Устройство для телеизмерения скважинных параметров

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ р 11968362 61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 24. 04. 81 (21) 3281711/22-03(23) Приоритет -Опубликовано 23;10.82. Бюллетень М 9 39 151 М. Кп. Е 21 В 47/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.10,82(72) Авторизобретения Н.Н. Гринченко Специальное проектно-конструкторское и технологическое- бюро по погружному электрооборудованию для буренияскважин и добычи нефти(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ СКВАЖИННЫХ ПАРАМЕТРОВ2 30 Изобретение. относится к иссле 1 дованиям скважин и может быть испольэовано для телеизмерения различных параметров в процессе бурения скважин электробурами,Известно устройство для образования каналов телеизмерения в токоподводе электробура, содержащее приемныйе коммутирующий узел со схемой 10 управления и измерения длительности импульсов и передающий коммутирующий узел, выполненный в виде включенных в рассечку одного из проводов токоподвода электробура встречно-параллелЬно соединенных тиристоров. Параллельно передающему коммутирующемуузлу через ограничитель напряжения подключеи импульсный времяэадающий элемент, выход которого соединен с управляющим электродом тиристора (1 Д.Недостатком устройства является необходимость отключения .фазы токо- подвода на время половины периода промьпапеннойчастоты для передачи информационных сигналов.Наиболее близким к изобретению является устройство для телеизмерения скважинных параметров, содержащее токоподвод, приемный блок, передающий блок с включенным в рассечку одного из проводов токоподвода коммутирующим узлом, имеющим тиристор с конденсатором в цепи управления иключ 23Недостаток изэестногО устройства состоит в низкой эффективности теле- измерения, поскольку для увеличения числа каналов и скорости передачи информации требуется существенное усложнение устройства.Целью изобретения является повышение эффективности телеиэмерения .за счет увеличения числа каналов связиУказанная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразо,вателем аналог - код, дополнительным ключом, двумя парами последовательно соединенных диодов и дополнительным тиристором, включенным встречно-параллельно основному тиристору,причем вход тактовой синхронизации преобра зователя подключен параллельно тиристору, первый выход преобразователя через, ключ, а второй - через дополнительный ключ и одну пару диодов соединены с управляющим электродом тиристора, другая пара диодов включена между катодом и управляющим электтзодом дополнительного тиристора,конденсатор коммутирующего узла подключен к точкам соединения диодов каждой пары.На чертеже представлена функциональная схема устройства для телеизмерения скважинных параметров. 5Устройство содержит передающий блок, который состоит из включенного в рассечку заземленной Фазы электро- бура 1 коммутирующего узла 2, выполненного в виде встречно-параллельО ного соединения основного тиристора 3 и дополнительного тиристора 4.управляющий электрод основного тиристора 3 через ключ 5 подсоединен к катоду, а через цепь 6 управления, которая содержит конденсатор, подключен к аноду тиристора 3.Между катодом и управляющим электродом дополнительного тирйстора 4 последовательно соединенные диоды 7 и 8 включены в прямом направлении от от катода к управляющему электроду этого тиристора 4. Дополнительный ключ 9 подсоединен к управляющему электроду тиристора 3 через два по- й 5 следовательно соединенные диоды 10 и 11, включенные в прямом направлении от ключа к управляющему электроду. Входы основного 5 и дополнительного 9 ключей подключены к соответствующим выходам преобразователя 13 аналог - последовательный код, вход синхронизации которого включен параллельно тиристору 3.Преобразователь 12 предназначен для измерения зенитного угла скважи- .