Скважинный инклинометр

(11) 46219 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 28,06.6 динением заявкис п осударственнын комитет света Министров СССР йо делам изобретенийн открытнй(088.8) та опубликовани писания 11.05.7. Г. Сметанин и В. В, Голованов 1) Заявител СКВАЖИННЫЙ ИНКДИНОМЕТР Известен скважинныи инклющий шаговый коммутатор ивращателями.Предложенный инклинометр отличается отизвестного тем, что фазовращатели подключены к двум модуляторам, каждый из которыхсоединен с генератором частоты заполнения ифазорасщепителем, а выходы датчиков связаны с шаговым коммутатором через синхронные детекторы. Это позволяет повысить точность измерений угла азимута.На фиг. 1 и 2 изображена блок-схема инклинометра,В состав глубинного устройства входят фазовые датчики 1 и канальные синхронные детекторы 2, чувствительные элементы датчиковкривизны и положения отклонителя маятникового типа. Чувствительный элемент датчикаазимута выполнен на основе магнитной стрелки, Чувствительные элементы связаны с подвижными элементами (роторами) датчиков,выполненных на основе двухфазных воздушных фазовращателей. Временный коммутатор3 функционально совмещен с шифратором устройства и управляется триггерным счетчиком4. Нуль-орган 5 формирует сигнал, временноеположение которого определяется фазой напряжения с соответствующего датчика.Триггер 6 предназначен для последовательного формирования посылок постоянного тока, длительность которых несет информацию о величине передаваемого параметра, Ключ 7 осуществляет подключение генератора 8 несущей частоты измерительных посылок ко вхо ду группового усилителя 9 мощности. Аналогично ключ 10 служит для подключения генератора 11 несущей частоты посылок синфазирования ко входу усилителя 9. Логическая схема (сборка) 12 формирует служебную по сылку синфазирования. Усилитель 9 и высоковольтный присоединительный фильтр служат для группового сигнала и выдачи его в токоподвод 13 электробура.Присоединительный фильтр 14 предназна чен также для отбора мощности от токоподвода электробура, необходимой для питания глубинного устройства (блок 15 питания) и подачи напряжения частоты питания электро- бура на фильтр 16 опорного напряжения, ко торый осуществляет выделение первой гармоники напряжения частоты питания электробура для подачи его на фазорасщепитель 17, коммутатор 3 и счетчик 4. Фазорасщепитель производит формирование двух одинаковых по 25 амплитудам напряжений частоты питанияэлектробура, сдвинутых относительно друг друга по фазе на 90 электрических градусов.В модуляторах 18 происходит модуляция напряжения частоты заполнения генератора 19, 30 а усилители 20 обеспечивают на выходе мо.дулированное напряжение необходимой для питания датчиков 1 величины.Высоковольтный присоединительный фильтр 21 наземного устройства (см. фиг. 2) необходим для съема от токоподвода 13 напряжений несущих частот, поступающих от глубинного устройства. Усилитель 22 с автоматической регулировкой усиления обеспечивает на выходе практически неизменное по амплитуде напряжение при изменении входного сигнала в больших пределах за счет изменения длины линии связи (токоподвода).Дискриминатор 23 демодулирует и разделяет посылки. В формирователях 24 и 25 информационные посылки и посылки синфазирования доводятся до необходимой величины и формы. Триггерный счетчик 26 через диодный дешифратор 27 управляет канальными ключами 26 устройства.Преобразователь 29 необходим для преобразования длительности измерительных посылок в импульсы напряжения соответствующей амплитуды. Интеграторы 30 и 31 обеспечивают запоминание амплитуды канальных импульсов. В качестве измерителей 32 используются стрелочные приборы визуального контроля величины измеряемых параметров и самописцы,Устройство работает следующим образом.