SU1452954A1 - Ferroprobe azimuth transmitter - Google Patents
Ferroprobe azimuth transmitter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1452954A1 SU1452954A1 SU874236699A SU4236699A SU1452954A1 SU 1452954 A1 SU1452954 A1 SU 1452954A1 SU 874236699 A SU874236699 A SU 874236699A SU 4236699 A SU4236699 A SU 4236699A SU 1452954 A1 SU1452954 A1 SU 1452954A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- comparators
- windings
- switches
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к промысловой геофизике и предназначено дл определени магнитного азимута скважины. Цель изобретении - повышение точности и надежности работы. Феррозондовый датчик азимута имеет феррозонд 1 кольцевого типа с размен1енны.ми на не.м обмоткой 2 возбуждени и сигнальными обмотка.ми 3, четыре из которых - основные, а четыре другие - дополнительные обмотки. Основные обмотки расположены под углом 90° друг к другу. Дополнительные обмотки расположены под углом 90° друг к другу и под углом 45° к основным обмоткам. Обмотка 2 св зана с генератором (Г) 4, который через удвоитель 23 частоты подключен к тактирующим в.ходам фазовы.х детекторов 9, 10. Кажда пара диаметрально противоположны.х обмоток 3 включена последовательно и встречно и подсоединена к соответствующим входам коммутаторов 5, 6. Выходы последних через избирательные усилители (У) 7 и, 8. фазовые детекторы 9, 10. У И, 12 подклюм-- ны к входам компараторов (К) 13. 14 и -nii ковых К 15, 16. Выходы К 13, 14 подключен,; через аналого-цифровые феобразователп IT 18 к первому и второму входам блока i J регистрации информации. Выходы К 15, l(i подключены к третьему и четвертом) входам блока 19. Выходы К 13, 14 подключены через элемент ИЛИ 20 к запре1цаюп1. входх Г 21 пр моугольных импульсов. Выход Г 2l подключен к вход счетчика 22, выход которого подсоединен к управл ющим входам коммутаторов 5. 6 и п тому входу б.чок,- 49. Феррозонд устанавливаетс в плоскости горизонта. Напр жение с обмоток 3 поступает через коммугаторы 5, 6 на У 7, 8. Производитс тактирование снимаемого напр жени Г 4 и удвоителем 23 частоты. Детекторами 9, 10 выдел етс втора гармоника сигнала. При этом с У 11, 12 cinniaeicH посто нное напр жение, пронорциоиа.чьное азимчту. 1 табл. 3 ил. сл ел го со ел NThe invention relates to field geophysics and is intended to determine the magnetic azimuth of a well. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of work. The fluxgate azimuth sensor has a ring type 1 flux probe with a change of excitation winding 2 and signal windings 3, 3 of which are primary and four others are additional windings. The main windings are at an angle of 90 °. to each other. The additional windings are located at an angle of 90 °. to each other and at an angle of 45 ° to the main windings. Winding 2 is connected to a generator (D) 4, which is connected via frequency doubler 23 to clocking-in outputs of phase detectors 9, 10. Each pair is diametrically opposed to windings 3 connected in series and oppositely and connected to the corresponding inputs of switches 5, 6. The outputs of the latter through the selective amplifiers (U) 7 and 8. phase detectors 9, 10. U AND 12 are connected to the inputs of the comparators (K) 13. 14 and -nii K 15, 16. Outputs K 13 , 14 is connected; through the analog-digital transformer IT 18 to the first and second inputs of the information recording unit i J. The outputs K 15, l (i are connected to the third and fourth) inputs of block 19. The outputs K 13, 14 are connected through the element OR 20 to the suppressor 1. Inputs G 21 rectangular pulses. The output G 2l is connected to the input of the counter 22, the output of which is connected to the control inputs of the switches 5. 6 and the fifth input of a knob, -49. The ferrosonde is installed in the plane of the horizon. The voltage from the windings 3 is supplied through the commutators 5, 6 to 7, 8. The timing of the removed voltage G 4 and frequency doubler 23 is performed. The second harmonic of the signal is detected by detectors 9, 10. At the same time, with V 11, 12 cinniaeicH, the constant voltage is pronounced on the azimuth. 1 tab. 3 il. he built N
Description
Изобретение относитс к промысловой геофизике и может быть использовано дл определени магнитного азимута искривленной скважины.The invention relates to field geophysics and can be used to determine the magnetic azimuth of a curved well.
Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности работы датчика.The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the sensor.
На фиг. 1 изображена структурна схема феррозондового датчика азимута; на фиг. 2 принципиальна схема возможной реализации блока регистрации информации; на фиг. 3 - возможный вариант выполнени панели индикации блока регистрации информации .FIG. 1 shows a structural diagram of the fluxgate azimuth sensor; in fig. 2 is a schematic diagram of the possible implementation of the information recording unit; in fig. 3 shows a possible embodiment of the display panel of the information recording unit.
Феррозондовый датчик азимута содержит феррозонд 1 кольцевого типа с расположенными на нем обмоткой 2 возбуждени и сиг- нальными обмотками 3, четыре из которых основные, а четыре дополнительные обмотки , причем кажда пара разнесенных сигнальных обмоток имеет ортогональную себе пару. Обмотка 2 возбуждени .подключена к генератору 4. Кажда пара диаметрально противоположных сигнальных обмоток включена последовательно и встречно и подсоединена к соответствующим входам коммутаторов 5 и б, выходы которых подключены через избирательные усилители 7 и 8, фазовые детекторы 9 и 10, усилители 11 и 12 к входам компараторов 13 и 14 и знаковых компараторов 15 и 16, причем выходы компараторов 13 и 14 подключены через аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 17 и 18 соответственно к первому и второму входам блока 19 регистрации информации, а выходы знаковых компараторов 15 и 16 подключены непосредственно к третьему и четвертому входам блока 19 регистрации информации. Выходы компараторов 13 и 14 также через элемент ИЛИ 20 подключены к запрещающему вхо- ду генератора 21 пр моугольных импульсов, который своим выходом подключен к входу счетчика 22, выход которого подсоединен к управл ющим входам коммутаторов 5 и 6 и к п тому входу блока 19 регистрации информации , генератор 4 через удвоитель 23 частоты подключен к тактирующим входам фазовых детекторов 9 и 10.The fluxgate azimuth sensor contains a ferrosonde of 1 ring type with excitation winding 2 and signal windings 3 located on it, four of which are main, and four additional windings, each pair of separated signal windings having an orthogonal pair. Excitation winding 2 is connected to generator 4. Each pair of diametrically opposite signal windings is connected in series and counter and connected to the corresponding inputs of switches 5 and b, the outputs of which are connected through selective amplifiers 7 and 8, phase detectors 9 and 10, amplifiers 11 and 12 to the inputs of the comparators 13 and 14 and the sign comparators 15 and 16, and the outputs of the comparators 13 and 14 are connected via analog-to-digital converters (ADC) 17 and 18 respectively to the first and second inputs of the information recording unit 19, and the outputs iconic comparators 15 and 16 are connected directly to the third and fourth inputs of the information recording unit 19. The outputs of the comparators 13 and 14 are also connected via the OR 20 element to the prohibiting input of the rectangular impulse generator 21, which is connected via its output to the input of the counter 22, the output of which is connected to the control inputs of the switches 5 and 6 and to the fifth input of the registration unit 19 information, the generator 4 through the frequency doubler 23 is connected to the clock inputs of the phase detectors 9 and 10.
Феррозондовый датчик азимута работает следующим образом.Ferrozondov azimuth sensor works as follows.
Кольцевой феррозонд 1 устанавливаетс в плоскости горизонта, например, с помощью кинематической схемы (не показана). Обмотка 2 возбуждени феррозонда 1 запи- тываетс генератором 4. На сигнальных обмотках 3 по вл етс напр жение, которое через коммутаторы 5 и 6 поступает на два независимых тракта преобразовани сигнала , включающих в себ избирательные усилители 7 и 8, детекторы 9 и 10 и усилители 11 и 12.Ring ferrosonde 1 is installed in the plane of the horizon, for example, using a kinematic scheme (not shown). The winding 2 of the fluxgate 1 is powered by the generator 4. On the signal windings 3, a voltage appears that through the switches 5 and 6 goes to two independent signal conversion paths, including selective amplifiers 7 and 8, detectors 9 and 10 and amplifiers 11 and 12.
