PL101110B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do przesylania sygnalów elektrycznych z górniczych otworów wiertniczych, które to sygnaly sa nosnikami informacji np. o temperaturze, wilgotnosci, przewodnosci elektrycznej, przenikalnosci magnetycznej itp. W ogólnosci sposób i urzadzenie sa przeznaczone do przesylania informacji o wszelkich danych fizycznych, chemicznych czy mechanicznych, które przy pomocy znanych przetworników umieszczonych w otworze wiertniczym wykonanym w górotworze daje sie zamieniac na sygnal elektryczny o czestotliwosci nie przekraczajacej 3000 Hz.

Stan techniki. Znanym sposobem przesylania sygnalów elektrycznych bedacych nosnikami informacji o mierzonych o górotworze parametrach, przy pomiarach w kopalnianych otworach wiertniczych, jest stosowanie polaczen kablowych pomiedzy nadajnikiem sygnalów a urzadzeniem pomiarowym, wprowadzanych do otworu równoczesnie z sonda pomiarowa.

Ze wzgledu na warunki panujace w otworach wiertniczych np. wypelnienie woda trudno jest uzyskac wlasciwa, niezbedna izolacje kabla. Zerdzie wiertnicze skladaja sie z okolo dwumetrowych odcinków i sluza do zapychania sondy pomiarowej do otworu. Równoczesnie zapewnienie polaczenia z sonda za pomoca kabla jest bardzo klopotliwe i pracochlonne i co gorsza nie zapewnia prawidlowego przekazywania sygnalów, miedzy innymi wskutek uszkodzen izolacji polaczen oraz zmian opornosci przejscia.

Istota wynalazku. Wynalazek dotyczy sposobu przesylania sygnalów elektrycznych z górniczych otworów wiertniczych, w których sa umieszczone pomiarowe przetworniki parametrów górotowru na sygnal elektryczny oraz ewentualnie przewody wiertnicze. Istota wynalazku jest to, ze sygnal pomiarowy z przetworników pomiarowych przetwarza sie na sygnal akustyczny, zas czestotliwosc moduluje sie proporcjonalnie do zmian sygnalu pomiarowego, przy czym jako falowodu uzywa sie otworu wiertniczego, a nastepnie przesylany sygnal akustyczny odbiera sie u wylotu tego otworu i przetwarza z kolei na sygnal elektryczny oraz poddaje demodulacji. W otworach wyposazonych w wiertnicze przewody jest korzystne wykorzystywanie ich jako falowodów, przy czym przewody sprzega sie mechanicznie z jednej strony z urzadzeniami przetwarzajacymi sygnal pomiarowy na akustyczny, a z drugiej strony z urzadzeniami przetwarzajacymi sygnal akustyczny na elektryczny.o 101110 Wynalazek dotyczy takza ukladu do przesylania sygnalów elektrycznych z górniczych otworów wiertniczych, zawierajacy przynajmniej jeden pomiarowy przetwornik parametrów górotworu na sygnal elektryczny w tym otworze umieszczony, który to otwór jest ewentualnie wyposazony w wiertnicze przewody.

Uklad wspólpracuje ze znanymi pomiarowymi urzadzeniami indykujacymi badz rejestrujacymi wyniki pomiarów. Istote wynalazku stanowi to, ze wyjscie pomiarowego przetwornika jest poprzez dopasowujacy uklad polaczone z liniowym przetwornikiem napiecia na czestotliwosc, który jest przez wzmacniacz mocy dolaczony do wejscia elektroakustycznego przetwornika, akustycznie sprzezonego poprzez mechaniczny czlon z wejsciem falowodu, który jest swoim wyjsciem akustycznie sprzezony z mechaniczno-elektrycznym przetwornikiem, polaczonym za posrednictwem wzmacniacza z demodulatorem czestotliwosci. Wyjscie demodulatora jest przylaczone do urzadzen pomiarowych. Zaleznie od tego czy otwórjest wyposazony w przewody wiertnicze czy nie, falowodem moze byc sam wiertniczy otwór badz wiertniczy przewód, zazwyczaj zerdz. Przewód wiertniczy jest z jednej strony poprzez przegrode polaczony mechanicznie z membrana elektroakustycznego przetwornika a z drugiej strony do drgajacej czesci mechaniczno-elektrycznego przetwornika.

