Устройство для передачи скважинныхпараметров

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 817234 Союз СоеетскикСоциапистическикРеспублик(23) Приоритет -Гееударстееиинк иенитет СССР аа делан изееретеиий и открытийДата опубликования описания 31.03.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СКВАЖИННЫХ ПАРАМЕТРОВ Изобретение относится к горной, нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в скважинных приборах, предназначенных для изучения физических полей в горных породах, пересеченных сква-. жиной.Известно устройство для передачи скважинных параметров на одножильном кабеле, используемое в двухканальных приборах радиоактивного каротажа, в котором нитание прибора осуществляется постоянным током, а передача информации - в виде импульсов различной полярности 1,Недостаток устройства заключается в том, что .в случае необходимости передачи сигналовуправления с поверхности требуется значительное усложнение электрической схемы.Известно устройство, содержащее схему с симметричными трансформаторами и средней точкой во входных обмотках. Напряжение переменного тока в этом устройстве передается по трехжильному кабелю, две жилы которого симметричны относительно третьей и используются для передачи импульсов, в то время как напряжение переменного тока передается одновременно по 2этим же двум и заземленной жилам. Схема позволяет осуществить передачу разнополярных импульсов одновременно от приемника физического поля и импульса синхронизации. Запуск генераторного блока осуществляется в начале каждого периода сину соидального питающего напряжения 2 .Недостатками этой схемы являются еенепригодность при использовании одножильного кабеля, а также невозможность раздельного питания генераторного и регист Орирующего блока даже при использовании трехжильного кабеля. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи скважинных параметров, в котором используются импульсные трансформаторы, одна из обмоток каждого из них выполнена из двух секций, включенных последовательно и встречно, Средняя точка между секциями блокирована на корнус конденсатором, величина емкости которого представляет собой достаточно 2 О малое сопротивление для импульсных сигналов. Это устройство позволяет работать как с трехжильным, так и с одножильным кабелем. При этом имеется возможность817234 25 ЗО 35 40 45 50 55 осуществлять независимое питание генераторного и регистрирующего блоков (3.Недостатком известного устройства является необходимость создания дополнительного канала связи (импульсного, частотного или по отдельной жиле) для передачи сигналов включения генераторного блока, Кроме того, система обладает низкой помехоустойчивостью из-за значительных помех от напряжения переменного тока, величина которого изменяется в момент передачи полезной информации, что требует ее тщательной подстройки и регулировки при работе. Все это снижает эксплуатационную надежность и метрологическую ценность информации, получаемой с использованием этого устройства.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его метрологической надежности.Указанная цель достигается тем, что в известном устройствесодержащем глубинный прибор, включающий импульсный генератор, блок выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, блок регистрации, наземный прибор, включающий источники постоянного и перемен-, ного тока, схему формирования маркерного импульса и канал связи с двумя включенными последовательно в линию связи импульсными трансформаторами, расположенными в глубинном и наземном приборах, выполненными по схеме со встречно включенными обмотками, глубинный прибор снабжен пороговыми ограничителями, одновибраторами и потенциально-логической схемой И, входы которой подключены к выходам одновибраторов, соединенных через пороговые ограничители с каналом связи, причем выход схемы И подключен ко входу блока выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, а наземный прибор снабжен блоком управления источником переменного тока, подключенным к схеме формирования маркерного импульса.На чертеже представлена функциональная блок-схема устройства передачи скважинных параметров.Устройство содержит скважинный прибор 1 и наземную панель наземный прибор) 2. Скважинный прибор 1 включает генераторный блок 3 с импульсным потреблением энергии, например, путем ее предварительного накопления на конденсаторе и разрядки последнего во время работы излучающего генератора 3, который включается импульсом блока 4 выделения и формирования импульса, ко входу которого подсоединена потенциально-логическая схема И 5, на входы которой подсоединены потенциальные выходы одновибраторов 6 и 7. Одновибраторы запускаются передним фронтом импульсов пороговых ограничителей 8 и 9 положительной и отрицательной полуволн питающего напряжения. Пороговые ограничители 8 и 9 через конденсатор 10 подключены к выходу двухсекционной обмотки импульсного трансформатора 11, секции которой одинаковы и включены встречно, Средняя точка заземлена через конденсатор 12, емкость которого обеспечивает малое сопротивление для высокочастотных сигналов информации блока 13 регистрации. Питание всех элементов осуществляется током, поступаюшим через дроссель 14 в блок 15 питания,Скважинный прибор 1 посредством одно- О жильного (или многожильного) кабеля 16связан с наземной панелью 2 управления, которая включает импульсный трансформатор 17, конденсатор 18, дроссель 19, конденсатор 20. ВыСокочастотный сигнал информации (или импульсы малой длительности) снимается с обмотки 21 импульсного трансформатора 17, В наземном приборе имеется схема 22 формирования маркерного импульса, блоки 23 и 24 коммутации. В разрыв цепи 25 питания переменного тока вклю чен диодчо-тиристорный мост 26, к управляющему входу тиристора 27 подсоединен выход коммутатора 23. Аналогичный мост 28 подсоединен также к цепи питания параллельно. В нагрузке моста 28 имеется резистор 29. Тиристор 30 также управляется бло- ком 24 коммутации.