RU39765U1

RU39765U1 - GROUND AGREEMENT DEVICE

Info

Publication number: RU39765U1
Application number: RU2004115247/22U
Authority: RU
Inventors: Г.С. Сокирский; М.И. Ширманов; А.И. Удовиченко; А.В. Иванов; В.Б. Дьякович; А.Г. Мартыненко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТехГеоБур"
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2004-08-10

Abstract

Полезная модель относится к технике приема и обработки сигналов и может быть использовано в приемно-передающих устройствах связи, в частности, в устройствах связи, используемых в нефтегазовой промышленности, например, для приема и усиления радиосигнала, передаваемого со скважинного прибора из нефтяной скважины. Устройство согласования наземное содержит симметричный трансформатор, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, набор фильтров низкой частоты, выходы которых через механический коммутатор и согласующий фильтр соединены с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с микроконтроллером и через него с устройством отображения, при этом устройство согласования дополнительно содержит блок фильтров высокой частоты, входы которых соединены с выходом дифференциального усилителя, а выходы фильтров высокой частоты соединены с входами полосовых фильтров, выходы последних соединены с входами дополнительного механического коммутатора, а выход последнего соединен с входом дополнительного согласующего усилителя, причем согласующий фильтр снабжен блоком выбора коэффициента усиления. Полезная модель позволяет обеспечить работу устройства на частотах 10 Гц и ниже, повысить помехозащищенность и увеличить чувствительность устройства согласования наземного.The utility model relates to techniques for receiving and processing signals and can be used in receiving and transmitting communication devices, in particular, in communication devices used in the oil and gas industry, for example, for receiving and amplifying a radio signal transmitted from a downhole tool from an oil well. The ground matching device contains a symmetric transformer, the output of which is connected to the input of the differential amplifier, a set of low-frequency filters, the outputs of which are connected through an mechanical switch and matching filter to an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the microcontroller and through it to the display device, while the device coordination also contains a block of high-pass filters, the inputs of which are connected to the output of the differential amplifier, and the outputs of the filters are high the 1st frequency are connected to the inputs of the bandpass filters, the outputs of the latter are connected to the inputs of the additional mechanical switch, and the output of the latter is connected to the input of the additional matching amplifier, and the matching filter is equipped with a gain selection unit. The utility model allows to ensure the operation of the device at frequencies of 10 Hz and lower, to increase noise immunity and increase the sensitivity of the ground matching device.

Description

Полезная модель относится к технике приема и обработки сигналов и может быть использована в приемно-передающих устройствах связи, в частности, в устройствах связи, используемых в нефтегазовой промышленности, например, для приема и усиления радиосигнала, передаваемого со скважинного прибора из нефтяной скважины.The invention relates to a technique for receiving and processing signals and can be used in transmitting and receiving communication devices, in particular, in communication devices used in the oil and gas industry, for example, for receiving and amplifying a radio signal transmitted from a downhole tool from an oil well.

Известно многоканальное приемное устройство (патент РФ №2099869, кл. Н 04 В 1/10, опубл. 20.12.97 г., бюл. №35), содержащее входные преобразователи и выходной преобразователь, причем выход каждого входного преобразователя соединен с соответствующим входом выходного преобразователя.A multi-channel receiving device is known (RF patent No. 2099869, class N 04 B 1/10, publ. 12/20/97, bull. No. 35) containing input converters and an output converter, the output of each input converter being connected to the corresponding input of the output converter.

Недостатком известного многоканального приемного устройства является отсутствие полосовых фильтров и низкая избирательность в частотном диапазоне ниже 10 Гц.A disadvantage of the known multi-channel receiving device is the lack of band-pass filters and low selectivity in the frequency range below 10 Hz.

Известно также радиоприемное устройство (патент РФ №2099867, кл. Н 04 В 1/06, опубл. 20.12.97 г., бюл. №35), содержащее преобразователь частоты, аттенюатор, усилитель промежуточной частоты, фильтр промежуточной частоты, амплитудный детектор и резистивный делитель.A radio receiver is also known (RF patent No. 2099867, class H 04 1/06, publ. 12/20/97, bull. No. 35), comprising a frequency converter, an attenuator, an intermediate frequency amplifier, an intermediate frequency filter, an amplitude detector and resistive divider.

