SU1310765A1

SU1310765A1 - Скважинный трехкомпонентный феррозондовый магнитометр

Info

Publication number: SU1310765A1
Application number: SU854022788A
Authority: SU
Inventors: Анна Леонтьевна Кушнир; Александр Петрович Печерских; Сергей Александрович Ларионов; Александр Иванович Человечков; Валерий Викторович Кормильцев; Владимир Иванович Уткин; Альберт Михайлович Виноградов
Original assignee: Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к-области геофизики, а именно к измерению компонентов вектора посто нного и переменного магнитного пол в скважинах. Область преимущественного применени изобретени - геофизические поиски и разведка магнитных и электропровод щих руд путем измерени посто нного магнитного пол , создаваемого магнитными рудами, и переменного магнитного пол токов растекани низкой частоты. Цель изобретени - повьше- нне точности измерений составл ющих и вариаций ма гнитного пол . С этой целью скважинный трехкомпонентный феррозондовый магнитометр содержит каротажный кабель, три феррозондовых преобразовател с продольным возбуждением дифференциального типа, имеющие обмотки возбуждени , съема и компенсации , генератор возбуждени , синхронные детекторы, усилители, интегратор и первый резистор обратной св зи, а также регистр данных, двух- пороговый компаратор, компаратор нулевого уровн , первый и второй реверсивные счетчики, тактовый генератор, первый и второй цифроаналоговые преобразователи , третий и четвертый коммутаторы, интерфейсный адаптер, регистр адреса канала и устройство управлени и обработки данных. По команде устройства управлени и обработки данных в регистр адреса канала записываетс адрес выбираемого канала . Сигнал управлени разрешает подключение обмотки возбуждени к генератору возбуждени . Выходное напр жение интегратора подаетс на входы двухпорогового компаратора и компаратора нулевого уровн . Выходной код первого реверсивного счетчика поступает на вход первого цифроаналогово- го преобразовател . Код, преобразованный в аналоговую величину, через первый резистор обратной св зи и четвертый коммутатор подаетс на обмотку компенсации. 2 ил. с «б (Л : а СП

Description

Изобретение относитс к геофизике а именно к технике измерени компонентов вектора посто нного и переменного магнитного пол в скважинах,

Цель изобретени - повьшение точности измерений составл ющих и вариа ций магнитного пол .

На фиг.I представлена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы сигналов по сн ющие его работу.

Устройство содержит (фиг.1) -генератор возбуждени , первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 коммутаторы , первую 6, вторую 7 и третью 8 обмотки возбуждени первого, второго и третьего каналов феррозондовьпс преобразователей с продольным возбуждением дифференциального типа компонент магнитного пол Hj, Н, Н„ соответственно , а также их сигнальные обмотки 9-11 соответственно первого, второго и третьего каналов и обмотки 12-14 компенсации первого, второго и третьего каналов, первый 15, второй 16 .и третий 17 усилители, первый 18, второй 19 и третий 20 синхронные детекторы , интегратор 21, двухпорого- вый компаратор 22, компаратор 23 нулевого уровн , первый 24 и второй 25 реверсивные счетчики, тактовый генератор 26, первый 27 и второй 28 циф- роаналоговые преобразователи (ЦАП), первый 29 и второй 30 резисторы обратной св зи, регистр 31 данных, регистр 32 адреса канала, интерфейсный адаптер 33, каротажный кабель 34 и устройство 35 управлени и обработки данных.

Временные диаграммы сигналов, по сн ющие работу устройства, представлены в виде эпюр 36-41 (фиг.2). Стрелками указан уровеньiопорного напр жени , Up

Устройство работает следующим образом .

По команде устройства 35 управлени и обработки данных в регистр 32 адреса канала записываетс адрес выбираемого канала, например первого Н . В этом случае сигнал управлени , поступающий с выхода регистра 32 адреса канала на входы управлени коммутаторов 2-5, разрешает подключение обмотки 6 возбуждени к первому выходу генератора 1 возбуждени , входа управлени первого синхронного детектора 18 к второму выходу генера

тора 1 возбу:кдени , первого резисто ра 29 обратной св зи к первой обмотке 12 компенсации и второго резистора 30 обратной св зи к первой сигнапьной обмотке 9„