Дл детектировани второй гармоники сигнала производитс тактирование снимаемого напр жени с помоодью генератора 4,To detect the second harmonic of the signal, the voltage taken is clocked using generator 4,
00
г g
удвоител 23 частоты и детекторов 9 и 10. С выхода усилителей 11 и 12 снимаетс посто нное напр жение, которое описываетс выражениемfrequency doubler 23 and detectors 9 and 10. A constant voltage is removed from the output of amplifiers 11 and 12, which is described by
Ufc K-Hsin(cX - КР),(1)Ufc K-Hsin (cX - CU), (1)
где К- константа преобразовани , завис ща от конструкции феррозонда, параметров тракта преобразовани ; Н - напр женность магнитного пол where K is a conversion constant, depending on the design of the fluxgate, the parameters of the transformation path; H - magnetic field strength
Земли;The earths;
с. - магнитный азимут; ft. - соответствующий номер пары сигнальной обмотки;with. - magnetic azimuth; ft. - the corresponding number of the signal winding pair;
9- угол между элементами расчлененного феррозонда.9- angle between elements of dissected ferrosonde.
Рассмотрим соотнощение с и kp, при котором выполн етс условие |oi. -kj)| х. Выберем значение х таким, чтобы выполн лось соотнощение sin);«x.Consider the ratio of c and kp under which the condition | oi is satisfied. -kj) | x We choose the value of x such that the relation sin); x x holds.
В этом случае выражение (1) можно переписать какIn this case, the expression (1) can be rewritten as
lUfe| K-H (ot-kp ).(2)lUfe | K-H (ot-kp). (2)
Как видно из выражени (2) выходное напр жение пр мопропорционально измер емому углу о(., т.е. измен етс по линейно.му законуAs can be seen from expression (2), the output voltage is proportional to the measured angle o (., I.e., varies linearly.
kf- + kf- +
IVfel К-Н IVfel KN
Выходной сигнал 1. подаетс на входы компараторов 13 и 14, имеющих опорное напр жение-+Uon и -UOT. Эти напр жени равны напр жению возбуждаемой в одной паре сигнальных обмоток при отклонении горизонтальной составл ющей вектора напр женности магнитного пол Земли от оси чувствительности феррозонда соответственно на угол f/2 и - р/2.The output signal 1. is fed to the inputs of comparators 13 and 14, having a reference voltage - + Uon and -UOT. These voltages are equal to the voltage of the signal windings excited in one pair when the horizontal component of the vector of the magnetic field of the Earth deviates from the sensitivity axis of the ferrosonde, respectively, by the angle f / 2 and - р / 2.
Если выходное напр жение лежит в пределахIf the output voltage is within
-Uon U,t -+Uon,-Uon U, t - + Uon,
(3)(3)
то срабатывает элемент ИЛИ 20, генератор 21 пр моугольных импульсов отключаетс , со счетчика 22 снимаетс информаци о номере сигнальной обмотки, с АЦП 17 и 18 - информаци о величине выходного напр жени и подаетс в блок 19 регистрации информации .Then the element OR 20 is triggered, the rectangular pulse generator 21 is turned off, information about the number of the signal winding is taken from counter 22, and information from the ADC 17 and 18 about the value of the output voltage is supplied to information recording unit 19.
Если выходной сигнал не удовлетвор ет неравенству (3), генератор 21 пр моугольных импульсов и счетчик 22 производ т коммутацию следующих двух ортогональных сигнальных обмоток.If the output signal does not satisfy inequality (3), the generator 21 rectangular pulses and the counter 22 commutes the following two orthogonal signal windings.
В рассматриваемом случае имеем четыре элемента расчлененного феррозонда. Счедо- вательно, угол р определ етс из соотношени In this case, we have four elements of a dissected ferrosonde. Therefore, the angle p is determined from the ratio
5555
). 45°,). 45 °,
где-к-количество элементов расчлененного феррозонда.where the number of elements dissected ferrosonde.