Недостатком известного радиоприемного устройства является то, что оно работает на частотах в несколько Мгц и не предназначено для работы на частотах ниже 10 Гц, что делает невозможным использование данного устройства для приема сигналов передаваемых со скважинного прибора.A disadvantage of the known radio receiving device is that it operates at frequencies of several MHz and is not intended to operate at frequencies below 10 Hz, which makes it impossible to use this device to receive signals transmitted from a downhole tool.

Задачей полезной модели является создание наземного устройства, способного принимать сигналы от скважинного прибора с частотами менее 10 Гц, а также повышение помехозащищенности устройства согласования наземного и увеличение его чувствительности.The objective of the utility model is to create a ground-based device capable of receiving signals from a downhole tool with frequencies less than 10 Hz, as well as increasing the noise immunity of the ground-matching device and increasing its sensitivity.

Поставленная задача решается в предлагаемом устройстве согласования наземном, содержащем симметричный трансформатор, выход которого подключен к входу дифференциального усилителя, набор фильтров низкой частоты, выходы которых через механический коммутатор и согласующий The problem is solved in the proposed ground matching device containing a symmetrical transformer, the output of which is connected to the input of a differential amplifier, a set of low-frequency filters, the outputs of which are through a mechanical switch and matching

фильтр соединены с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен с микроконтроллером и через него с устройством отображения, при этом устройство согласования дополнительно содержит блок фильтров высокой частоты, входы которых соединены с выходом дифференциального усилителя, а выходы фильтров высокой частоты соединены с входами полосовых фильтров, выходы последних соединены с входами дополнительного механического коммутатора, а выход последнего соединен с входом дополнительного согласующего усилителя, причем согласующий фильтр снабжен блоком выбора коэффициента усиления.the filter is connected to an analog-to-digital converter, the output of which is connected to the microcontroller and through it to the display device, while the matching device additionally contains a block of high-frequency filters, the inputs of which are connected to the output of the differential amplifier, and the outputs of the high-frequency filters are connected to the inputs of the bandpass filters, the outputs of the latter are connected to the inputs of an additional mechanical switch, and the output of the latter is connected to the input of an additional matching amplifier, and I agree s selection unit provided with a filter gain.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства согласования наземного.The utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a block diagram of the proposed ground matching device.

Устройство согласования наземное включает в себя симметричный трансформатор 1, соединенный с дифференциальным усилителем 2, набор фильтров 3 высокой частоты, набор полосовых фильтров 4, дополнительный механический коммутатор 5, согласующий усилитель 6, набор фильтров 7 низкой частоты, механический коммутатор 8, согласующий фильтр 9, аналого-цифровой преобразователь 10, микроконтроллер 11 и блок выбора коэффициента усиления 12.The ground matching device includes a symmetric transformer 1 connected to a differential amplifier 2, a set of high-pass filters 3, a set of band-pass filters 4, an additional mechanical switch 5, a matching amplifier 6, a set of low-frequency filters 7, a mechanical switch 8, a matching filter 9, analog-to-digital Converter 10, the microcontroller 11 and the block selection of the gain 12.