Sposób wedlug wynalazku pozwala na eliminacje zawodnych i klopotliwych w uzyciu polaczen kablo¬ wych. Cechuje go wierne przekazywanie sygnalów elektrycznych panujace w otworach wiertniczych nie maja praktycznie wplywu na rozchodzenie sie fal akustycznych, dzieki czemu wzrasta dokladnosc pomiaru, poniewaz wynik nie jest obarczony zaklóceniami pochodzacymi od wplywu otoczenia. Uklad realizujacy sposób charakteryzuje sie znaczna niezawodnoscia, gdyz nie ma w nim polaczen elektrycznych pomiedzy odcinkami przewodów kablowych, które ze wzgledu na znaczna opornosc przejscia jak tez zmienna opornosc izolacji, powoduja zazwyczaj zaklócenia pomiaru lub niekiedy wrecz uniemozliwiaja pomiar dokonywany znanym sposobem. Ze wzgledu na swoje zalety sposób i uklad sa szczególnie predestynowane do stosowania w zawodnio¬ nych otworach wiertniczych, w których woda zawiera chemicznie czynneskladniki.

Objasnienie figur rysunku. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia schemat blokowy ukladu zgodnego z wynalazkiem, zas fig. 2 — poczatkowy i koncowy fragment otworu wiertniczego w przekroju podluznym, zawierajacego elementy ukladu.

Przyklad wykonania. Sposób i uklad wedlug wynalazku sa przykladowo przedstawione w rozwiazaniu, które dotyczy wiertniczego otworu wyposazonego w zerdz, sluzaca do zapychania przetworników pomiarow>eh.

Pomiarowym przetwornikiem jest sonda 1 do karotazu indukcyjnego, w której elektryczne wyjscie polaczone jest z wejsciem dopasowujacego ukladu 2, zbudowanego na scalonym wzmacniaczu operacyjnym. Wyjscie dopasowu¬ jacego ukladu 2 jest polaczone z tranzystorowym astabilnym multiwibratorem 3 sterowanym napieciowo, spelniajacym funkcje liniowego przetwornika napiecia na czestotliwosc. Multiwibrator 3 jest poprzez zintegrowany wzmacniacz 4 mocy polaczony z wejsciem elektroakustycznego przetwornika, któtym jest wysokotonowy glosnik 5. Falowodem jest wiertnicza zerdz 6 zlozona z wielu segmentów winidurowych polaczonych ze soba, za pomoca termoplastycznie ksztaltowanych kolnierzy zachodzacych na siebie. Membrana glosnika jest mechanicznie sprezona z metalowa przegroda 7 spelniajaca role sprzegajacego czlonu, przylegajaca do czola koncówki wiertniczej zerdzi 6. Do drugiej koncówki wiertniczej zerdzi 6 jest przytwierdzony geofon 8 stanowiacy mechaniczno-elektryczny przetwornik. Elektryczne wyjscie geofonu 8 jest poprzez wzmacniacz 9 polaczony z demodulatorem 10 czestotliwosci przylaczonym do wejsc pomiarowego urzadzenia 11. Sonda 1 jest' umieszczona w glebi wiertniczego otworu 12.

Dopasowujacy uklad 2 astabilny multiwibrator 3 i wzmacniacz 4 mocy sa umieszczone we wspólnej obudowie 13 wraz z glosnikiem 5, oddzielanym od czlonów elektronicznych wewnetrzna sciana 14. Obudowa 13 jest przykrecona wkretami do obudowy sondy 1 i ma wtykowe polaczenie miedzy elektrycznym wyjsciem sondy 1 a wejsciowym czlonem 2, hermetyzowane w stosunku do wiertniczego otworu 12. Od strony zerdzi 6 obudowa 13 ma kolnierz 15, w który jest wcisnieta koncówka tej zerdzi 6, przylegajaca do metalowej przegrody 7. Do przegrody 7 jest z drugiej strony przykrecony glosnik 5 zamocowany uchwytami, usytuowanymi na zewnetrznej krawedzi jego membrany. Geofon 8 jest przymocowany gipsem 16 do drugiej koncówki zerdzi 6. Dopasowujacy uklad 2, multiwibrator 3, wzmacniacz 4 mocy, glosnik 5 i metalowa przegroda^7, bedaca sprzegajacym czlonem, tworza uklad przetwarzania sygnalu elektrycznego na sygnal akustyczny o .czestotliwosci proporcjonalnej do wielkosci tego sygnalu. Geofon 8, wzmacniacz 9 i demodulator tworza uklad przetwarzania sygnalu akustycznego na sygnal elektryczny o amplitudzie proporcjonalnej do czestotliwosci tego sygnalu akustycznego.