З ны и содержит Формирователь 13 импульсов, тактовый распределитель 14, несколько логических элементов "И" 15- 18, элемент ИЛИ 19, а также датчик 20 зенитного угла. 4 ОФормирователь 13 состоит из ограничителя 21 амплитуды разнополярных импульсов и инвертора на логическом элементе И 15 для инвертирования ограниченных отрицательных импульсов, 45 которые поступают на вход формирователя 13, используемого в качестве входа синхронизации пребразователя 12,Первый выход формирователя 13 подсоединен к входу тактового распределителя 14, а второй его выход с инвертора 15 подключен к входу логического элемента И 16, второй вход которого соединен с выходом формирователя 14. Выход логического элемента 16 является вторым выходом преобразователя 12 и подсоединен к входу ключа 9. ФВход основного. ключа 5 подключен к первому выходу преобразователя 12, 60 являющегося одновременно выходом логического элемента ИЛИ 19, входы которого соединены с соответствующими выходами логических элементов И 1765 и 18,число которых обусловлено числом. разрядов циклической кодовой круговой шкалы датчика 20,Входы логических элементов И 17и 18 соединены с соответствующимисчитывающими элементами кодовой шкалы датчика 20 и выходами распределителя 14,Таким образом, тактовый распределитель 14, элементы И 17 и 18,элемент ИЛИ 19 и датчик 20 по схемепреобразования параллельного циклического кода в последовательный,Питание преобразователя 12 осуществляется от источника 22.Приемная часть устройства содержит подключенный через фильтр 23 ктокоподводу электробура 1 цифро-ана-.логовый преобразователь 24 с циф 1ровым индикатором 25.Преобразователь 12, подсоединенный своим первым выходом через ключ 5к тиристору 3, обеспечивает формирование в токоподводе электробура 1 кодо-импульсной информационной посылки,а второй выход преобразователя 12через ключ 9, диод 10, цепь б управления и диод 7, .воздействуя на тиристор 4, формирует в токоподводе электробура 1 синфазирующую посылку длясинхронизации работы передатчика иприемника. Цепь б управления и входсинхронизации преобразователя 12 содержат конденсаторы, которые исключают шунтирование по постоянному токукоммутирующего узла 2, который используется при отключенном электробуре 1 для контроля сопротивления изо-.ляции токоподвода и обмотки статорадвигателя,электробура. Устройство работает следующим образом.С включением электробура 1 на коммутирующем узле.2 присутствуют разнополярные импульсы напряжения, длительность которых обусловлена временем включения тиристоров 3 и 4, а амплитуда - напряжением источника питания электробура 1, ЭДС Фазы обмотки его статора, величиной угла м .жду силовым током.и напряжением, а также параметрами источник-токоподвод-электробур. Положительные импульсы с анода тиристора 3 через диод 8, цепь б управления и диод 11 поступают на управляющий электрод этого тиристора, переводя его в проводящее состояние. Отрицательные импульсы открывают тиристор 4, обеспечивая прохождение тока по цепи: катод, управляющий электрод тиристора 4, диод 7, цепь б управления, диод 10 и ключ 9.Эти разнополярные импульсы, имеющие частоту, равную частоте питающей сети, с коммутирующего узла 2 поступают на вход синхронизации преобразователя 12, которым является входкой "1" в момент времени, предшествующий прохождению в заземпеннойфазе токоподвода отрицательной полуволны силового тока через тиристор 3.Таким образом, тиристор 3 обеспечивает кратковременное отключениезаземленной фазы токоподвода электробура 1 и формирОвание в токоПод"воде последовательно кодо-импульснойпосылки, присутствующей на первомвыходе преобразователя .14Информационные импульсы и импульсы:синфазирования поступают черезфильтр 23 в цифро-аналоговый преобразователь 24 и на цифровой индикатор 25.Приведенная на чертеже схема. преобразователя 12 и его связи обеспе- чивает использование тиристора 4 для передачи синфаза, а тиристора 3 - для формирования информационной посылки.При необходимости функции тиристоров 3 и 4 можно перераспределять,длячего достаточно поменять местами подключение выходов распределителя 12 к ,ключам 5 и 9. Для расширения числаконтролируемых параметров можно включить между .входом элемента И 16 и дополнительными выходами распределителя 14 дополнительные узлы, аналогичные элементам 17-20, обеспечив соответствующую связь между ними, или передавать значение второго контролируемого параметра после окончания поразрядного опроса состояниядатчика 20.Таким образом, на входы ключей 5 и 9 можно подключить выходы любого другого преобразователя, входы которого представлены число-импульсным последовательным кодом.