Феррозондовый датчик азимута

Номер патента: 1537800

Авторы: Бабенко, Ковшов, Кочемасов

ZIP архив

Текст

(56Ц ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ ОВИДЕТЕЛЬСТ) Авторское свидетельство СССР158749, кл, Е 21 В 47(02, 1983,Авторское свидетельство СССР М 1446287, кл, Е 21 В 47/02, 1988. (54) ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДАТЧИК АЗИМУТА (57) Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет повысить точность определения азимута искривленной скважины, Датчик содержит расцлененные феррозонды (ф) 1,2,3, тонкие стержни (С) 8,9,10,11,12 которых выполнень 1 из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками 13 возбуждения и сигнальными обмотками 14, Полусуммы длин С 8 и 10, 9 и 11, 12 одинаковы, При этом С 8 и 10 уложены в основные профилированные параллельные пазы (П),выполненные в подложке из диэлектрического материала, изготовленной ввиде цилиндра, Прицем в П, ортогональные основным П, уложены С 9 и 11,а С 12 - в дополнительные П, выпол-,ненные на боковой поверхности цилиндрической подложки ортогонально основным П. Обмотки 14 соединены последовательно и согласно между собой и сфильтром 15 второй гармоники, Обмотки13 в пределах каждой пары С соединенымежду собой последовательно и встречно, а в пределах одного. ф - последовательно и согласно и через коммутатор 16 подключены к генератору 17возбуждения. Фильтр 15 соединен сблоком 20 индикации через последовательно соединенные выпрямитель 18 ианалого-цифровой преобразователь 19.Сигнал с генератора 17 подается поочередно на обмотки 13 Ф 1,2,3. Вмагнитном поле Земли при расположенииф 1 и 2 в плоскости горизонта в обмотках 14 Ф 1,2,3 наводятся напряже"ния, по величине которых определяютазимут. 3 ил.Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения азимута искривленной скважины.Цель изобретения - повышение точности измерения азимута.На Фиг.1 приведена подложка с профилированными пазами; на фиг.2 развертка подложки; на фиг,3 - структурная схема феррозондового датчикаазимута с одним из вариантов схемырегистрации сигнала,Феррозондовый датчик азимута содержит первый, второй и третий расчлененные Феррозонды 1 - 3, уложенныев профилированные пазы 4 - 6,. выполненные в подложке 7 из диэлектрического материала, изготовленной в видецилиндра. Первый феррозонд 1 размещен 20в параллельных друг другу основныхпрофилированных пазах 4, а второйФеррозонд 2 размещен в параллельныхпрофилированных пазах 5, ортогональных пазам 4. Расчлененные феррозонды 251 и 2 состоят из двух одинаковых основных сердечников, выполненных ввиде основной пары тонких стержней 8из немагнитного материала с нанесенной на них Ферромагнитной пленкой и .,с обмотками возбуждения и сигнальнымиобмотками, из дополнительной парытонких стержней 9 из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уло"женных в профилированные параллельныепазы ортогонально основной паре стержней 8. Датчик включает также четырепары стержней 10 и 11, дополняющихосновную и дополнительную пары стерж"ней 8 и 9, выполненных из немагнитно-сго материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмоткамивозбуждения и сигнальными обмотками, 45при этом две пары стержней 10, дополняющие основную пару стержней 8, уложены в профилированные пазы 4, параллельные пазам основной пары стержней8, а две другие пары стержней 11,дополняющие дополнительную пару стержней 9, уложены в профилированныепазы 5, параллельные пазам дополнительной пары стержней 9.Третий Феррозонд 3 состоит из трехпар стержней 12, которые уложены втри пары дополнительных профилированных пазов 6, ортогональных основнымпазам 4 и 5 и выполненных на боковой поверхности цилиндрической подложки 7.Три пары стержней 12 выполнены изнемагнитного материала с нанесеннойна них ферромагнитной пленкой и также, как основная пара стержней 8, дополнительная пара стержней 9 и дополняющие пары стержней 10 и 11, содержат обмотки 13 возбуждения и сигнальные обмотки 14,Сигнальные обмотки 14 феррозонда 3соединены последовательно и согласномежду собой, с сигнальными обмоткамиосновной и дополнительной пар стержней 8 и 9, с сигнальными обмоткамичетырех пар стержней 10 и 11, дополняющих основную и дополнительную пару, и с Фильтром 15 второй гармоники.Полусуммы длин стержней 8 и 10основной и дополняющих ее двух пар,стержней 9 и 11 дополнительной и дополняющих ее двух пар и трех парстержней 12 третьего феррозонда 3одинаковы, Обмотки 13 возбуждения впределах каждой пары стержней расчлененных феррозондов 1 - 3 соединенымежду собой электрически последовательно и встречно, а в пределах одного расчлененного феррозонда пары обмоток возбуждения соединены междусобой электрически последовательнои согласно и через коммутатор 16 под.ключены к выходу генератора 17 воз-;буждения, Выход фильтра 15 второйгармоники соединен с входом выпрямителя 18, выход которого подключен квходу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 19, выход которого соединен с входом блока 20 индикации сигнала.