В обмотке 6 возбуждени протекает импульсный ток возбуждени (эпюра 36), а на вход управлени первого синхронного детектора 18 через второй коммутатор 3 поступает напр жение пр моугольной формы (эпюра 38) удвоенной частоты с второго выхода генератора 1 возбзоэдени . На информационный вход первого синхронного детектора 18 с первой обмотки 9 съема через первый усилитель 15 поступает сигнал второй гармоники (эпюра 37), пропорциональный величине внешнего магнитного пол . Из выходного сигнала первого синхронного детектора 18 (эпюра 39) интегратором 21 выдел етс посто нна .составл юща , пропорциональна внешнему магнитному

полю (эпюра 40), котора описываетс выражением

и k H k( Н,. -sin 2t),

5

0

30

где k - коэффициент преобразовани ; Н - посто нна составл юща магJfO

нитного пол ;

Ы - амплитуда вариаций магнитного пол частоты SZ . Выходное напр жение интегратора Э5 21 (эпюра 40) подаетс на входы двух- порогового компаратора 22 и компаратора 23 нулевого уровн . Пороги срабатывани двухпорогового компаратора 22 задают источниками опорных напр - жений lUon Пороги срабатывани двухпорогового компаратора по магнитному полю определ ют выражением

Н.

±и.

/k.

X иор ор

Компаратор 23 нулевого уровн работает как индикатор знака. При величине измер емого пол Ну, превьш1ак цей по абсолютной величине значение (Ufijj /k), двухпороговый компаратор

50 22 вьщает сигнал разрешени счета на первый реверсивный счетчик 24 (сигнал О, эпюра 41). На в хода синхронизации обоих реверсивных счетчиков 24 и 25 поступают тактовые импульсы с вы55 ходов .тактового генератора 26. Направление счета в реверсивных счетчиках 24 и 25 определ етс выходным сигналом компаратора 23 нулевого

уровн . При сигнале 1 реверсивные счетчики 24 и 25 наход тс в режиме пр мого счета, а при сигнале О - в режиме обратного счета.

Выходной код первого реверсивного счетчика 24 поступает на входы 12- разр дного первого ЦАП 27. Код преобразованный в аналоговую величину, .через первый резистор 29 обратной св зи и четвертый коммутатор 5 подаетс на первую обмотку 12 компенсации. Увеличение кода на выходах первого реверсивного счетчика 24 происходит до тех пор, пока ток обратной св зи не скомпенсирует измер емое поле до значени , не превышающего по абсолютной величине (Uqop /k). Как только выходной сигнал интегратора 21 становитс по абсолютной реличине ниже

и

пор , выходное напр жение двухпорого-20 зи, обеспечивает измерение внешнего

вого компаратора 22 скачком измен етс от уровн О до уровн 1, при этом работа первого реверсивного счетчика 24 запрещаетс и на выходе

магнитного пол )

в пределах разрешающей способностью

(

(Unop /) а втора ступень компенсации , состо ща из второго реверсивнопервого ЦАП 27 сохран етс достигну- го счетчика 25, второго ЦАП 28 и втотое значение тока обратной св зи. Второй контур обратной св зи, состо щий из компаратора 23 нулевого уровн , второго реверсивного счетчика 25, второго ЦАП 28 и второго резистора 30 обратной св зи, подключенного через третий коммутатор 4 к первой сигнальной обмотке, работает непрерывно, поскольку на второй реверсивный счетчик 25 сигнал разреше- 35 бель 34 и интерфейсный адаптер 33 в

ни счета поступает посто нно. Поэтому в режиме поиска и захвата до тех пор, пока ток обратной св зи с выхода первого ЦАП 27 не достигнет величины, необходимой дл компенсации внешнего магнитного пул с точностью ДоЯ1|, , второй ЦАП 28 вырабатывает непрерывно нарастающее или убывающее в зависимости от направлени счета второго реверсивного счетчика 25 пилообразное напр жение. Тактова частота дл второго реверсивного счетчика 25 выбрана в 2 раз вьшге тактовой частоты первого реверсивного счетчика 24, где п - число разр дов ЦАП 27.

В режиме слежени код на выходе второго реверсивного счетчика 25 измен етс по закону изменени внешнего магнитного пол , повтор его

W

регистр 32 адреса канала подаютс команды , устанавливаюп;ие режим измерени составл ющей Н,. (второй канал) или Нч, (третий канал).

