опорного напряжения 13, общий для обоих каналов, КС-цепочка 14; триггеры Шмидта 15; преобразователь 16 фаза - код; счетчик 17.Устройство работает следующим образом. При движении снаряда по искривленной скважине апсидальная рамка 3 с грузом 4 непрерывно устанавливается перпендикулярно плоскости наклона скважины, а внутренняя рамка 5 (зенитный маятник) по вертикали. Ось чувствительности феррозонда 2 при этом оказывается лежашей одновременно в горизонтальной плоскости наклона, а феррозонда 1 - перпендикулярно плоскости чаклана.Для определения азимута наклонной скважины достаточно провести измерения составляющих магнитного поля Земли на оси феррозондов. Напряжение с генераторов 8 падается по каротажному кабелю к обмоткам феррозондовых преобразователей. В магнитном поле Земли в них наводится ЗДС, вторая гармоника которой выделяется избирательными усилителем 9. После усиления напряжение поступает на фазовый детектор 10, на который подается также напряжение удвоенной частоты с удвоителе 11. Для исключения влияния на показания прибора изменения реактивного сопротивления кабеля при его размотке предусмотрена автоматическая подстройка фазы в удвоитела 11 фазовращателем 7 по сигналам датчика 6 в зависимости ат глубины погружения снаряда в скважину. В фазовом детекторе 10 сигнал выпрямляется и затем преобразуется модулятооом 12 в переменное напряже.ние частотой 400 Гц.После модуляторов два синфазных напряжения, амплитуды ксторых изменяются пропорционально синусу и косинусу азимутального угла, подаются на фазосдвигающую КС-цепочку 14. В средней точке КС- цепочки происходит векторное суммирование этих напряжений со сдвигом фазы одного из них нг 90, так что фаза результирующего вектора будет равна азимуту. Далее сигналы с генератора 13 и КС-цепочки 4 подаются на триггеры 15 Шмидта, где пробразуются в сигналы прямоугольной формы, фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту скважины. Сигналы с триггеров Шмитта подаются на преобразо ватель фаза - код н далее на счетчик, с которого снимается информация в цифра. вом виде.В датчике отсутствуют электромехэ ннческие узлы (двигатель, вращающийся трансформатор, приборы со стрелочными у казателями), Это повышает надежность устройства, точность измерений, упрошает конструкцию. Вывод информации в цифровом виде удобен для согласования с вычислительнымч устройствами. Предварительные испытания показали, что точность измерения азимута составляет + 0,5 (у известного устройства только + 1,5). Феррозондовый датчик азимута, содержащий маятник, магнитомодуляционные феррозондовые преобразователи, датчик длины кабелЯ, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два идентичных канала, состояших из генератора с паласовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, отличаюи(ийся тем, чта, с цепью повышения надежности датчика и точности;. прерывного измерения азимута, он снабжен КС-цепочкой, включеннои между выходгмн модуляторов. двумя триггерами Шм:,д - тг, па ледовательно соединенными преобразователем фаза - код и счетчиком, - пичем входы триггеров Шмидта соединены соответственно с выходом генератора и средней точкой КС-цепочки, а выходы триггеров Шмидта соединены с входами преобразователя фаза - код.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР605950, кл. Е 21 В 47/02,975.2. Авторское свидетельство СССР250072, кл. Е 21 В 47/00, 1965.3, Авторское свидетельство СССР по заявке23021326, кл. Е 21 В 47/02, 1976.Состав 1 е.". ре 113035, М лиал ПГ 1 П Редактор Т. РожковаЗаяаз 10068/40ог 1 ИИПИ Госудпо деламосква,Фи Патен Тира стве обрет - 35г.ктор А. Иванясное итель И. Карбзчиискаяд А. Бойкас Карреж 638 Подиного комитета СССРений и открытийРаушская наб д. 4/5Ужгород ул. Пооектная