Датчики 1 преобразуют физическую величину - углы кривизны, положение отклонителя и азимут - в пропорциональные им изменения фазы огибающей выходного напряжения датчиков. Путем синхронного детектирования выделяется напряжение, соответствующее упомянутой огибающей сигнала с датчиков. Напряжения с детекторов 2 поступают на канальные входы временного коммутатора 3. На один из входов коммутатора подается также с выхода фильтра 16 напряжение с опорной фазой, необходимое для формирования в структуре сигнала служебных посылок калибровки 0 и 100,Коммутатор осуществляет поочередное подключение присутствующих на его входах напряжений ко входу нуль-органа 5 на время измерения. Нуль-орган вырабатывает импульс, совпадающий по времени с моментом перехода через нуль от отрицательной к положительной полярности измеряемого напряжения, обеспечивая таким образом зависимость временного положения выходного импульса от фазы измеряемого напряжения.Триггер 6 запускается от соответствующего триггера счетчика 4, Момент запуска триггера 6 определяет момент начала формирования измерительной посылки, а его сброс осуществляется импульсом с выхода нуль-органа. Таким образом длительность измерительной посылки определяется временным интервалом между поступлением на триггер 6 запускающего импульса и импульса сброса. Соответствующей синхронизацией счетчика 4 обеспечивается сдвиг во времени импульса запуска триггера 6 на время, необходимое для формирования в начале измерительной посылки неизменного интервала подставки,На выходе логической схемы (сборки) 12формируется служебная посылка синфазирования, которая нужна для разделения каналов в наземном устройстве. Измерительныепосылки и посылки синфазирования управляют ключами 7 и 10, которые подключают выходное напряжение несущих частот (информационный и синфазирование) генераторов 8и 11 ко входу группового усилителя 9. Несущие частоты выбраны из условия обеспечениямаксимальной помехоустойчивости передачисигнала по линии связи. После увеличения вусилителе 9 посылки несущих частот черезприсоединительный фильтр 14 верхних частотпоступают в токоподвод электробура,С емкостного делителя фильтра 14 снимается напряжение частоты питания электробураи используется для последующей стабилизации и выпрямления в блоке 15 питания глубинного устройства, Это же напряжение поступает на фильтр 16 опорного напряжения,Напряжение с выхода этого фильтра используется для синхронизации устройства в целомпутем подачи его на счетчик 4 и блок питаниядатчиков, включающий фазорасщепитель 17,модуляторы 18, генератор 19 и усилители 20.На выходе усилителей 20 блока питанияЗО датчиков формируются два напряжения с частотой генератора 19, модулированные по амплитуде напряжениями частоты питания электробура, изменяющимися соответственно позаконам синуса и косинуса.З 5 На дневной поверхности поступающие потокоподводу 13 посылки несущих частот информации и синфазирования отделяются спомощью присоединительного фильтра 21 отнапряжения частоты питания электробура и40 поступают на вход полосового усилителя 22приемного устройства с автоматической регулировкой усиления. После демодуляции и разделения по признаку полярности в дискриминаторе 23 информационные посылки постоян 45 ного тока и посылки синфазирования с выхода формирователей 24 и 25 поступают на преобразователь ШИМ - АИМи триггерныйсчетчик 26 для его синхронизации и синфазирования.50 Триггерный счетчик 26 через дешифратор 27осуществляет последовательное во времениуправление канальными ключами 28.Напряжение с выходов этих ключей с амплитудой, пропорциональной величине напря 55 жения на выходе преобразователя ШИМ -АИМ, поступает на канальные интеграторы 30 и 31, к выходам которых подключеныизмерительные элементы 32. Для балансногоизмерения элементы 32 подключаются между60 соответствующими выходами канальных интеграторов 31 и выходом интегратора 30 служебного канала, по которому передается посылка, соответствующая нулевому значениюизмеряемых параметров. Последнее обстоя 65 тельство позволяет исключить при измеренииошибки, возникающие из-за деформации измерительных посылок при передаче по каналу связи.Предмет изобретенияСкважинный инклинометр, включающий шаговый коммутатор и датчики с фазовращателями, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений угла азимута, фазовращатели подключены к двум модуляторам, каждый из которых соединен с генера тором частоты заполнения и фазорасщепителем, а выходы датчиков связаны с шаговым коммутатором через синхронные детекторы.Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1426/2 Изд.1182 Тираж 648 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5