Тогда погрешность измерени ды, обусловленна аппроксимацией функции sin /2, равнаThen the measurement error due to the approximation of the sin / 2 function is
Лс«. р/2 - sin f/2 3423Ls. " p / 2 - sin f / 2 3423
Задава сь погретностьк лсх. можно определить необходимое количество элементов сигнальных обмоток.Asking a gratuity. You can determine the required number of elements of the signal windings.
Так как азимут измен етс в пределах от 0° до 360°, то дл однозначного его определени необходимо использовать информацию о знаках пол рности напр жений, снимаемых с двух ортогонально расположенных феррозондов. Дл этой цели выходные сигналы Uft и Utt+z с усилителей И и 12 подаютс на входы знаковых компараторов 15 и 16, выходы которых соединены с третьим и четвертым входами блока регистрации информации .Since the azimuth varies from 0 ° to 360 °, in order to determine it unambiguously, it is necessary to use information about the signs of the polarity of voltages taken from two orthogonally located ferrosonde. For this purpose, the output signals Uft and Utt + z from amplifiers And and 12 are fed to the inputs of the sign comparators 15 and 16, the outputs of which are connected to the third and fourth inputs of the information recording unit.
В таблице даны значени углаThe table gives the angle values.
Коммутаторы, избирательные усилители, фазовые детекторы, усилители, компараторы , знаковые компараторы, АЦП, элементы ИЛИ, счетчик, удвоитель частоты и генератор пр моугольных импульсов вл ютс стандартными устройствами и поэтому особенностей не имеют.Switches, selective amplifiers, phase detectors, amplifiers, comparators, sign comparators, ADCs, OR elements, a counter, a frequency doubler, and a square pulse generator are standard devices and therefore have no features.
Рассмотрим возможную реализацию блока регистрации информации.Consider a possible implementation of the information recording unit.
Блок регистрации информации может быть реализован на дешифраторе типа К155ИДЗ, логических элементах «НЕ с открытым коллекторным выходом типа К155ЛН2, светодиодных семисегментных индикаторах серии АЛС 311А, светодиодах серии АЛ 102Б.The information recording unit can be implemented on a K155IDZ type decoder, “NOT with an open collector output type K155ЛН2” logic elements, LED ALS 311A series seven-segment indicators, AL 102B series LEDs.
Код аналого-цифрового преобразовател , соответствующий снимаемому напр жению, подаетс на входы светодиодных индикаторов HI-НЗ. С цифровых индикаторов информаци считываетс непосредственно в угловой мере, где HI - дес тки градусов, Н2 - единицы градусов; НЗ - дес тые доли градусов.The analog-to-digital converter code corresponding to the voltage removed is applied to the inputs of the HI-NC LED indicators. From digital indicators, information is read directly in the angular measure, where HI is tens of degrees, H2 is units of degrees; NZ - the tenth fractions of degrees.
На информационные входы дешифратора DD1 поступает сигнал логического «О или логической «1, в зависимости от знака пол рности напр жений Ui. и Ufe+t, и код, соответствующий номеру включаемого элемента расчлененного феррозонда. К выходам дешифратора через элементы НЕ DD2- DD4.4 подключены светодиоды VD1-VD16. Элементы НЕ играют роль инверсного повторител , так как выходной ток дешифратора мал дл включени диодов. Если светодиоды - расположить в соответствующих секторах окружности (см. таблицу), то можно визуально зафиксировать, в каком секторе находитс измер емый азимут.The information inputs of the DD1 decoder receive a logical “O or logical” 1 signal, depending on the sign of the polarity of the voltage Ui. and Ufe + t, and the code corresponding to the number of the element being included in the dissected ferrosonde. LEDs VD1-VD16 are connected to the outputs of the decoder through the elements NOT DD2- DD4.4. The elements do NOT play the role of an inverse repeater, since the output current of the decoder is small to turn on the diodes. If the LEDs are located in the corresponding sectors of the circle (see table), then it is possible to visually fix in which sector the measured azimuth is located.
