Преобразователь азимута скважины

СОКИ СОВЕТСНИХкэципмисциСПУБЛИК 0% (1 21 В 47 0 АРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ ССОРдш ивюпввй и опФ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РСИОМУ С(56) 1.; Авторское свидетельство СУ 709805, кл. Е 21 В 7/02, 1980.2. Авторское свидетельство СССФ 802535, кл. Е 21 В 47102, 1981,3. Авторское свидетельство ССС(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТАСКВАЖИНЫ, содержащей блок измеренияугла, связанный с блоком передачиизмерений, первичный преобразователь, генератор питания, о т л и -ч а ю щ й й с я тем, что, с цельюупрощения его конструкции и повышения точности определения азимутав скважинах с высокими температурами, первичный преобразователь выполнен в виде двух ортогональных бистабильных магнитных сердечников,на каждом из которых размещены катушки питания и измерения, выходыгенератора питания подключены соответственно к катушкам питаний и измерения, а выходы последних подключены к блоку измерения.0 5 20 25 30 35 4055 Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и4предназначено для определения азимута искривленных скважин.Известно устройство для измерения азимута скважины, содержащее маятник, магнитомодуляционные феррозондовые преобразователи, фазовый детектор, удвоитель частоты, модулятор, блок преобразования сигналов, измеритель длины кабеля и связанный с ним фазовращатель 1 .Известен Феррозондовый датчик азимута, содержащий маятник, магнитомодуляционные ферроэондовые преобразователи, датчик длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два идентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, Фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора и снабженных 3 С -цепочкой, включенной между выходами модуляторов, двумя триггерами Шмитта, последовательно соединенными преобразователем фаза - код и счетчиком, причем входы триггеров Шмитта соединены соответственно с выходом генератора и средней точкой 8 С-цепочки а выходы триггера Шиитта соединены с входами преобразователя фаза - код 2 .Недостатком известных устройств является сложность схем преобразо" вания, причем наличие аналоговых схем значительно уменьшает термостабильность устройств, что в схважинных условиях приводит к уменьшению точного преобразования при иэ" менении температуры.Известен также преобразователь азимута скважины, содержащий блок йзмерения угла, связанный с блоком передачи измерений, первичный преобразователь, генератор питания 3Недостатком данного устройства является сложность преобразования и наличие аналоговых схем, что уменьшает термостабильность. Целью изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение точности определения азимута в скважинах с высокими температурами.Указанная цель достигается теи, что ь преобразователе азимута сквазины, содержащем блок измерения угла, связанный с блоком передачи измерений, первичный преобразователь, генератор питания, первичный преобразователь выполнен в виде двух ортогональных бистабильных магнитных сердечников, на каждом из которых размещены катушки питания и измерения, выходы генератора питания подключены соответственно к катушкам питания и измерения, а выходы последних подключены к блоку измерения.На фиг, 1 представлена функциональная схема преобразователя аэимута скважины; на фиг. 2 " диаграмма, поясняющая работу преобразователя азимута.Преобразователь азимута фиг. ) содержит первичный преобразователв, состоящий из двух ортогоиапьных бистабильных магнитных сердечников 1 с размещенными на каждом из них катушками питаний 2 и измерения 3, генератор 4 питания первичного преобразователя, блок 5 измерения и блок 6 передачи или запоиинания результатов измерения.Блок измерения состоит из схеиы формирования временных интервалов,например, на основе Рб -триггера,входы которого подключены к обмотке 3 измерения, а выход через клапан соединен с п разрядным двоичныисчетчиком, причем на второй вход клапана подаются импульсы со стабиль" ного тактового генератора.По отрицательному импульсу, поступающему с обиотки 3 измерения на вход 18 -триггера, на его выходе устанавливается потенциал, по которому разрешается прохождение через клапан импульсов с тактового генератора на вход двоичного счетчика. Таким образом, на выходе 85 -триггера формируются импульсы, длитель" ность которых пропорциональна синусу,угла поворота сердечника, а на выходах счетчика - двоичный код, пропорциональный синусу угла поворота сердечника относительно магнитного поля Земли. ЩЧисло разрядов счетчика н чистота тактового генератора определяются получением необходимой точности измерения угла.Аналогично схема выполнена и для второго сердечника. На выходах счетчиков при этом устанавливается код,3 1 пропорциональный косинусу угла по" вороуа сердечника.С выхода блока 5 измерения полученные коды подаются на вход блока 6 передачи, устройство которого определяется видом канала связи и споф. : собом передачи. Например, ври использовании электрического беспроводного канала связи входной код модулирует несущую частоту и через релейное устройство поступает в канал связи.Устройство работает следующим образом.С генератора 4 иитання первичного преобразователя подается на обмотки 2 питания напряжение определенной формы, например, линейно изменяющееся. В зависимости от поло" женив первиЧного преобразователя .относительно магнитного пол Земли . последнее айебраически складывается е магнитным полем обмотки питания. величина суммарного.магнитного поля определяет момент скачкооб" резного переиагничивания бистабильмых магнитных сердечников 1.вистабвльный магнитный провод состоит из мвгяитомягкой сердцеви" ны и оболочки, Выполненной яз магии. тополужесткого сплава, содержащего кобальт, железо и ниобий. В резуль-, тате специалы 3 ой механической ебра , ботки, сочетающей цилиндрическую деформацию с растяжением,.козрцитивиая сила внутреннего магнитно. го поля создает в ием устойчивое состояние намагниченности, при котором силовые линии, намагничиваю- щего поля проходят параллельно осипровода. всли к проводу прикладывается внешнее магнитное поле в направлении, противоположном направлению его собственной .намагниченнос" 125363 4ти, то в результате перемещенияграниц доменов развивается процессизменения направления намагниченности. Скорость перемещения обеспечивает малое время переключения впределах 20-30 мкс, а пиковая мощность сигнапа велика. Эффект известен в технике как эффект Виганда, ипроцесс перемагничнвания.связан с щ необычными физическими свойствами;возникающими прн создании поверхностного наклепа циклической деформацией с растяжением. В результатев поверхностном. Ьлое создается собст-. ц венное поле, обладающее сравнительно большой коэрцитивной силой 16002400 А/и, Сердцевина обладает низкой коэрцитивной силой и ее,можноперемагнитить полем напряженностью800 А/м. Перемагничнванне сердце вины проводе происходит путем перемещения доменных границ, но полево внешнем слое провода остаетсянеизменным. Когда оболочка и серд цввина намагничены в одном и том женаправлении, намагничен провод вцелом. Когда направления их намагниченности противоположны, существует неизменная цилиндрическая граница доменов, а провод как целоенаходится в размягченном состоянии.В процессе переключения магнитнаясистема переходит из состояниябольшей энергии в состояние меньшей. Экономический эффект от приме-, нения предлагаемого преобразователя азимута выражается в упрощении блока измерения н увеличении тер.мостабильности. Преобразователь азимута может быть применен во всеМ областях техники связанных с разработкой, аппаратуры, работающей в жестких температурных условиях.125 З 6 З Составитель И, Карбачинская Гратилло Техред А.Вабинец Корректоекмар Редакто 55 24 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 564НИИПИ Государственнопо делам изобретений35, Москва, Ж-З 5, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5