Преобразователь азимута

Союз СоветскккСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 947408(Щ М. Кп. с присоединением заявки Но Е 21 В 47/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 300782(72) Авторыизобретения Г.Н. Ковшов и Н.П. Рогатых Ф . 11 1,)У л"; .;Й.,ч Л-,;никидзеБНБЛМу, ц.; Уфимский авиационный институт им. Ор(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТА Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может использоваться для определения магнитного азимута буровых скважин с 5 использованием одножильного каротаж ного кабеля.Известен инклинометр, содержащий генератор, удвоитель частоты, датчик длины кабеля, кС -фазовращатель, из бирательный усилитель, два триггера Шмитта, преобразователь Фаза-временной,интервал, счетчик, каротажный кабель, ортогональные феррозонды, два коммутатора, два усилителя, делитель частоты и синусно-косинусный трансформатор 1 .Недостатком известного устройства является малое количество информации, приходящееся на каждый информационный канал. Например, для передачи инФормации от каждого датчика инклинометра требуется два информационных канала (две жилы кабеля).Наиболее близким к предлагаемому является Феррозондовый датчик азимута, 25 содержащий датчик длины кабеля, Фазоврашатель, два одинаковых канала преобразования, состоящих иэ генератора, избирательного усилителя, Фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также генератора опорного напряжения, НС-фазовращатель, два триггера Шмитта, преобразователь Фаза-временной интервал, счетчик, каротажный кабель, два ортогональных феррозонда 2 3.Недостатками описанного устройства являются наличие двухпроводного информационного канала связи между скважинным прибором и наземным пультом, что требует применения трехжильного каротажного кабеля н увеличива-, ет стоимость работ по исследованию буровых скважин, а также значительная погрешность, воэникающая от не- идентичности параметров каналов преобразования и неточной подстройки фазы удвоителей фаэоврашателем по сигналам датчика длины кабеля. Кроме того, наземный пульт известного устройства имеет сложную конструкцию.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения влияния параметров каротажного кабеля на конечный результат измерения и упрощение конструкции электронной части.Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор, удвоитель частоты, избирательный усилитель, фазовый детектор, два мо 947408дулятора, ЯС-Фазовращатель, два триггера Юмитта, преобразователь Фаза- временной интервал, Счетчик, каротажный кабель, два ортогональных Феррозонда, введены два коммутатора и блок памяти, причем один коммутатор включен 5 между ортогональными феррозондами и кабелем, а другой подключен к генератору и блоку памяти, который включен между выходом фазового детектора и входами модуляторов, 10На чертеже представлена функциональная схема преобразователя азимута.Преобразователь азимута содержит генератор 1, удвоитель 2 частоты, подключенный к генератору 1,избирательный усилитель 3, фазовый детектор 4, подключенный к удвоителю 2 частоты и избирательному усилителю 3, блок 5 памяти, коммутатор б, подключенный к генератору 1 и блоку 5 памяти, два модулятора 7 и 8, подключенные входами к генератору 1 и блоку 5 памяти, а выходами - к ВС-фазовращателю 9, триггеры Имитта 10 и 11 подключены входами к генератору 1 и РС-фазовращателю 9, а выходами - к преобразова 25 телю 12 фаза-временной интервал, выход которого соединен со счетчиком 13, каротажный кабель 14, коммутатор 15, включенный между кабелем 14 и феррозондами 16 и 17. Предлагаемый преобразователь азимута отличается от известных уст- ройств тем, что он позволяет произ- волить измерение азимута с использованием одножильного каротажного кабеля, благодаря тому, что феррозонды попеременно подключаются к кабелю с помощью коммутатора 15, управляемого амплитудой напряжения генератора .1. Устройство обладает большой точностью, так как вследствие попеременного подключения феррозондов, запитываемых напряжением одной частоты, к кабелю параметры последнего не влияют на конечный результат измерения, что позволяет исключить иэ схемы датчик длины кабеля и фазовращатель. Кроме того, отсутствует систематическая погрешность преобразования информационных сигналов феррозондов, так как преобразование сигналов ка:клого иэ Ферроэондов произволнтся одними и теми же элементами: избирательным усиифелем и фазовым детектором. Схема йреобразоватеПреобразователь азимута работает следующим образом.