В приведенной конструкции расчлененные феррозонды 1 - 3 содержат потри пары стержней, В общем случаеколичество пар стержней может бытьбольше, в зависимости от максимально возможного количества пазов 4, 5,б, выполненных в подложке 7.Феррозондовый датчик азимута работает следующим образом.Генератор 17 возбуждения формируетсигнал возбуждения, который черезкоммутатор 16 подается поочередно наобмотки 13 возбуждения расчлененныхферрозондов 1 - 3. Если оси чувствительности расчлененных Феррозондов 1и 2 лежат в плоскости горизонта, топри наличии магнитного поля Землив сигнальных обмотках феррозондов1 - 3 напряжения определятся, как37800 6 И,113где Н 1,51015 20 25 5 15 К Н 1вди 41 с Н 1 соЫ,;К Н.1,.Ь,0, Нз - напряжения, снимаемые с 1, 2 и 3 расчлененных феррозондов;1 - постоянная феррозонда, зависящая отчисла витков в обмотках возбужденияи сигнальных обмотках, диаметра провода, частоты возбуждения и т.д, и имеющая размерность, Ом;Н - горизонтальная составляющая напряженности магнитногополя Земли, А/м;1 - полусумма длин стержней одного расчлененного феррозонда, м;Ы - магнитный азимут; гЬ = - - магнитное наклонениеНгде г - вертикальнаясоставляющая напряженности магнитного поля 30Земли,Чувствительность расчлененных феррозондов по измеряемому магнитному полю определяется как аЦ, . а 11, З 5дНан с ф- -=Е 1 в 1 и - -=Е 1 созо3 Нз (1)ан=с 1 Ь,При этом 1 = и 1, (2)где п - число пар полуэлементов расчлененного феррозонда;1 - длина одного полуэлементарасчлененного Феррозонда.Как видно из выражений (1) и (2), чувствительность такого феррозонда в и раз выше чувствительности обычного феррозонда. Это позволяет повысить точность измерения магнитного азимута.50С.сигнальных обмоток 1 ч расчленен ных феррозондов 1 - 3 сигналы поочередно подаются на фильтр 15 второй гармоники, выпрямитель 18, АЦП 19 и на вход блока 20 индикации сигнала. Блок 20 индикации сигнала особенностей не имеет. Управление коммутатором 16 может осуществляться автоматически или вручную. В последнем случае коммутатором 1 б может быть механический переключатель.Вычисление азимута производится по известным Формулам.Предлагаемое техническое решение обладает повышенной точностью измерения азимута при равном диаметре датчика, обусловленной отсутствием механического преобразователя, включающего внутренние и внешние карданные рамки, Кроме того, в данной конструкции не требуется трудоемких операций юстировки трех Феррозондов относи.- тельно друг другаФормула изобретения Феррозондовый датчик азимута, содержащий подложку из диэлектрического материала с выполненными на ней параллельными друг другу основными про" филированными пазами, из которых раз" мещен первый расчлененный феррозонд, в видедвух одинаковыхосновных сердеч". ников и двух пар сердечников, дополняющих основные, изготовленных в виде тонких стержней из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, второй расчлененный феррозонд в виде дополнительной пары и дополняющих ее двух пар тонких стержней из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уложенных в профилированные параллельные пазы ортогонально основной паре сердечников, генератор возбуждения, коммутатор и последовательно соединенные между собой фильтр второй гармоники, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь и блок индикации сигнала,о т" л и ч а ю щ и й с я тем,цто,с целью повышения точности измерения азимута, он снабжен третьим расчлененным феррозондом, подложка изготовлена ввиде цилиндра, на боковой поверхности которого выполнены три пары дополнительных профилированных пазов, расположенных ортогонально основным пазам, основной и дополнительной пары стерж" ней, а третий феррозонд размещен в дополнительных профилированных пазах в виде трех пар стержней из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками7 15378008возбуждения и сигнальными обмотками, нальными обмотками основной и дополпри этом обмотки возбуждения каждой нительной пар стержней, с сигнальными пары соединены между собой последова- обмотками четырех пар стержней, дотельно и встречно и последовательно 5 полняющих основную и дополнительную. с обмотками возбуждения двух других пары, и с фильтром второй гармоники, пар третьего феррозонда и через ком- причем Ьолусуммы длин стержней основ- мутатор подключены к генератору воз" ной и дополняющих ее двух пар, дополбуждения, а сигнальные обмотки треть" , нительной и дополняющих ее двух пар его феррозонда соединены последова и трех пар стержней третьего ферротельно и согласно между собой, с сиг- зонда одинаковы. Составитель А.ЦветковРеда ктор С. Патрушева Техред М, дидык Корректор Т.Палий Тираж й 9 Подписное Заказ 151 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, ч/5

Смотреть

Заявка

4418425, 21.03.1988

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

КОВШОВ ГЕННАДИЙ НИКОЛАЕВИЧ, КОЧЕМАСОВ ЮРИЙ НИКОЛАЕВИЧ, БАБЕНКО ИГОРЬ ФЕДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: E21B 47/02

Метки: азимута, датчик, феррозондовый

Опубликовано: 23.01.1990

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1537800-ferrozondovyjj-datchik-azimuta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Феррозондовый датчик азимута</a>

Похожие патенты