Claims

Формула изобретени

Скважинный трехкомпонентный ферро- зондовый магнитометр, содержащий ге 5 нератор возбуждени , каротажный кабель , первый резистор обратной св зи, три феррозондовых преобразовател с продольным возбуждением дифференциального типа, имеющие сигнальные об-

0 мотки, обмотки возбуждени и компен-. сации, при этом первый выход генератора возбуждени подключен через первый коммутатор к обмоткам возбуждени , а второй выход через второй

вариации, в то врем как код на Ьыхо- -5коммутатор подключен к входам управде первого реверсивного счетчика 24лени трех синхронных детекторов, инсодержит информацию о посто нной сое-формационные входы которых подключетэвл ющей внешнего магнитного пол .

ны к выходам трех усилителей, входы

В данном случае выходной код второго реверсивного счетчика 25 измен етс по синусоидальному закону. Код с первого реверсивного счетчика 24 поступает на входы старших разр дов регистра 31 данных, а код с второго реверсивного счетчика 25 - на входы его младших разр дов. С выхода регистра 31 данных 24-разр дный код

(в случае применени 12-разр дных ЦАП 27 и 28) поступает на информационную шину интерфейсного адаптера 33 и далее через каротажный кабель 34 в устройство 35 управлени и обработки

данных.

Таким образом, перва ступень компенсации , состо ща из первого реверсивного счетчика 24, первого ЦАП 27 и первого резистора 29 обратной св зи , обеспечивает измерение внешнего

магнитного пол )

в пределах разрешающей способностью

(

(Unop /) а втора ступень компенсации , состо ща из второго реверсивного счетчика 25, второго ЦАП 28 и вто0

рого резистора 30 обратной св зи, позвол ет измер ть пол в пределах (tU/2 k) с разрешающей способностью (U,p/2.k).

Аналогично работает устройство в режиме измерени составл ющих Но и Н внешнего магнитного пол . Дп этого из устройства 35 управлени и обработки данных через каротажный ка

регистр 32 адреса канала подаютс команды , устанавливаюп;ие режим измерени составл ющей Н,. (второй канал) или Нч, (третий канал).

Формула изобретени

Скважинный трехкомпонентный ферро- зондовый магнитометр, содержащий генератор возбуждени , каротажный кабель , первый резистор обратной св зи, три феррозондовых преобразовател с продольным возбуждением дифференциального типа, имеющие сигнальные об-

мотки, обмотки возбуждени и компен-. сации, при этом первый выход генератора возбуждени подключен через первый коммутатор к обмоткам возбуждени , а второй выход через второй

формационные входы которых подключены к выходам трех усилителей, входы

которых соединены с сигнгшьными обмотками феррозондовых преобразователей , при этом выходы трех синхронных детекторов подключены к входу интегратора , отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерени составл ющих и вариаций магнитного пол , он содержит регистр данных , двухпороговый компаратор, компаратор нулевого уровн , первый и второй реверсивные счетчики, тактовый генератор, первый и второй цифроана- логовые преобразователи, третий и четвертый коммутаторы, интерфейсный адаптер, регистр адреса канала, устройство управлени и обработки дан- .ных, при этом выход регистра адреса канала соединен с входами управлени первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов, а вход его соединен с шиной управлени интерфейсного адаптера, выход интегратора соединен с сигнальными входами компараторов, выход двухпорогового компаратора сое0

динен с входом разрегаени счета первого реверсивного счетчика, а выход компаратора нулевого уровн соединен с входами управлени направлением счета первого и второго реверсивных счетчиков, выходы которых соединены с входами первого и второго цифроана- логовых преобразователей и входами регистра данных, выход которого подключен к информационной шине интерфейсного адаптера, соединенного двунаправленной шиной через каротажный кабель с устройством управлени и обработки данных, выходы первого и

5 второго цифроаналоговых преобразователей соединены через первый и второй резисторы обратной св зи с сигнальными входами третьего и четвертого коммутаторов, которые подключены

0 к обмоткам компенсации и сигнальным обмоткам соответственно, выходы тактового генератора соединены с входами синхронизации первого и второго реверсивных счетчиков.

ui.i

S Ч

Редактор А.Огар

Составитель В.Попадько Техред А.Кравчук

Заказ 1887/42

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фаг.2

Корректор Л.Пилипенко