Генератор 1 вырабатывает синусоидальное напрякение, которое посту пает по кабелю 14 к сквакинному прибору, Амплитуда выходного напряжения генератора 1 меняется через интервалы времени, задаваемые коммутатором 6. Коммутатор 15, расположенный в 40 скважинном приборе, управляется величиной напряжения, подаваемого от генератора 1, и попеременно подключает феррозонды 16 и 17 к кабелю 14, т.е. осуществляет попеременную подачу на пряжения возбуждения на феррозонлы.Таким образом, напряжение генератора 1 служит для возбуждения феррозондов 16 и 17 и одновременно является управляющим для коммутатора 15. Благодаря тому, что ферроэонды расположены ортогонально, в их обмотках при подаче напряжения возбуждения и под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли наводятся ЭДС второй гармоники (по отношению к частоте генератора 1 ), пропорциональные по амплитуде синусу и косинусу азимута. Информационйые ЭДС второй гармоники подаются по кабелю 14 на вход избирательного усилителя 3, 60 настроенного на соответствующую частоту информационных ЭДС. Фазовый детектор 4, опорное напряжение для которого берется с удвоителя 2 частоты, осуществляет фазочувствительное 65 выпрямление выходного сигнала избирательного усилителя 3. Постоянное напряжение с выхода Фазового детектора 4 подается на вход блока 5 памяти, который Фиксирует. мгновенное значение выходного напряжения фазового детектора 4 на определенное время по стробирующим импульсам, поступающим с коммутатора б, причем стробирующие импульсы имеют задержку по отношению к импульсам, которые управляют генератором 1, на время, необходимое для окончания переходных процессов в кабеле.Таким образом, блОк памяти осуществляет фиксирование постоянных напряжений, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу азимута, и непрерывную подачу этих напряжений на входы модуляторов 7 и 8, последние преобразуют постоянные напрякения в переменные. С выходов модуляторов 7 и 8 напряжения, пропорциональные по амплитуде синусу и косинусу азимута, подаются на ИС-фазовращатель 9, настроенный на частоту генератора 1, Фаза выходного напряжения ВС-Фазовращателя 9 пропорциональна азимуту. Напряжения с генератора 1 и ВС-фазовращателя подаются на входы триггеров Шмитта 10 и 11,чкоторые формируют последовательности прямоугольных импульсов, фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту. Преобразователь 12 фаза- временной интервал Форйирует последовательность импульсов с длительностью, пропорциональной азимуту. Выходной сигнал преобразователя 12 поступает на счетчик 13, с которого снимается информация в цифровом виде об азимуте скважины.947408 ля азимута значительно проще, чему известных устройств, при этомв скважинном приборе отсутствуютэлектронные элементы(в качествекоммутатора может быть использованоэлектромагнитное реле), что позволяетиспользовать устройство для исследования скважин малых диаметровс температурой, достигающей 200250 С. Предварительные лабораторныеиспытания показали, что предлагаемоеустройство позволяет измерять азимутс точностью 11 . Испытания проводились на трехжильном каротажном кабеле КТВДдлиной 3,5 км. формула изобретения Преобразователь азимута, содержащий генератор, удвоитель частоты, избирательный усилитель, Фазовый детектор, два модулятора, РС-фазовращатель, подключенный к выходам модулятора, два триггера Шмитта,г -витель И. Карбачинскаяд К. Мыцьо Корректор.Г, Огар2 е Заказ 556 50 Тираж 6 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра Подпомитета СССРткрытийская наб., д. пиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная 1Сос Редактор И. Михеева Тех последовательно соединенные с преобразователем фаза-временной интервал и со счетчиком, два ортогональных Феррозонда, каротажный кабель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения влияния параметров каротажного кабеля, он снабжен двумя коммутаторами и блоком памяти, при этом один из коммутато ров включен между ортогональными феррозондами и через кабель связан с избирательным усилителем, а другой коммутатор подключен к генератору и к блоку памяти, к входу которого 15 подключен Фазовый детектор, а выход блока памяти подключен к модулятору.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 2 п по заявке Р 2906332, кл. Е 21 В 47/02 кл. Е 21 В 47/02, 1980.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2721562, кл, Е 21 В 47/02, 1979. 11