Устройство работает следующим образом.Постоянный ток поступает через дроссель 19, Обмотки импульсного трансформатора 17, кабель 16, обмотки импульсного трансформатора 1, дроссель 14 в блок 15 питания. который .обеспечивает питанием все узлы скважинного прибора. Переменное напряжение по цепи 25 через мост 26 и конденсатор 20 подается в скважинный прибор и через конденсатор 10 в генераторный блок 3, где осуществляется накопление электрической энергии. При этом тиристор 27 открыт, а тиристор 30 закрыт. Ограничители 8 и 9 формируют из синусоидального напряжения положительные импульсы, передний фронт которых соответствует по времени достижению амплитуды синусоидального напряжения, превышающего порог срабатывания ограничителя 8 или 9. Передним фронтом сформированного прямоугольного импульса запускаются одновибраторы 6 и 7, длительность возбуждения которых должна быть заключена в интервале от 1/2 до 3/4 Т, где Т - период питающего синусоидального напряжения. Это необходимо для надежной работы устройства при изменении амплитуды питающего напряжения. Такие изменения будут приводить к временным сдвигам в срабатывании пороговых ограничителей,С выходов одновибраторов потенциалы подаются на входы потенциально-логической схемы И 5. При этом на входе схемы И всегда отсутствует один либо оба высоких потенциала, следовательно, на ее выходе всегда имеется высокий потенциал. Блок 4может быть запущен только при изменении потенциала на выходе схемы И 5.В случае поступления импульса с блока 22 формирования маркерного импульса, блок 23 коммутации закрывает тиристор 275 и напряжение питания переменного тока не может поступать в скважинный прибор. Работа блока коммутации сфазирована таким образом, что выключение тиристора происходит, когда ток питания проходит через нуль. При этом обеспечивается мини- о мальная величина экстратоков. С целью более быстрого окончания коммутационных процессов к каналу связи подключен мост 28, тиристор которого открывается, в результате цепь оказывается закороченной через небольшое сопротивление 29 на землю.В результате отключения переменного напряжения в скважинном приборе на выходах одновибраторов появляется высокий потенциал, а на выходе схемы И 5 потенциал становится низким. В результате изменения потенциала на выходе схемы И 5, поступающего в блок 4, последний вырабатываетзапускающий импульс. Генераторный блок 3 расходует запасенную энергию на испускание определенного вида излучения (например акустического или ядерного), которое 25 регистрируется после взаимодействия с окружающими породами блоком 13 и в виде высокочастотных сигналов передается на поверхность. Снимается эта информация с обмотки 21 импульсного трансформатора 17, Поскольку в этом случае переменное напряжение не передается по каналу связи, помехоустойчивость системы телеметрии повышается.По истечении определенного времени, задаваемого блоком,23 тиристор снова открывается, напряжение переменного тока подается в скважинный прибор, цикл повторяется. Такая цикличность работы требуется в акустическом каротаже, импульсном нейтронном каротаже и т. п.Технико-экономическая эффективность 4 в предлагаемого устройства определяется повышением эксплуатационной надежности,упрощением устройства при использованииодножильного кабеля.Формула изобретенияУстройство для передачи скважи нных параметров, содержащее глубинный прибор, включающий импульсный генератор, блок выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, блок регистрации, наземный прибор, включающий источники постоянного и переменного тока, схему формирования маркерного импульса и канал связи с двумя включенными последовательно в линию связи импульсными трансформаторами, расположенными в глубинном и наземном приборах, выполненными по схеме со встречно включенными обмотками, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его метрологической надежности, наземный прибор снабжен блоком управления источником переменного тока, глубинный прибор снабжали пороговыми ограничителями, одновибраторами и потенциально-логической схемой И, входы которой подключены к выходам одновибра. торов, соединенных через пороговые ограничители с каналом связи, причем выход схемы И подключен ко входу блока выделения и формирования сигнала запуска импульсного генератора, а блок управления источником переменного тока подключен. к схеме формирования маркерного импульса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ларионов В. В. Радиометрия скважин.М., Недра, 1969, с. 279 - 299,2. Аванесов В, М., Беспалов Д. ф., Гольдштейн Л. М, и др. Серийная аппаратураИГНдля исследования глубоких нефтяных.и газовых скважин методом ИННК. Сква-.жинные генераторы нейтронов, М., ОНТИВНИИЯГГ, 1973, с. 10 - 3.3. Авторское свидетельство СССРМо 179848, кл. б 01 Ч 5/00, 1963.едактор Ю. Ковачаказ 993/42ВНИИПИпо деМос Составитель Н. ЖуТехред А. БойкасТираж 627Государственного комитеам изобретений н отква, Ж - 35, РаушскаяПатент, г. Ужгород, ул авлеваКорректорПодписноета СССРрытийнаб д. 4/5Проектная, 4