Инклинометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскниСоциалистическихРеспублик и 994702(ф 1)М Кп 3 с присоединением заявки Йо -Е 21 В 47/02 Госуларетвенный комитет СССР но лепзм изобретений н открытий/ Дата опубликования описания 07.02,83.ИНКЛИНОИ Изобретение относится к географйческим исследованиям скважин и может использоваться для определения углов пространственного расположения скважин с использованием трехжильного каротажного кабеля,;Известен индукционный датчик магнитного курса, представляющий собой два ортогональных Феррозонда, который может использоваться для определения азимута геограФических скважин Щ,.ф Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного определения искривления без дополнительных .преобразованйй.НаибОлее близким,техническимрешением.к предлагаемому является Феррозондовый датчик азимута. Устройство содержит маятник, ортогональные феррозонды, датчик длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два канала преобразования, состоящих из генератбра, избирательного усилителя, Фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также ЯС-фазовращатель, включенный между выходами модуляторов два триггера Пйкитта, последовательно соединенные преобразователь фаза-временной интервал и счетчик 2. Недостатком устройства является то, что оно ие позволяет измерять . зенитный угол скважины, а также погрешность,-которая проявляется в наличии остаточного фазового сдвига между каналами преобразования. Фазовый сдвиг не удается полностью скомпенсировать Фаэовращателем, так как в результате передачи по кабелю сигналов, последни имеют разные фазовые сдвиги из-за разброса параметров жил кабеляЦель изобретения -повышение точности эа счет исключения влияния параметров каротажного кабеля.Поставленнаяцель достигается тем, что инклинометр, содержащий генератор, фаэовращатель, датчик длины кабеля, модулятор, преобразователь фаза - временной интервал, счетчик, избирательный усилитель, ортогональ ные феррозонды, каротажный кабель и Фазовый детектор, снабжен синусно-косинусным трансформатором, двумя делителями частоты, коммутатором, индикатором зенит - азимут, усилителем, двумя разнополярными амплитудньыи детекторами и сумматором, при этом Феррозонды и синусно-конусный трансФорматор.сигнальными обмотками под 994702ключены к коммутатору, который через фазовый детектор соединен с кабелем, к входу усилителя подключен кабель, а к выходу - амплитудные детекторы и избирательный усилитель, причем амплитудные детекторы через модулятор соединены с сумматором, который подключен к выходу иэбирательного усилителя и через преобразо-:ватель фаза - временной интервал - ксчетчику, а фазовращатель соединен 1 Ос входами преобразователя и модулятора и подключен к датчику длины кабеля и через второй делитель к генератору.На чертеже представлена функциональная схема инклинометра,Инклинометр содержит синусно-косинусный трансформатор 1 (датчик зенитного угла), ортогональные феррозонды 2 (датчик азимута), делитель о3, коммутатор 4, подключенный входа-,ми к делителю 3 и к сигнальным обмоткам датчиков 1 и 2, а выходы - к фазовому детектору 5, выход которогоподключен к каротажному кабелю 6.В наземной части инклииометра расположен генератор 7, делитель 8 частоты,индикатор 9 зенит-азимут, фазовращатель 10, подключенный входами кдатчику 11 длины кабеля и делителю 8, авыходом - к модулятору 12 и преобразователю 13 фаза - временной интервал. Вход усилителя 14 соединен скабелем, а выход - с разнополярнымиамплитудными детекторами 15 и 16 иизбирательным усилителем 17, выходымодулятора 12 и избирательного усилителя 17 подключены к сумматору18, выход которого через преобразователь 13 соединен со счетчиком 19.40РабоТа инклинометра состоит из двухциклов: измерение зенитного угла.иизмерение азимута, Переключение режимов работы осуществляется с помощьюкоммутатора 4, который управляетсясигналами частотой ШР, поступающимис делителя 3, на выход последнегопоступает переменное напряжение час фтотой Оз от генератора 7, которое также подается на обмотку возбуждения СКТ 1 и фазовый детектор 5, При этом подключение коммутатором 4 задатчиков 1 и 2 углов к фазовому детектору осуществляется с низкой частотой ЩР, а попеременное подключение сигнальных обмоток каждого датчика к фазовому детектоРу 5 с более высокой частотой а. В результате на выходе фазового детектора 5 при измерении зенитного угла возникает постоянное напряжение, амплитуда которого меняется с частотой Ю