Феррозондовый датчик азимута

ц 964319 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СонетсиикСецнапнстнчесинкРеспублни(5 )М, К,т,Е 21 В 4.7/02О 01 С 9/06 с присоединением заявки РЙ Гасударственный кемнтет СССР дв делам нэебретенкй н вткрвтнй(5 З) УДК 622,24 .7 (088.8) Дата опубликования описания 08,10.82 Г. Н. Ковшов, Н, П. Рогатых и А. Н. Сергеев(72) Авторы изобретения Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе(54) фЕРРОЗОНДОВЪЙ ДАТЧИК АЗИМУТА 1Изобретение относится к промысловб 1 еофиэическим исследованиям буровых скважин и может быть использовано для определения азимута искривленных скважин,5 По основному авт. св. % 802535. известен феррозондовый датчик азимута, содержащий скважинный прибор с двумя однокатушечными ортогональными феррозондами, один из которых закреплен в апсидальной рамке, другой - в маятникоч вой зенитной рамке, В наземной частирасположены датчик длины кабеля, фаэовращатель,два идентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частюты, модулятора, а также генератора опорного напряжения, ВС-цепочка, два триггера20 Шмитта, преобразователь фаза - код и счетчик 1 1.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения ази 2мута, определяемая суммарной погрешностью тзмерения, которая зависит от не.точности изготовления феррозондов, неточ ности установки осей чувствительности феррозондов в горизонтальных плоскостях и ортогонадьно, а акже .от расстройки каналов преобразования информации и фазовращающей ВС-еепочки. Суммарная . погрешность является энакопеременной с периодом 360 о. 1Цель изобретения - повышение точнос ти измерений азомута.Указанная цель достигается тем, что феррозонцовый датчик азимута снабжен блоками коррекции, цтфро-аналоговым преобразователем, пороговыми элементами и коммутатором, при етом входы блоков коррекции соединены с выходом преобразователя фаза код и с входом цифро-ана логового преобразователя, к выходу кото рого подключены входы пороговых еле ментов, а выходы последних н выходы блоков коррекции подключены к коммута 3 М 41тору,. выход которого соединен со счетчиком.На фиг. 1 представлена функциональная схема феррозондового датчика азимута; на фиг. 2 - графики зависимостей вы- зходного налряжения цифро-аналогового. преобразователя и суммарной погрешностиизмерения от азимута.Устройство включает э себя скважинныйприбор, в котором размещены два однокатушечных феррозонда 1 и 2, оси чувствительности которых ортогональны. Один изних закреплен в апсидальной рамке 3,центр тяжести которой смещен ексцент. ричным грузом 4, другой - в маятниковой изенитной рамке 5, удерживающей ось чувствительности феррозонда в горизонталь-.ной плоскости. Наземная часть содержитдатчик 6 длины кабеля, фаэовращатепь7, два идентичных канала, состоящих из 20генератора 8 с цолосовым фильтром, избирательного усилителя 9,настроенногона частоту второй гармоники, фазовогодетектора 10, удвоитепя 11 частоты,модулятора 12, а также генератор 13 25опорного напряжения, РС-цепочку 14, .триггеры Шмитта 15, преобразователь 16фаза - код, счетчик 1 7, устройство 18коррекции, содержащее цифро-аналоговыйпреобразователь 19, пороговые элементы щ 020-25, блоки 26-31 коррекпии и коммутатор 32,19 4беля при его размотке предусмотренаавтоматическая подстройка. фазы в удвоителе фазовращателем 7 по сигннлам датчика 6 длины кабеля в зависимости отглубины погружения снаряда в скважину,В фазовых детекторах сигналы выпрямляются и затем преобразуются модуляторами 12 в переменное напряжение. Послемодуляторов два синфаэных напряжения,амплитуды которых изменяются пропор;ционально синусу и косинуоу азимута,подаются на фазовращающую ВС цепочку14, фаза выходного напряжения пропорциональна азимуту. Напряжения с генератора 13 и БС-цепочки 14 подаютсяна триггеры Шмитта 15, где преобразуются в сигналы прямоугольной формы,фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту, Сигналы с триггеров15 поступают на преобразователь 16фаза - код, который формирует последовательность импульсов, длительность ко торых можно представить как: 1 с (Ы+,ас),где К - коэффициент пропорциональности;о - азимут;до - суммарная погрешность измерения азимута.