Феррозондовый преобразователь азимута

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскнхСоцналнстнческнхРеспублнк и 956773(22) Заявлено 02.02.81(21) 3242382/22-03 Р 11 М. Кл. с присоединением заявки М Е 21 В 47/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 0709,82, Бюллетень М 933 Дата опубликования описания 07.09.82(7.2) Авторы изобретения Г,Н.Ковшов и Н.П.Рогатых 11. Е 6 ИОГ" ХИЧРСКАК Уфимский авиационный институт им. ОрджоникЩЬЙНОТсКй(54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИУТА Изобретение относится к промысловой геофизике и может использоваться для определения магнитногоазимута искривленных скважин.Известна аппаратура для исследования буровых скважин, содержащаядатчики, блок выделения тактовыхимпульсов, модулирующее устройство,каротажный кабель, генератор,. фильтры, усилитель, распределитель,канал регистрации 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 устройствявляются сложность конструкции и,следовательно, большие размеры скважинноро прибора, что не позволяетиспольэовать устройства для исследо-вания скважин малых диаметров.Наиболее близким к изобретениюявляется Феррозондовый датчик азимута, содержащий датчик длины кабеля,фаэовращатель, два одинаковых каналапреобразования, состоящих из генератора, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также генератор опорного напряжения, КС-фаэовращатель, два триггера.Шмитта, преобразователь фаза-временной интервал, счетчик, каротажный кабель, два ортогональных феррозонда 3 .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.Укаэаннаяцель достигается тем, что обмотки феррозондов подключеныпараллельно друг к другу и соединеныс одним концом кабеля, другой конецкабеля подключен к параллельно соеди-ненным входам избирательных усилителей и выходам генераторов каналовпреобразования, 5На чертеже представлена функциональная схема Феррозондового преобразователя азимута,Устройство включает в себя скважинный прибор, в котором размещены 10два однокатушечных Ферроэонда 1 и 2,оси чувствительности которых ортогональны, Наземная часть, связаннаясо скважинным прибором каротажнымкабелем 3., содержит датчик длиныкабеля 4, Фаэовращатель 5, два одийаковых канала 1 и 5, состоящих иэгенератора 6, избирательного усилителя 7, настроенного на частоту второй гармоники генератора 6, фазового детектора 8, удвоителя частоты 9,модулятора 10, а также генераторопорного напряжения 11, КС-Фазовращатель 12, настроенный на частотугенератора опорного напряжения 11.,триггеры Шмитта 13, преобразовательфаэовременной интервал 14 и счетчик,15.Феррозондовый преобразовательазимута работает следующим образом,Напряжение генераторов 6 подаетсяпо каротажному кабелю 3 к обмоткамФеррозондов 1 и 2, в которых поддействием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и переменных магнитных потоков наводятся ЭДС 35вторых гармоник, амплитуды последнихпропорциональны синусу и косинусуазимута. Так как обмотки Ферроэондовсоединены параллельно, то суммарноенапряжение на их выводах можно 40представить в виде (без учета высшихгармоник)КАЕ Б 1 оЪ 1 ЕБщс 6 Йй РИС КЕБрЭ 1Е,сОэ м, бп,2% Б 1,45где И, Хэ - частоты генераторов 6каналов преобразования,К , - амплитуда напряжения генераторов 6,5Е - амплитуды вторых информационных гармоник, возникающих в обмотках ферроэондов 1 и 2,"К, К; - коэФФициенты, зависящиеот параметров кабеля 3,- азимут.Напряжения вторых гармоник подаются пЬ кабелю к наземному пульту, где выделяются избирательными усилителя ми 7, настроенными на соответствующие частоты 2 ИАи 2 ЫБ. Для исключения влияния на показания устройства из" менения реактивного сопротивления кабеля, при его размотке, предусмотре 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 КСфаэовращатель 12, настроенный на частоту 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 азимуту. 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 производить измерение азимута скважины с использованием одножильного каротажного кабеля, что снижает затраты на исследование буровых скважин и способствует уплотнению линии свяэимежду 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 углаов пределах 0-60 О. Формула изобретенияФеррозондовый преобразователь азимута, содержащий датчик длины кабеля, Фазовращатель,два одинаковых канала преобразования, состоящих из генератора, избирательного усилителя, фаэо. вого детектора, удвоителя частоты, модулятора, а токже генератор опорного напряжения, КС-фаэовращатель, два триггера Шмитта, преобразователь фаза-временной интервал, счетчик, каротажный кабель и два ортогональ956773 Составитель И.Карбачинскаядактор М.Дылын . Техред Т.фанта Корректор Н. Король ПодписиСССР аэ 6549/16 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Ра623 го комитета й и открытий ушская наб.,/5 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ных ферроэонда, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности его в работе и точностиизмерения азимута при ненулевых зенитных углах, обмотки феррозондовподключены параллельно друг к другу 5и соединены с одним концом кабеля,другой конец кабеля подключен кпараллельно соединенным входам избирательных усилителей и выходам генераторов каналов преобразования. ИстОчники информации,принятые .во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 250073, кл, Е 21 В 47/12, 1967, 2, Авторское свидетельство СССР0290112, кл, Е 21 В 47/12, 1969. 3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 92721562, кл, Е 21 В 47/02,1979