SU1629513A2 - Преобразователь зенитного угла - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике бурени  и позвол ет повысить точность измерени  зенитного угла скважины. Преобразователь содержит датчик в виде кольцевой полости 1, заполненной несмешивающимис  жидкост ми-диэлектриками 2 и 3 и электропровод щей жидкостью 4. На стенках полости 1 установлены основные 5 и дополнительные 6 электроды (Э) и общий Э 7, который подключен к плюсу источника питани . Тонкий слой жидкости 4 расположен по горизонтальной оси датчика, а толщина этого сло  выбрана меньше рассто ни  между двум  соседними как дополнительными, так и основными Э 6 и 5. В состав преобразовател  вход т также два RS-триггера 8 и 9. элемент ИЛИ 10, генератор 11 тактовых импульсов, два элемента И 12 и 13, два счетчика 14 и 15, дешифратор 16 и два мультиплексора 17 и 18. Последовательный опрос Э 5 и 6, соединенных в момент измерени  через жидкость 4 и Э 7 с плюсом источника питани , осуществл етс  мультиплексорами 18 и 17. Зенитный угол определ етс  кодом на выходах счетчиков 14 и 15, соответствующим числу опрошенных Э. Дешифратор преобразует код в удобный дл  отсчета в угловой мере. 3 ил. СО с

Description

Фиг. 1

Изобретение относитс  к технике бурени  нефт ных и газовых скважин, может быть использовано в составе инклинометрической аппаратуры при определении пространственной ориентации ствола скважины и  вл етс  усовершенствованием преобразовател  по авт.св. №1150354.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  зенитного угла.

На фиг.1 приведена функциональна  схема преобразовател  зенитного угла; на .2 - схема датчика при расположении емкого сло  электропровод щей жидкости оси датчика; на фиг.З - то же, при расположении сло  по оси датчика.

Преобразователь зенитногоугла содержит датчик в виде кольцевой полости 1, заполнен- несмешивающимис  жидкост ми-диэ- ьктриками 2 и 3 и электропровод щей жидкостью 4, установленных на внутренних сменках полости 1 основных электродов 5, дополнительных электродов 6 и общего трода 7. Основные электроды 5 образу- о первый слой, выполнены в виде витков с выводами, сгруппированы в отдельные сек- /1И по шестнадцать и включены пзраллель- чо. Второй слой образуют дополнительные . -;чтроды б, каждый из которых выполнен в виде ламели с выводами, охватывающей секцию основных электродов 5 первого сло . Тонкий слой электропровод щей жидкости 4 расположен по горизонтальной оси датчика, причем толщина сло  выбрана меньше рассто ни  между двум  соседними как дополнительными 6, так и основными 5 электродами . Общий электрод 7 подключен к плюсу источника питани ,

В состав преобразовател  входит также измерительный узел в виде двух RS-тригге- ров 8 и 9, элемента ИЛИ 10, генератора 11 тактовых импульсов, двух элементов И 12 и 13, двух счетчиков 14 м 15, дешифратора 16 и двух мультиплексоров 17 и 18

R-входы счетчиков 14 и 15 соединены с S-входом RS-триггера 8 и вторым входом элемента ИЛИ 10. Основные 5 и дополнительные 6 электроду СВЯЗЗНУ соответствен- но с информационными входами мультиплексоров 17 и 18, адресные входы которых подключены к входам счетчиков 14 и 15 и к входам дешифратора 16. Выход мультиплексора 17 подключен в R-входу триггера 8 и S-входу триггера 9, а выход мультиплексора 18 соединен с первым входом элемента ИЛИ 10 выход которого подключен к R-входу триггера 9 Выходы RS-триггеров 8 и 9 соединены с первыми входами соответственно элементов И 12 и 13, выходы которых соединены с первыми входами соответственно элементов И 12 и

13, выходы которых соединены с С-входами счетчиков 14 и 15. Выход генератора 11 подключен к вторым входам элементов И 12 и 13.

Преобразователь зенитного угла работает следующим образом,

В момент прихода короткого импульса на вход Упр счетчики 14 и 15 сбрасываютс  в О, на выходе RS-триггера 8 устэнавли0 ваетс  уровень 1, а второй RS-триггер 9 через элемент 10 сбрасываетс  в О. При этом элемент И 12 разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 11 на счетный вход счетчика 14, на выходе которого

5 формируетс  код, поступающий на адресный вход первого мультиплексора 17, В соответствии с этим кодом мультиплексором 17 осуществл етс  последовательный опрос дополнительных электродов 6 второго

0 сло , начина  с крайнего электрода до электрода с пор дковым номером п, который соедин етс  при данном зенитном угле через электропровод щую жидкость 4 и общий электрод 7 с плюсом источника питани  При