Дл определени истинного значени зимута необходимо либо прибавить значение азимута, сн тое со светодиодных инди0To determine the true value of the winter, either the azimuth value, taken from the LED indicators, must be added.
5five
каторов к нижней угловой границе сектора, либо вычесть его из верхней границы.katorov to the lower corner of the sector, or subtract it from the upper boundary.
Суммирование необходимо производить в том случае, когда на информационном входе второго разр да дешифратора DD1 установитс логическа «1 независимо от комбинации кодов на других информационных входах. Дл однозначного определени необходимого арифметического действи к второму входу дешифратора DD1 через элемент НЕ DD4.5 подключен светодиод VD17. Если диод светитс , производ т суммирование , если нет - вычитание. Резисторы R1 - R17 подбираютс исход из требуемого тока светодиодов VD1-VD17.Summation is necessary in the case when the information input of the second bit of the decoder DD1 is set to logical "1 regardless of the combination of codes on other information inputs. To unambiguously determine the required arithmetic operation, a VD17 LED is connected to the second input of the decoder DD1 via the element NOT DD4.5. If the diode is lit, summation is performed; if not, subtraction. Resistors R1-R17 are selected based on the current required of the VD1-VD17 LEDs.
2525
Совместное использование четырех основных и четырех дополнительных сигнальных обмоток, компараторов, знаковых компараторов , счетчика и коммутаторов обеспечива- 2Q ет работу феррозонда в зоне максимальной чувствительности, что повышает точность измерений Кроме того, при этом отпадает необходимость использовани вычислительного узла, что упрощает конструкцию и по- выщает надежность работы датчика.The combined use of four main and four additional signal windings, comparators, sign comparators, a counter and switches provides 2Q operation of the fluxgate in the zone of maximum sensitivity, which increases the measurement accuracy. In addition, there is no need to use a computing node, which simplifies the design and reduces Ensures reliability of the sensor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874236699A SU1452954A1 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Ferroprobe azimuth transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874236699A SU1452954A1 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Ferroprobe azimuth transmitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1452954A1 true SU1452954A1 (en) | 1989-01-23 |
Family
ID=21300991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874236699A SU1452954A1 (en) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | Ferroprobe azimuth transmitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1452954A1 (en) |
-
1987
- 1987-04-27 SU SU874236699A patent/SU1452954A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 605950. кл. Е 21 В 47/022, 1975. Авторское свидетельство СССР № 495528, K.-I. G 01 С 17/00, 1974. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4672331A (en) | Signal conditioner for electromagnetic flowmeter | |
US4254406A (en) | Integrating analog-to-digital converter | |
EP0244385B1 (en) | A displacement detector for an encoder | |
SU1452954A1 (en) | Ferroprobe azimuth transmitter | |
SU736957A1 (en) | Transducer of human head movements into electric signal | |
SU935839A1 (en) | Magnetometer | |
RU2153682C1 (en) | Ferroprobe magnetometer | |
SU1257178A2 (en) | Inclinometer azimuth transducer | |
EP0337783A3 (en) | Foreign matter detector | |
SU1282164A1 (en) | Sine signal correlator | |
RU2020752C1 (en) | Shaft angle-of-turn-to-code converter | |
SU1499292A1 (en) | Apparatus for measuring magnetic fields | |
SU711367A1 (en) | Converter of object inclination (rotation) angle into code | |
SU1285416A2 (en) | Device for measuring variable magnetic flux density | |
SU1763644A1 (en) | Inclinometer azimuth date converter | |
SU631964A1 (en) | Shaft angular position -to-code converter | |
JP3381736B2 (en) | Optical encoder | |
SU789938A1 (en) | Three-component ferroprobe magnetometer | |
SU1184930A1 (en) | Azimuth pickup of inclinometer | |
SU1569547A1 (en) | Ferroprobe compass | |
SU1579990A1 (en) | Ferroprobe converter of angle of borehole inclination | |
SU1337663A1 (en) | Earth-inductor digital compass | |
SU1538145A1 (en) | Digital phase meter | |
RU2131029C1 (en) | Method of determination of azimuth, zenith angle and angle of dip | |
SU1409952A2 (en) | Phase-meter |