пропорционально амплитуде переменных напряжений, попеременно снимаемых с сигнальных обмоток СКТ 1 . Амплитудноманипулированное напряжение с выхода детектора 5 поступает по кабелю 6 на вход усилителя 14, Для получения информации об измеренном угле из передаваемого по кабелю информационного напряжения выделяется переменная и постоянная составляющие, причем переменная составляющая выделяется избирательным усилителем 17, настроенным начастоту Ю, а постоянная составляющая - двумя разнополярными однополупериодными детекторами 15 и 16 с последующим суммированием - в модуляторе 12. Несущее напряжение частотой (Ю, подаваемое в модулятор 12, сдвигается на 90 фазовращателем 10, на который поступают сигналы частотой Ю с делителя 8. В результате Ма выходах модулятора 12 и усилителя (17 возникают переменные напряжения, )оторые в общем виде можно предстаЕить какгде К - коэффициент пропорциональности, Р - измеряемый угол(р:В при изменении зенитного угла, :с при измерении азимута), Равенство коэффициентов к в формулах (1) и (2) достигается соответствующим выбором коэффициентов передачи детекторов 15 и 16, модулятора 12 и изобретательного усилителя 17. При суммировании выходных напряжений модулятора 12 и усилителя 17 в сумматоре 18, на выходе последнего возникает напряжение.1)ььп 18 . ф 1 щ ф+жк 1+ 45)где К, - коэффициент пропорцилнальности, т.е. после сумматора 18, ин-. формацию об измеряемых углах несет не- амплитуда, а фаза сигнала, Фазовый сдвиг (+45 ) преобразуется в длительность импульса преобразователем 13 фаза - временной интервал, в который подается также напряжение фаэовращателя 10. Для устранения фазово-го сдвига, вносимого передачей по кабелю информационного напряжения, фаза несущего и опорного напряжений корректируется в фазовращателе 10 по сигналам датчика 11 длины кабеля, На выходе преобразователя 13 возникают импульсы, длительность которых 7:=несет информацию об измеряемых углах, В счетчике 19 временной интервал заполняется импульсами высокой частоты, которые далее подсчитываются, Режим измерения азимута отличается лишь тем, что к фазовому детектору 5 попеРеменно подключаются сигнальные обмотки феррозондов 2, обмотки возбуждения которых запитываются от делителя 3 напряжения с частотой(иэ/г.и инди994702 Формула изобретения катор 9 зенит - азимут, переключаемый с частотой Ю, устанавливается в положение Азимут,Инклинометр отличается от известных устройств тем, что он позволяет измерять азимут и зенитный угол геофизических скважин. Устройство обладает большей точностью, так как напряжения с каждой из сигнальных обмОток датчикОв передаются к наземному блоку по одной жиле, которая вносит в информационные напряжения одинаковыезатухание и фазовый сдвиг,.что в конечном счете не сказывается на результат измерения углов, Схему испытывают в лаборатории с использованием трехжильного каротажного кабеля КТВДдлиной 3,5 км. Предварительные результаты показывают, что точность измерения зенитного угла составляет 0,35 ф (при использовании СКТ класса точности 0,5), точность измерения азимута + 1,д .Инклинометрт, содержащий генератор, фаэовращатель, датчик длины кабеля, модулятор, преобразователь фаза - временной интервал, счетчик, избирательный усилитель, ортогональные 4 ерроэонды, каротажный кабель, о т -НИИПИ Заказ 596/14ираж 601 Подписное лиал ППП Патент",Ужгород,ул.Проектная,4 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повыаения точности его в работе эа счет исключения влияния параметров каротажного кабеля, он снабжен синусно-косинусным трансформато"ром, двумя делителями частоты, коммутатором, индикатором зенит - азимутусилителем, двумя разнополярными ам"плитудными детекторами и сумматором,-при этом феррозонды и синусно-косинусный трансформатор сигнальными обмотками подключены к коммутатору,который через фазовый детектор соединен с кабелем, к входу усилителяподключен кабель, а к выходу - ампли 15 тудные детекторы и избирательный усилитель, причем амплитудные детекторычерез модулятор соединены с сумматором, который подключен к выходу избирательного усилителя и через пре 20 образователь фаза - временной интервал - к счетчику, а фаэовращательсоединен с входами -преобразователяи модулятора и подключен к датчикудлины кабеля и.,через второй делительк генератору,"Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Авторское свидетельство СССРР 486132, кл. Е 21 В 47/022, 1972.30 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2721562,кл. Е 21 В 47/02, 1979.