SU802535A1 - Феррозондовый датчик азимута - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области промысловой геофизики и может использоватьс  дл  определени  магнитного азимута искривленной скважины. Известен датчик дл  измерени  азимута скважины, содержащий три феррозонда, расположенные под углом 120°в параллельных плоскост х, пересекающих вертикальную ось прибора 1. Известен также гравитационный инклинометр , содержащий два магнитомодул ционных феррозондовых преобразовател  и измерительно-регистрирующую часть прибора 2. Недостатком его  вл етс  невозможность непосредственного определени  азимута без дополнительных вычислений. Известно устройство, содержащее скважинный прибор с двум  однокатущечными феррозондовыми преобразовател ми, оси чувствительности которых взаимно перпендикул рны , наземное устройство, содержащее два индентичных канала, состо щих из генератора с полосовым фильтром, избирательного усилител , фазового детектора, удвоител  частоты, модул тора, а также датчик длины кабел , фазовращатель, генератор , общий дл  обоих каналов, следующую систему, состо щую из вращающегос  трансформатора, усилител , двигател  с редуктором 3. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерений, котора  определ етс  статической ощибкой, возникающей при отработке углов рассогласовани , когда вращающий момент двигател  соизмерим с моментом сухого трени  в опорах ротора сельсина-приемника. Кроме того, недостатком его  вл етс  сложность конструкции и низка  надежность из-за наличи  электромеханических узлов. Целью изобретени   вл етс  повыщение точности измерений азимута и увеличение надежности датчика. Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено RC-цепочкой двум  триггерами Шмидта, последовательно соединенными преобразователем фаза - код и счетчиком , причем входы триггера Шмидта соединены соответственно с выходом генератора и средней точкой RC-цепочки, котора  включена между выходами модул торов, а выходы триггеров Шмитта соединены с входами преобразовател  фаза - код.

На чертеже представлена функциональна  схема феррозондового датчика азимута.

Феррозондовый датчик содержит скважинный прибор, на котором размещены два однокатушечных феррозондовых преобразовател  1 и 2, оси чувствительности которых взаимно перпендикул рны. Один из них закреплен ,в апсидальной рамке 3, центр т жести которой смещен эксцентричным грузом 4, другой - в ма тниковой зенитной рамке 5, удерживающей ось чувствительности феррозонда в горизонтальной плоскости Наземна  часть содержит датчик 6 длины кабел ; фазовращатель 7; два идентичных канала, состо щих из генератора с полосным фильтром 8, избирательного усилител  9, настроенного на частоту второй гармоники, фазового детектора 10, удвоител  частоты II, модул тора 12, генератор опорного напр жени  13, общий дл  обоих каналов, RC-цепочка 14; триггеры Шмидта 15; преобразователь 16 фаза - код; счетчик 17.

Устройство работает следующим образом . При движении снар да по искривленной скважине апсидальна  рамка 3 с грузом 4 непрерывно устанавливаетс  перпендикул рно плоскости наклона скважины,, а внутренн   рамка 5 (зенитный ма тник) - по вертикали. Ось чувствительности феррозонда 2 при этом оказываетс  лежащей одновременно в горизонтальной плоскости наклона , а феррозонда 1 - перпендикул рно плоскости наклона.

Дл  определени  азимута наклонной скважины достаточно провести измерени  составл ющих магнитного пол  Земли на оси феррозондов. Напр жение с генераторов 8 подаетс  по каротажному кабелю к обмоткам феррозондовых преобразователей. В магнитном поле Земли в них наводитс  ЭДС, втора  гармоника которой выдел етс  избирательными усилителем 9. После усилени  напр жение поступает на фазовый детек,тор 10, на который подаетс  также напр жение удвоенной частоты с удвоителе 11. Дл  исключени  вли ни  на показани  прибора изменени  реактивного сопротивлени  кабел  при его размотке предусмотрена автоматическа  подстройка фазы в удвоители 11 фазовращателем 7 по сигналам датчика 6 в зависимости от глубины погружени  снар да в скважину. В фазовом детекторе 10 сигнал выпр мл етс  и затем преобразуетс  модул тором 12 в переменное .напр жение частотой 400 Гц.

После модул торов два синфазных напр жени , амплитуды которых измен ютс  пропорционально синусу и косинусу азимутального угла, подаютс  на фазосдвигающую RC-цепочку 14. В средней точке RCцепочки происходит векторное суммирование этих напр жений со сдвигом фазы одного из них на 90°, так что фаза результкрующего вектора будет равна ази.муту. Далее сигналы с генератора 13 и RC-цепочки 14 подаютс  на триггеры 15 Шмидта, где преобразуютс  в сигналы пр моугольной формы , фазовый сдвиг между которыми пропорционален азимуту скважины. Сигналы с

триггеров Шмитта подаютс  на преобразователь фаза - код и далее на счетчик, с которого снимаетс  информаци  в цифровом виде.

В датчике отсутствуют электромеханкческие узлы (двигатель, вращающийс  трансформатор, приборы со стрелочными указател ми). Это повыщает надежность устройства, точность измерений, упрощает конструкцию. Вывод информации в цифровом виде удобен дл  согласовани  с вычислительными устройствами. Предварительные испытани  показали, что точность измерени  азимута составл ет ±0,5° (у известного устройства только ±1,5°).

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 605950, кл. Е 21 В 47/02, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР № 250072, кл. Е 21 В 47/00, 1965.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 23021326, кл. Е 21 В 47/02, 1976.