Устройство согласования наземное работает следующим образом. Электромагнитный сигнал, излучаемый со скважинного прибора, установленного в нефтяной скважине, принимается антенной (на чертеже не показана) и от нее подается на вход дифференциального усилителя 2 через симметричный трансформатор 1. В дифференциальном усилителе 2 синфазная составляющая помехи отфильтровывается, а сигнал усиливается и поступает на набор фильтров 3 высокой частоты, в которых происходит отфильтровывание частот, лежащих ниже частоты, на которой в данный момент работает скважинный прибор, после чего сигнал поступает на полосовые фильтры 4, которые в свою очередь производят более тщательную «вырезку» диапазона рабочих частот прибора, то есть 10 Гц, 5 Гц, 2,5 Гц, 1,25 Гц, и подавляют паразитные составляющие в сигнале, лежащие выше и ниже основной частоты. Оператор The coordination device ground works as follows. The electromagnetic signal emitted from a downhole tool installed in an oil well is received by an antenna (not shown in the drawing) and is fed from it to the input of differential amplifier 2 through a symmetric transformer 1. In differential amplifier 2, the in-phase component of the interference is filtered out, and the signal is amplified and fed to a set of high-frequency filters 3, in which the filtering of frequencies below the frequency at which the downhole tool is currently operating takes place, after which the signal is fed to the polo Owl filters 4, which in turn produce a more thorough “clipping” of the operating frequency range of the device, that is, 10 Hz, 5 Hz, 2.5 Hz, 1.25 Hz, and suppress spurious components in the signal lying above and below the main frequency . Operator

при помощи дополнительного механического коммутатора 5 выбирает необходимый набор частот, в соответствии с тем, который был настроен на скважинном приборе. С коммутатора 5 сигнал поступает на набор фильтров 7 низкой частоты, осуществляющих окончательную «очистку» сигнала от помех, лежащих в области высоких частот, при этом согласующий усилитель 6 производит согласование выходного сопротивления одного из полосовых фильтров 4 с одним из фильтров 7 низкой частоты. Соответствующий фильтр низкой частоты на определенный частотный диапазон также выбирается оператором вручную, при помощи механического коммутатора 8. С коммутатора 8 сигнал через согласующий фильтр 9, который согласует выходное сопротивление одного из фильтров 7 низкой частоты с входным сопротивлением аналого-цифрового преобразователя 10, поступает на последний. При помощи блока 12 выбора коэффициента усиления оператор при слабом сигнале может увеличить коэффициент усиления согласующего фильтра 9 на порядок. Аналого-цифровой преобразователь 10 работает по внешней команде от микроконтроллера 11 и преобразует данные примерно каждые 50 мксек. Микроконтроллер 11, накапливая и усредняя данные с аналого-цифрового преобразователя 10 в течение 10 мсек, передает результат на отображающее устройство через, например, порт RS-232.using an additional mechanical switch 5 selects the necessary set of frequencies, in accordance with the one that was configured on the downhole tool. From the switch 5, the signal is fed to a set of low-frequency filters 7 that perform the final “cleaning” of the signal from interference in the high-frequency region, while the matching amplifier 6 matches the output impedance of one of the band-pass filters 4 with one of the low-pass filters 7. The corresponding low-pass filter for a certain frequency range is also manually selected by the operator using a mechanical switch 8. From the switch 8, a signal through a matching filter 9, which matches the output impedance of one of the low-pass filters 7 with the input impedance of the analog-to-digital converter 10, is fed to the last . Using the gain selection block 12, the operator can increase the gain of the matching filter 9 by an order of magnitude with a weak signal. The analog-to-digital converter 10 operates by an external command from the microcontroller 11 and converts the data approximately every 50 μs. The microcontroller 11, accumulating and averaging data from the analog-to-digital converter 10 for 10 ms, transmits the result to the display device through, for example, the RS-232 port.

Полезная модель позволяет обеспечить работу устройства на частотах 10 Гц и ниже, повысить помехозащищенность и увеличить чувствительность устройства согласования наземного.The utility model allows to ensure the operation of the device at frequencies of 10 Hz and lower, to increase noise immunity and increase the sensitivity of the ground matching device.

Claims

A ground matching device containing a symmetrical transformer, the output of which is connected to the input of a differential amplifier, a set of low-frequency filters, the outputs of which are connected through an mechanical switch and matching filter to an analog-to-digital converter, the output of which is connected to a microcontroller and through it to a display device, which differs the fact that it further comprises a block of high-pass filters, the inputs of which are connected to the output of the differential amplifier, and the outputs of the high-frequency filters Toty connected to inputs of band pass filters, the outputs of the latter are connected with additional mechanical switch inputs, and the latter is connected to the input of output supplementary matching amplifier, the matching filter is provided with a selection unit gain.