5 этом на выходе мультиплексора 17 по вл етс  уровень 1, который сбрасывает первый PS-триггер 8 в О и устанавливает на выходе второго RS-триггера 9 уровень 1. В этот момент времени прекращаетс  поступле0 ние тактовых импульсов с выхода генератора 11 через элемент И 12 на счетный вход счетчика 14, на выходе которого фиксируетс  код, соответствующий числу опрошенных дополнительных электродов 6 второго сло . Одно5 временно второй RS-триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов с выхода генератора 11 через второй элемент И 13 на счетный вход второго счетчика 15, на выходе которого фиксируетс  код, поступающий на

0 адресный вход второго мультиплексора 18. В соответствии с этим кодом мультиплексором 18 осуществл етс  последовательный опрос основных электродов 5 первого сло , начина  с первого в секции до электрода с

5 пор дковым номером п, который соединен через электропровод щую жидкость 4 и общий электрод 7 с плюсом источника питани  При этом на выходе второго мультиплексора 18 по вл етс  уровень 1,

0 который через элемент ИЛИ 10 сбрасывает второй RS-триггер 9 в О. В этот момент времени прекращаетс  поступление тактовых импульсов с выхода генератора 11 на счетный вход второго счетчика 15, на выходе

5 которого фиксируетс  код. соответствующий числу опрошенных основных электродов первого сло 

Таким образом, в результате на выходах счетчиков 14 и 15 фиксируютс  коды, соот- ветст вующие зенитному углу в данной точке

траектории скважины, причем код NI соответствует грубому отсчету (единицы градуса ), а код Nj-точному отсчету (дес тки угловых минут). Далее коды NI и NJ в дешифраторе 16 преобразуютс  поразр дно в код, удобный дл  представлени  результата измерени  непосредственно в угловой мере. С приходом следующего короткого импульса на вход Упр весь процесс измерени  повтор етс  аналогично описанному.

При расположении тонкого горизонтального сло  жидкости выше или ниже горизонтальной оси датчика основные электроды наход тс  под углом к этому слою, при этом возможны ситуации, когда тонкий электропровод щий слой касаетс  начала одной ламели п (фиг.2), и перекрывают часть электродов двух соседних секций.В этом случае при последовательном опросе дополнительных электродов на выходе первого мультиплексора по вл етс  уровень логической 1 на n-м электроде, говор щий о том, что n-й дополнительный электрод контактирует при данном зенитном угле через электропровод щую жидкость с основным первым электродом. Затем начинаетс  опрос основных электродов, объединенных в секции , начина  с первого. Поскольку первый основной электрод контактирует с электро- провод щей жидкостью, то на выходе второго мультиплексора также по вл етс  уровень логической 1, процесс опроса останавливаетс  и возобновл етс  после прихода следующего импульса на вход Упр. Поэтому при повороте датчика зенитного угла от фиксированного положени  на угол, меньший угла п , где угол a , определ етс  зоной контакта первого электрода через электропровод щую жидкость с n-й ла- мелью при повороте преобразовател , вс кий раз перекрываетс  n-  ламель и первый основной электрод соответствующий секции , при этом на выходе преобразовател  по вл етс  один и тот же код, соответству- ющий одному фиксированному значению зенитного угла.

Угол а, таким образом,  вл етс  зоной нечувствительности, котора  по вл етс  при повороте датчика от некоторого угла, при котором электропровод ща  жидкость касаетс  первого основного электрода секции и начала ламели, соответствующей этой секции.

Кроме того, при расположени  уровн  жидкости по оси датчика также возможно по вление малых зон нечувствительности, за счет неточного нанесени  основных электродов и, следовательно, перекосов основных электродов и горизонтального уровн  жидкости. Поэтому, чтобы исключить искажени  показаний, необходимо уменьшить зону контакта ламели с первым основным электродом через электропровод щую жидкость , уменьшив тем самым вли ние возможных перекосов. Если тонкий слой электропровод щей жидкости, расположенный по оси датчика, равен по толщине размерам одного электрода, то возможны случаи, когда он контактирует с дэум  электродами одновременно. Причем, если эти электроды принадлежат разным секци м, т.е. контактируют 16-й и 1-й основные электроды соседних секций (фиг.З), тогда при последовательном опросе ламелей и основных электродов на выходе преобразовател  получают код, говор щий о том, что замкнута n-  ламель и первый электрод секции, соответствующей этой ламели, поскольку все соответствующие электроды в секци х св заны электрически и подключены параллельно , а опрос начинаетс  с первого электрода . На самом же деле замкнута n-  ламель и 16-й электрод этой ламепи. Таким образом, информаци , получаема  на выходе преобразовател , отличаетс  от истинной

В предлагаемом техническом решении тонкий слой электропровод щей жидкости расположен по горизонтальной оси датчика, а толщина этого сло  выбрана меньше рассто ни  между двум  соседними электродами , что позвол ет исключить одновременный контакт нескольких основных электродов с ламелью и обеспечивает повышение точности измерени  зенитного угла.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь зенитного угла, по авт.св. Ns 1150354, отличающийс  тем, что, с цепью повышени  точности измерени , тонкий слой электропровод щей жидкости расположен по горизонтальной оси датчика, а толщина этого сло  выбрана меньше рассто ни  между двум  соседними как дополнительными, так и основными электродами.