Феррозондовый датчик азимута

)етельство СССРВ 47/022,. 197епьство СССРВ 47/02, 198 Май Ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР,АВТОРСКОМУ СВ(21) 4213474/22-(3 (22) 19.03 е 87 (46) 23. 12.88. Бюп (71) Днепропетровс строительный инсти (72) Г.Н.Ковшов, И и А.А.Лейко(53) 622.242 (088(56) Авторское сви У 605950, кл. Е 21Авторское свиде В 1158749, кл. Е 2 РОЗОНДОИЙ ДАТЧИК АЗИМУТА бретение относится к промысофизике и позволяет повыствительность датчика при нии азимута скважины, Датчает феррозонды (Ф) 1,2, е в профилированиые пазы (П ке из диэлектрического матечетыре пары стержней (С) 7 этом Ф 1 и 2 содержат два вых сердечника в виде основ(54) ФЕР(57) Иэловой гсить чуопределчик вклуложенныв подложриала, ии 8. Приодин ако1446287ной пары тонких Г 5 и дополнительной пары тонких С 6, уложенных в профилированные параллельные П, ортогонально паре С 5. Две пары С 7 дополняющие пару С 5, уложены в профи=. лированные П, параллельные П пары С 5. Две другие пары С 8, дополняющие пару С 6, уложены в профилированные П, параллельные П пары С 6. Каждый С выполнен из немагнитного материала с нанесенной на него Ферромагнитной пленкой и имеет обмотку 9 возбуждения и сигнальную обмотку 10. Обмотки 9 двух пар С 7 соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 пары С 5. Обмотки 9 двух пар С 8 соединены последовательно и встречно между собой и собмотками 9 пары С 6. Сигнальныеобмотки 10 четырех пар С 7 и 8 соединены последовательно между собой,с сигнальными обмотками 10 пары С 5и пары С 6 и с фильтром 11 второйгармоники. Обмотки 9 пары С 5 и двухпар С 7 и обмотки 9 пары С 6 и двухпар С 8 соединены через коммутатор12 с генератором 13 возбуждения. Сигнал генератора 13 через коммутатор12 подается поочередно на обмотки 9ф 1 и 2. Напряжения с обмоток 1 О ф1 и 2 пропорциональны синусу и косинусу азимутального угла. 2 ил.Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано для определения магнитного азимута искривленной скважины,Цель изобретения - повькение чувствительности датчика.На Фиг.1 схематически изображено расположение дополняющих стержней на подложке Феррозондового датчика 10 азимута; на фиг. 2 - структурная схема феррозондового датчика азимута с одним из вариантов системы регистрации сигнала.Феррозондовый датчик азимута со держит расчлененные Феррозонды 1 и 2, уложенные в профилированные пазы 3, выполненные в подложке 4. Расчлененные Феррозонды 1 и 2 состоят из двух одинаковых основных сердечников,2 п выполненных в ниде основной пары тонких стержней 5 из немагнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, 25 из дополнительной пары тонких стержней 6 из немагнитного материала с нанесенной на них Ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уложенних в профилированные параллельные пазы 3 ортогонально основной паре стержней 5, Датчик включает также четыре пары стержней из немагнитного материала, прп атом две пары стержней 7, дополняющие основную пару стержней 5, уложены в профилированные пазы 3, параллельные пазам основнойпары стержней 5, а две другие парыстержней 8 из четырех пар, дополняющие дополнительную пару стержней 6,уложены в профилированные пазы 3,параллельные паз ам дополнительнойпары стержней 6, Четыре пары стержней 7 и 8 выполнены из немагнитногоматериала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и также, как основная пара стержней 5 и дополнительная пара стержней 6, содержат обмотки 9 возбуждения и сигнальные обмотки 10,Обмотки 9 возбуждения двух парстержней 7, дополняющих основную пару стержней 5, соединены последовательно и встречно между собой и собмотками 9 возбуждения основной пары стержней 5, а обмотки 9 возбуждения двух других пар стержней 8,дополняющих дополнительную парустержней 6, соединены последовательно и встречно между собой и с обмотками 9 возбуждения дополнительнойпары стержней 6. Сигнальные обмотки 10 четырех пар стержней 7 и 8соединены последовательно между собойс сигнальными обмотками 1 О основнойпары стержней 5 и дополнительной пары стержней 6 и с фильтром 11 второйгармоники,74Чувствительность расчлененного феррозонда по измеряемому магнитному азимуту будет; Э ба11 Н 1 зпЭ ос С сигнальных обмоток 10 ферроэондов 1 и 2 сигнапы поочередно подают" ся на фильтр 11, выделяющий вторую гармонику, выпрямитель 14, аналогоцифровой преобразователь 15 и на блок-,16 индикации сигнала. Блок индикации особенностей не имеет, управление коммутатором может осуществляться автоматически или вручную. В последнем случае коммутатором может быть механический переключатель.