В предлагаемом устройстве цепь 6 управления является общей для обоих тиристоров 3 и 4 и содержит конденсатор, который увеличивает сопротивление коммутирующего узла постоянному току при контроле изоляции токоподвода электробура. ПрименениЕдиодов 7, 8 и 10, 11 в коммутирующем узле 2 с двумя тиристорами 3 и 4 и общей для них цепью 6 управления позволяет наряду с увеличением вдвое числа каналов телемеханики выполнить измерительные преобразователи обоих каналов на интегральных микросхемах с.общим источником 22 питания без дополнительных разделительных цепей высокого напряжения,Техкнико-экономическая эффективность предложенного устройства обусловлена увеличением числа информационных каналов и повышением скорости передаМи информации.формула изобретенияУстройство для телеизмерения скважинных параметров, содержащее токоформирователя 13. В Формирователе 13 импульсы ограничиваются по амплитуде ограничителем 21 и разделяются: положительные импульсы поступают на , вход однотактного распределителя 14, а отрицательные - инвертируются 5 инвертором 15. Положительные импульсы с выхода инвертора 15 и импульс с одного из выходов распределителя14 поступают на соответствующие входы логическогс элемента И 16, на вы ходе которого в моменты совпадения по времени прихода этих импульсов формируется положительный импульс, закрывающий ключ 9. Закрытый ключ 9 уменьшает ток управления тиристором 4, который протекает по цепи: диод 10, цепь б управления, диоц 7 и .управляющий электрод тиристора 4. Уменьшение тока управления вызывает более позднее переключение тиристора 4 в проводящее состояние, что обеспечивает кратковременное отключение заземпенной фазы электробура 1 и .Формирование в его токоподводе логической "1" в момент времени, предшествующий прохождению в заземленной Фазе токоподвода положительной полуволны силового тока через тиристор 4. Кратковременное отключение тиристора 4 заземленной Фазы электробура 1 используется для синхронизации работы передающего и приемного блоков устройства.Поступающие на вход распределителя 14 положительные импульсы, которые совпадают по времени с импульсами включения тиристора 3, обеспечивают последовательный поразрядный опрос состояния элементов считывания кодовой шкалы датчика 20.Распределитель 14, датчик 20 и 40 логические элементы И 17 и. 18, число которых соответствует числу разрядов кодовой шкалы датчика 20, обеспечи-вают с момента формирования синфаза в токоподводе электробура 1 на выхо де логического элемента ИЛИ 19 последовательную кодо-импульсную посылку, соответствующую величине зенитного угла скважины.Положительный импульс на первом выходе преобразователя 12, соответствующем выходу элемента ИЛИ 19,открывает ключ 5, который шунтирует управляющий переход тиристора 3, уменьшая тем самым величину тока управления этого тиристора, Ток управления тиристора 3 протекает через диод 8, цепь б управления, диод 11 и управляющий переход, ответвляясь частично. через ключ 5. Уменьшение тока управления тиристором 3 вызывает более позднее его переключание в проводящее состояние, что обеспечивает кратковременное отключение заземленной фазы электробура 1 и формирование в его токоподводе логичес968362 НИИПИ Заказ 8071/54 Тираж 623 Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 подвод, приемный блок, передающийблок с включенным .в рассечку одногоиз проводов токоподвода коммутирующим узлом, имеющим тиристор с конденсатором в цепи управления, и .ключ,о т л .и ч а ю щ е е с я тем, что, 5с целью повышения эффективностителеиэмерения эа счет увеличения числа каналов связи, оно снабжено преобразователем аналог - код, дополнительным ключом, двумя парами последо вательно соединенных диодов и дополнительным тиристором, включеннымвстречно-параллельно основному тиристору, причем вход тактовой синхронизации преобразователя подключен паралич 5 лельно тиристору, первый выход преобразователя - через ключ, а второй- через дополнительный ключ и одну пару диодов соединена с управляющим электродом тиристора, другая пара циодов включена между. катодом и управляющим электродом дополнитель,ного тириатора, конденсатор коммутирующего узла подключен к точкам соединения диодов каждой пары, -Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР .9 452258, кл, Е 21 В 47/12, 1973.2. Авторское свидетельство СССР 9 519533, кл. Е 21 В 47/12, 1974.