Sygnal elektryczny z sondy 1 podawany poprzez dopasujacy uklad 2 na wejscie multiwibratora 3 jest w nim przetwarzany na napiecie o czestotliwosci proporcjonalnej do amplitudy sygnalu z sondy 1 a nastepnie po101110 3 wzmocnieniu podawany na wejscie glosnika 5 wytwarzajacego fale akustyczna tej samej czestotliwosci.

Membrana glosnika 5 przekazuje drgania poprzez metalowa przegrode 7 do zerdzi 6, u wylotu której sa one odbierane przez geofon 8 przetwarzajacy je ponownie na napiecie o czestotliwosci proporcjonalnej do mierzonego parametru reprezentowanego przez sygnal sondy 1. Napiecie to po wzmocnieniu we wzmacniaczu 9 jest demodulowane czestotliwosciowo i w postaci sygnalu pomiarowego podawane do pomiarowego urzadzenia 11, gdzie jest indykowany lub rejestrowany, zaleznie od potrzeb.

Claims (5)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób przesylania sygnalów elektrycznych z górniczych otworów wiertniczych, w których sa umieszczone pomiarowe przetworniki parametrów górotworu na sygnal elektryczny,znamienny tym, ze wyjsciowy elektryczny sygnal pomiarowy z pomiarowych przetworników przetwarza sie na sygnal akustyczny zas czestotliwosc moduluje sie proporcjonalnie do zmian sygnalu pomiarowego, przy czym jako falowodu uzywa sie otworu wiertniczego, a nastepnie przesylany sygnal akustyczny odbiera sie u wylotu tego otworu i przetwarza z kolei na sygnal elektryczny oraz poddaje demodulaqi czestotliwosci.

2. Sposób przesylania sygnalów elektrycznych z górniczych otworów wiertniczych, w któryeh umieszczo¬ ne sa pomiarowe przetworniki parametrów górotworu na sygnal elektryczny oraz przewody wiertnicze, znamienny tym, ze wyjsciowy elektryczny sygnal pomiarowy z pomiarowych przetworników przetwarza sie na sygnal akustyczny, zas czestotliwosc moduluje sie proporcjonalnie do zmian sygnalu pomiarowego, przy czym jako falowodu uzywa sie wiertniczych przewodów umieszczonych w otworach, które sprzega sie mechanicznie z jednej strony z urzadzeniami przetwarzajacymi sygnal pomiarowy na akustyczny, a z drugiej z urzadzeniami przetwarzajacymi sygnal akustyczny na elektryczny.

3. Uklad do przesylania sygnalów elektrycznych* z górniczych otworów wiertniczych, zawierajacy przynajmniej jeden pomiarowy przetwornik parametrów górotworu na sygnal elektryczny, a w tym otworze umieszczony i ewentualnie wiertniczy przewód, a ponadto wspólpracujacy ze znanymi pomiarowymi urzadzenia¬ mi indykujacymi badz rejestrujacymi wyniki pomiarów, znamienny tym, ze wyjscie pomiarowego przetwornika (1) jest poprzez dopasowujacy uklad (2) polaczone z liniowym przetwornikiem (3) napiecia na czestotliwosc, który przez wzmacniacz (4) mocy jest dolaczony do wejscia elektroakustycznego przetwornika (6) poprzez mechaniczny czlon (7) akustycznie sprezonego z wejsciem falowodu (9), który swym wyjsciem jest akustycznie sprezony z mechaniczno-elektrycznym przetwornikiem (8), polaczonym za posrednictwem wzmac¬ niacza (9) z demodulatorem (10) czestotliwosci, którego wyjscie stanowi wyjscie ukladu przesylania.

4. Uklad wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze falowodemjest wiertniczy otwór (12).

5. Uklad wedlug zastrz. 3, z n a m i e n n y tym, ze falowodem jest wiertniczy przewód (6) polaczony z jednej strony, poprzez metalowa przegrode (7) z membrana elektroakustycznego przetwornika (5) zas z drugiej strony z drgajaca czescia mechaniczno-elektrycznego przetwornika (9).101 110 g. 5 t B._r_. r—~ 6 10 FIG 1. 11 FIG. 2 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120 + 18 Cena 45 ik