Устройство для считывания магнитных меток при измерении глубины скважины

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О К трукторско-техмысловой геоидетельство СССР 47/00, 1953.етельство СССР47/04, 1969.лубины ДМГ. Техинструкция по й, 1980 (протоДЛЯ СЧИТЫВА ИЗМЕРЕНИИ магнитомод ель с подкл атором возб который со ИЯЛУБИ ляужде- нен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Специальное коннологическое бюро профизики(56) 1Авторское свЙф 99005, кл. Е 21 В2. Авторское свидМ 303424, кл. Е 21 В3. Датчик меток гницеское описание иэксплуатации. Грознытип).(54)(57) УСТРОЙСТВОМАГНИТНЫХ МЕТОК ПРИСКВАЖИНЫ, содержащееционный преобразоватценными к нему генерния и интегратором,с пороговым блоком, и блок компенсации, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения погрешностикомпенсации внешних магнитных полей,блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналоговогопреобразователя) первой и второйсхем И и вины компенсации, причем выход цифро-аналогового преобразователя подключен к магнитомодуляционномупреобразователю, а вход - к выходудвоичного счетчика, вход установкинуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход - с выходомпервой схемы И, входы которой подклоцены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенсации, к которой подключен первый входвторой схемы И, второй вход последнейсоединен с выходом порогового блока,а выход является выходом устройства.1 101Изобретение относится к области1измерения глубин при промыелово-гео-физическом обслуживании буровых скважин.Известно устройство для считывания магнитных меток, нанесенныхпредварительно на каротажный кабель,включающее электронное реле и магнитный зонд, обеспечивающий считываниеметок при малых скоростях движениякабеля 1 11.Недостатком устройства является неустойчивое считывание слабых метокпри длительной работе кабеля с метками в скважинах,Известно также устройство, содержащее магнитный зонд и меткоотбиватель, при этом.для повышения помехозащищенности между магнитным зондом и меткоотбивателем включены пороговое устройство и логический блок,обеспечивающие срабатывание меткоотбивателя от сигнала определеннойформы Г 2.Указанное устройство обеспечивает устойчивое считывание заданныхметок среди ложных меток, имеющихсяна кабеле, вследствие плохого стирания старых меток или соприкосновениякабеля с намагниченными предметами,но при этом нет надежного считывания слабых меток в условиях окружа. ющих магнитных полей, присутствующихв точке установки устройства в плоскости отсчета глубин на скважине.Наиболее близким техническим ре"шением к предлагаемому является датчик меток, содержащий магнитомодуляционный преобразователь, интегратор,пороговый блок и цепь компенсацииокружающего магнитного поля, включающую источник регулируемого по величине и направлению постоянного тока и выходную обмотку магнитомодуля"ционного преобразователя. Токподаваемый в выходную обмотку преобразователя, создает в его сердечнике магнитный поток, направленный противоположно потоку,вызванному окружающим полем, и компенсирует его. Компенсация позволяет повысить устойчи"вость считывания меток в присутствииокружающих магнитных полей 1,3Однако в указанном датчике компенсация выполняется вручную, что снижает устойчивость считывания слабыхметок вследствие погрешностей компенсации.Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьше" ния погрешности компенсации внешнихмагнитных полей.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для считывания маг нитных меток при измерении глубиныскважины, содержащем магнитомодуляционный преобразователь с подключенными к нему генератором возбужденияи интегратором, который соединен с 1 опороговым блоком, и блок компенсации, блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналогового преобразователя, первой и второйсхем И и шины компенсации, причем 5 выход цифро-аналогового преобразователь подключен к магнитомодуляционномупреобразователю, а вход - к выходудвоичного счетчика, вход установкинуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход - с выходом первой схемы И, входы которой подключенык выходу порогового блока, генераторувозбуждения и вине компенсации, к которой подключен первый вход второйсхемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства.На фиг. 1 представлена блок-схемапредложенного устройства; на фиг. 2-4 .эпюры напряжений и магнитных потоков. .30 Чувствительным элементом устройства является магнитомодуляционный преобразователь 1, возбуждаемый импульсным током от генератора 2, Выход маг 35 нитомодуляционного преобразователя 1соединен по переменному току через.