Если подложка 4 имеет форму квадрата со стороной Ь = 2 г, ширину профилированного паза Р , расстояние между пазами й, то 1.1 с 2 пмакс Ь или 1 с пмакс гф где и с- максимально возможное количество пазов, выпол" ненных на данной подложке,2 г-й и3 а амскс Если подложка имеет форму круга. радиуса г, то 1 находится иэ следукнцего выражения;) 144628Обмотки 9 возбуждения основной пары стержней 5 и дополняющих еедвух пар стержней 7 и обмотки 9 возбуждения дополнительной пары стерж 5 ней 6 и дополнякцих ее двух пар стержней 8 соединены через коммутатор 12 с генератором 13 возбуждения. Фильтр 11 второй гармоники, выпрямитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15 и блок 16 индикации сигнала поспедовательно соединены между собой.В приведенной конструкции содержится четыре пары стержней 7 и 8, 15 дополнякцих основную пару стержней 5 и дополнительную пару стержней 6. В общем случае количество дополняющих пар стержней может быть больше, в зависимости от,максимально возмож ного количества пазов 3, выполненных в подложке 4.Феррозондовый датчик азимута работает следующим образом.Генератор 13 формирует сигнап 25 возбуждения, который через коммутатор 12 подается поочередно иа обмотки 9 возбуждения расчлененных феррозоидов 1 и 2. При наличии магнитного поля Земли, в случае, когда в ЗО плоскости датчика азимута действует горизонтальная составляющая магнитного поля, в сигнальных обмотках 10 одних феррозондов сигнал пропорционален впа, а в других, ортогонапьных первым, - созегде 111,11 с напряжения, снимаеые с феррозондов 1 и 2; постоянная феррозонда, зависящая от числа витков в обмотках возбуждения и сигнальных обмотках, диаметра провода, частоты возбуждения ит.д. и имекщая размерность, Ом;напряженность магнитного поля Земли, А/м; полусумма длин .стержней одного расчлененного феррозонда, м;магнитный азимут. Пусть сердечник выполнен из ци линдрической магнитной пленкиСЦПФ-Р,21 диаметром 0,225 мм, обмотки возбуждения и сигнальные обмотки выполнены в один слой двумяпроводами (диаметром, 0,063 мм) одновременно ширина паза а 0,4 мм,расстояние между пазами 1 мм. Тогдадля квадратной площадки со сторонойЪ 30 мм 1 с щ 300 мм, что в 1 О раэбольше, чем в ферроэондовом датчике азимута без применения дополняюпих стержней.Снабжение датчика парами стерж-.ней, дополнякицих основную и дополнительную пары и выполненных из не5 14 магнитного материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, позволяет при заданных размерах подложки увеличить длину стержней феррозондов, а следовательно повысить чувствительность датчика и точность регистрируемого сигнала без усложнения электронной схемы регист" рации, так как величина напряжения, снимаемого с феррозондов, пропорциональна длине стержней. Кроме того такое техническое решение позволяет значительно уменьшить раэмеры датчика при сохранении заданной чувстви" тельности.Формул а и э о б р е т ения Феррозондовый датчик азимута, содержащий подложку из диэлектрического материала с выполненными на ней параллельными друг другу проФили-рованными пазами, в которых размещены два одинаковых основных сердечника в виде основной пары тонких стержней яз немагнитного материала с нанесенной на нях ферромагнитной пленкой н с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, дополнительную пару тонких стержней из немагнитиого материала с нанесенной на них ферромагнитной пленкой и с обмотками возбуждения и сигнальными обмотками, уложенные в профилированные параллельные пазы ортогонально основной паре, генератор возбуждения, коммутатор и последовательно соединенные между собой фильтр второй гармоники,46287 6выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь и блок индикации сигнала,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительности,он снабжен четырьмя парами стержнейиз немагнитного материаяа с нанесенной на них ферромагнитной пленкойи с обмотками возбуждения я сягнальщ ными обмотками, дополняющими основную идополнительную парк стержней,при этом две пары стержней из четырех, дополняющие основную пару,уложены в профилированные пазы, па-, 1 б рвллельные паэам основной пары, адве другие пары стержней из четырех,дополяякщие дополнительную пару, уложены в профялироваиные лазы, параллельные лазам дополнительной пары, 2 О причем обмотки возбуждения двух пар,дополняющих основную пару, соединены последовательно и встречно междусобой и с обмотками возбуждения основной пары, обмотки возбуждения 25 двух других пар, дополняющих дополщ- тельную пару, соединены последоваттельно и встречно между собой и собмотками возбуждения дополнительнойпары, обмотки возбуждения основной ЗО,пары я дополняющих ее двух пар и обмотки возбуждения дополнительной пары и дополнякщих ее двух пар соединены через коммутатор с генераторомвозбуждения, а сигнальные обмотки ЗБ четырех пар стержней соединены последовательно между собой, с сигнальными обмотками основной и дополнительной пар и с фильтром второйгармоники..о ударственного комитета по изобретениям и открытия113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР онзводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4