Для уменьшения величины Вью дли тельность необходимо уменьшить или увеличить на некоторую величину д, в зависимости от знака ь оФерроэондовый датчик азимута работает следующим образом.При движении снаряда ло искривленной Зф скважинеапсиаапьная рамка 3 с грузом 4 непрерывно устанавливается перпенди-. кулярно плоскости наклона сиважийы, внутренняя рамка (зенитный маятник)-по вертикали. Ось чувствительности ферро40 зонда 2 при этом оказывается лежащей одновременно в гориэонтельной плоскости и плоскости наклона, а у феррозонда 1 перпендикулярно плоскости наклона. Для определения азимута наклонной скважины ф достаточно провести измерения составля ющих магнитного поля Земли на оси ферро-. эондов, Напряжение с генераторов 8 подается по каротажному кабелю к обмот кам феррозондов, В магнитном поле Земли ф 0 в них наводится ЭДС, вторая гармоника которой выделяется избирательными усилителями 9. После усиления напряжение поступает на фазовый детектор 10, на который также подается напряжение удво- ф енной частоты с удвоителя 1.1. Для ио ключения влияния на показания прибора изменения реактивного сопротивления ка, Г = Фа ф % дод Г.Эту функцию выполняет. корректирующее устройство 1.8, Импульсы с преобразователя фаза - код поступают на входы блоков 26-31 коррекции, которые укорачивают их длительность прида и увеличивают при - до, и на цифро-анз+- логовый преобразователь 19, выходное напряжение которого (фиг. 2) пропорционально длительности входных импульсов (т,е. азимуту). Пороговые элементы 20- 25, срабатывающие при. определенном значении(напряжения срабатывания показаны на фига 2) а управляют работой коммуа татора 32. С помощью пороговых элемент тов весь диапазон измерения азимута 0"360 о делится на интервалы (в данном случае на шесть), каждому интервалу-соответствует своя величина а ь, задавае:-. мая блоками 26-31 коррекции. На выходе коммутаторе 32 возникают импульсы, длительности которых скорректирована на соответствующую величину аС и которые поступают на счетчик 1 7, с последнего снимается информация в цифровом виде.5 9641Таким образом, введение в феррозондовый датчик азимута устройства коррекции, осуществляющего автоматическуюкоррекцию преобразования азймута, позволяет значительно повысить точностьизмерения азимута. В данном случае(при разбиении на шесть интервалов коррекции) точность увеличивается примерно в два раза, При увеличении числа интервалов коррекции возможно дальнейшее 1 Оповышение точности,Форм ула изобретенияФеррозонодовый датчик азимута по авт,св. Ж 802535, о т л н ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности 15измерений азимута, он снабжен блоками Ю 6коррекции, цифро-аналоговым Bреобраэователем, пороговыми элементами и коммутатором, при этом входы блоков коррехции соединены с выходом преобразователя фаза - код и с входом цифроаналогового преобразователя, к выходукоторого подключены входы пороговых элементов, а выходы последних и выходыблоков коррекции подключены к коммутатору, выход которого соединен со счетчиком.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 802535, кл. Е 21 В 47/02, 1979Заказ 7 23 енного комитетатений и открытийЖ, Рвушская 4/3Тираж 6 ВНИИПИ Государст по делам рзобре 1 1 3035, Москва, ППП ."Патент г .,Ужгппп патентф Зак Я,ПодписноеССР аб., д. 4/Проектная