интегратор 3 с пороговым блоком 4,который через вторую схему И 5 связанс шиной 6 меток. По постоянному току40 выходная обмотка магнитомодуляционно"го преобразователя 1 соединена с выходом цифро-аналогового преобразователя 7, подключенного к инверснымвыходам двоичного счетчика 8, имеюще го счетный Вход и вход установки нуля. Счетный вход счетчика 8 черезпервую схему И 9 связан с выходом генератора 2, пороговым блоком 4 и шиной компенсации 10, к которой под О ключен также вход установки счетчи-,ка в нуль. Шиной б выхода и шиной 10компенсации устройство соединяетсяс каротажной станцией. К шине 10 компенсации подключена кнопка 11 ручной 55 устаноЪкиФункционирование устройства зависит от суммарной напряженности окружающего магнитного поля и поля меткиПри использовании в устройстве восьмиразрядного цифро-аналогового преобразователя окружающее поле напряженностью до 1600 А/м может быть скомпенсировано с точностью + б,25 А/ /м. Это позволяет выбрать разность уровней срабатывания и отпускания порогового устройства равной 12 А/м и обеспецить устойчивое считывание меток с напряженностью поля 18 А/м, вместо 80 А/м, имеющей место при использовании датчиков меток с ручной компенсацией, Так как обычно напряженность поля меток, составляющая непосредственно после разметки кабеля 800 А/м, падает до 80 А/м после обслуживания 10-12 скважин и до уровня 20 А/м после 20-25 скважин, повышение устойчивости считывания меток ( за счет более точной компенсации окружающего поля в предлагаемом устройстве ) позволяет снизить частоту разметки кабеля примерно 3 101594 в окрестностях магнитомодуляционного преобразователя.При считывании меток, когда напряженность окружающего поля незначительнаФиг. 2 а), магнитомодуляционный преобразователь 1 выдает последовательность импульсов ( Фиг. 2 г), амп" литуда которых пропорциональна величине магнитного потока, создаваемого в его сердечнике северным полюсом 1 в метки ( Фиг. 2 в ). Этот сигнал интегрируется для подавления помех интегратором 3 и в виде напряжения постоян" ного тока ( Фиг. 2 д) подается на поро говый блок 4. Когда входное напряжение1 з превышает уровень срабатывания (Фиг. 2 д), пороговый блок Формиоует положительный перепад. напряжения ( фиг. 2 Е), который подается на ши-ну б выхода меток через схему И 5 в качестве сигнала нИетка" (фиг. 2 к).1Считывание меток в условиях окружающих полей больной напряженности (Фиг. 3 а и 4 с 1) происходит аналогичным образом после компенсации окру.З жающего поля. Компенсация производится. при подаце сигнала "Компенсация" (фиг, 3 и 40) на вход 10 или при нажатии кнопки 11, когда в окрестностях магнитомодуляционного пре- ЗЕ образователя нет метки. По сигналу "Компенсация" счетчик 8 устанавливается в нуль, подготавливается схема И 9, блокируется схема И 5, цифро-аналоговый преобразователь 7 начинает выдавать в выходную обмотку магнитомодуляционного преобразо"вателя ток (фиг. 3 у- и 4 о,), создающий в его сердечнике компенсирующий магнитный поток. Это вызывает изменение величины и направления суммарного магнитного потока в сердечнике (Фиг. 33 и М) и появление выходного сигнала магнитомодуляционного преобразователя (Фиг. 37 и 4 з ), который после интегрирования (Фиг. 3 д и 4 д) и Формирования пороговым устройством (Фиг. 3 е и 4 е) . разрешает прохождение импульсов от генератора 2 через схему И 9 на счетный вход счетчика 8. Счетчик начинает счет в прямом направлении, вследствие чего выходной ток цифроаналогового преобразователя начинает изменяться от максимального положительного к максимальному отрицатель- фф ному значению, цто вызывает уменьшение суммарного потока и выходного сигнала магнитомодуляционного преоб" 9 Иразователя 1. Когда сигнал падаетниже уровня отпускания пороговогоустройства, счет в счетчике 8 и изменение выходного тока преобразователя 7 прекращается. При этом магнитный поток в сердечнике магнитомодуляционного преобразователя 1, создаваемый током цифро-аналогового преобразователя 7, оказывается равным и противоположно направленным потоку,создаваемому окружающим полем, и компенсирует его на уровне отпусканияпорогового блока 4 с точностью, определяемой дискретностью цифро-аналогового преобразователя 7. При снятиисигнала "Компенсация" устройствообеспечивает считывание меток, напряженность которых превышает разностьуровней срабатывания и отпускания порогового блока. Для исключения влия"ния изменений окружающего поля компенсацию производят непосредственноперед считыванием меток.Таким образом, компенсация окр"жающего поля в устройстве выполняется "с .больной точностью непосредственноперед считыванием меток, что даетвозможность выбрать уровень отпускания порогового блока, близким к уровню срабатывания, и этим существенноповысить устойчивость считывания слабых меток, Это позволяет снизить частоту разметки каротажного кабеля иповысить точность привязки промыс.юво-геофизической информации к глуби"нам в скважинах, 5 1015949 Ь в 2 раза. Вместе со снижением числа В размере около 200 тыс.руб. в год. повторных измерений в скважинах, вы- Автоматическое выполнение компенсации званных погрешностями привязки данных в предлагаемом устройстве упрощает по глубине вследствие некачественно- регистрацию промыслово-геофизической го считывания меток, это дает годовойинформации и позволяет использовать экономический эффект приобслужива- его в каротажных станциях с програмнии скважин, бурящихся на нефть и газ, мным управлением.йлиал ППП Тиражсударствам изобрква Итель А. НазарИ.Гергель 16нного комитета тений и открытРаушская наб Леъжеше г. Ужгород, ул оваКорректор ВПодписноеСССРй