Устройство для считывания магнитных меток при измерении глубины скважины Советский патент 1983 года по МПК B21B47/04 

Фffe.f 110 Изобретение относится к области измерения глубин при промыслово-геофизическом обслуживании буровых скважин. Извес-тно устройство для считывания магнитных меток, нанесенных предварительно на каротажный кабель, включающее электронное реле и магнитный зонд, обеспечивающий считывание меток при малых скоростях движения кабеля и Недостатком устройства является не устойчивое считывание слабых меток при длительной работе кабеля с метками в скважинах. Известно также устррйство, содержа щее магнитный зонд и меткоотбиватель, при этом для повышения помехозащищенности между магнитным зондом и меткоотбивателем включены пороговое устройство и логический блок обеспечивающие срабатывание меткоотбивателя от сигнала определенной формы С2. Указанное устройство обеспечивает устойчивое считывание заданных меток среди ложных меток, имеющихся на кабеле, вследствие плохого стирания старых меток или соприкосновения кабеля с намагниченными предметами, но при этом нет надежного считывания слабых меток в условиях окружа. ющих магнитных полей, присутствующих в точке установки устройства в плоскости отсчета глубин на скважине. Наиболее близким техническим решением к-предлагаемому является датчик меток, содержащий магнитомодуляционный преобразователь, интегратор, пороговый блок и цепь компенсации окружающего магнитного поля, включающую источник регулируемого по величине и направлению постоянного тока и выходную обмотку магнитомодуляционного преобразователя. Ток, .подаваемый в выходную обмотку преобразователя, создает в его сердечнике маг нитный поток, направленный противоположно потоку, вызванному окружающим полем, и компенсирует его. Компенсация позволяет повысить устойчивость считывания меток в присутствии окружающих магнитных полей СЗЗ. Однако в указанном датчике компен сация выполняется вручную, что снижа ет устойчивость считывания слабых меток вследствие погрешностей компенсации. Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет уменьшеЭ2ия погрешностикомпенсации внешних магнитных полей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для считывания ма1- нитных меток при измерении глубины скважины, содержащем магнитомодуляционный преобразователь с подключенными к нему генератором возбуждения и интегратором, который соединен с пороговым блоком, и блок компенсации , блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналого- . вого преобразователя, первой и второй схем И и шины компенсации, причем выход цифро-аналогового преобразоватеЛ. подключен к магнитомодуляционному преобразователю, а вход - к выходу двоичного счетчика, вход установки нуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход - с выходом первой схемы И входы которой подключены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенсации, ft которой подключен первый вход второй схемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства. На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2- эпюры напряжений и магнитных потоков. Чувствительным элементом устройства является магнитомодуляционный преобразователь 1, возбуждаемый импульсным током от генератора 2. Выход магнитомодуляционного преобразователя 1 соединен по переменному току через, интегратор 3 с пороговым блоком 4, который через вторую схему И 5 связан с шиной 6 меток. По постоянному току выходная обмотка магнитомодуляционного преобразователя 1 соединена с выходом цифро-аналогового преобразователя 7, подключенного к инверсным выходам двоичного счетчика 8, имеющего счетный вход и вход установки нуля. Счетный вход счетчика 8 через первую схему И 9 связан с выходом генератора 2, пороговым блоком и шиной компенсации 10, к которой подк.пючен также вход установки счетчи-. ка в нуль. Шиной 6 выхода и шиной tO компенсации устройство соединяется с каротажной станцией. К шине 10 компенсации подключена кнопка 11 ручной установки. Функционирование устройства зависит от суммарной напряженности окружающего магнитного поля и поля метки в окрестностях магнитомодуляционного преобразователя. При считывании меток, когда нЬпря женность окружающего поля незначител на (фиг. 2 а), магнитоМодуляционный преобразователь 1 выдает последовательность импульсов (фиг. 2 г), амплитуда которых пропорциональна велич не магнитного потока, создаваемого) в его сердечнике северным полюсом метки (фиг. 2 в). Этот сигнал интегрируется для подавления помех интегратором 3 и в виде напряжения постоя ногр тока ( фиг. 2( подается на пор говый блок 4.Когда входное напряжение превь1шает уровень срабатывания (фиг. 2 ) , пороговый блок формирует положительный перепад напряжения (фиг. 2 6) , который подается на шину 6 выхода меток через схему И 58 качестве сигнала Метка ( фиг. 2к. Считывание меток в условиях окруж ющих полей большой напряженности (фиг. За и а) происходит аналогичным образом после компенсации окр жающего поля. Компенсация производится, при подаче сигнала Компенсация (фиг. 3 kS) на вход 10 или при нажатии кнопки 11, когда в окрестностях магнитомодуляционного пре образователя нет метки. По сигналу Компенсация счетчик 8 устанавливается в нуль, подготавливается схема И 9 блокируется схема И 5 цифро-аналоговый пре эбразователь 7 начинает выдавать в выходную обмотт ку магнитомодуляционного преобразователя ток (фиг. 3it и 4 U.), создакщий в его сердечнике компенсирующий ма.гнитный поток. Это вызывает изменение величины и направления суммарного магнитного потока в сердечнике (фиг. 3.6 и k) и появление выходного сигнала магнитомодуляционного преобразователя (фиг. 32, и 42,), который после интегрирования (фиг. 36 и kd) и формирования поporoBbiM устройством (фиг. 3 и 4) разрешает прохождение импульсов от генератора 2 через схему И 9 на . счетный вход счетчика 8. Счетчик начинает счет в прямом направлении, вследствие чего выходной ток цифроаналогового преобразователя начинает изменяться от максимального положительного к максимальному отрицательному значению, что вызывает уменьшение суммарного потока и выходного сигнала мйгнитомодуляционного преобразователя 1. Когда сигнал падает ниже уровня отпускания порогового устройства, счет в счетчике 8 и изменение выходного тока преобразователя 7 прекращается. При этом магнитный поток в сердечнике магнитомодуляционного преобразователя 1, создаваемый током цифро-аналогового преобразователя 7, оказывается равным и противоположно направленным потоку, создаваемому окружающим полем, и компенсирует его на уровне отпускания порогового блока с точностью, определяемой дискретностью цифро-аналогового преобразователя 7. При снятии сигнала Компенсация устройство обеспечивает считывание меток, напряженность которых превышает разнос;ть уровней срабатывания и отпускания порогового блока. Для исключения влияния изменений окружающего поля компенсацию производят непосредственно перед считыванием меток. Таким образом, компенсация окружающего поля в устройстве выполняется с .большой точностью непосредственно перед считыванием меток, что дает возможность выбрать уровень отпускания порогового блока, близким к уровню срабатывания, и этим существенно повысить устойчивость считывания слабых меток. Это позволяет снизить частоту разметки каротажного кабеля и повысить точность привязки промыс.тово-геофизйческой информации к глубинам в скважинах. При использовании в устройстве восьмиразрядного цифро-аналогового преобразователя окружающее поле напряженностью до 16.00 А/м может быть скомпенсировано с точностью i 6,25 А/ /м. Это позволяет выбрать разность уровней срабатывания и отпускания порогового устройства paBHovi 12 А/м и обеспечить устойчивое считывание меток с напряженностью поля 18 А/м, вместо 80 А/м, имеющей место при использовании датчиков MejoK с ручной компенсацией. Так как обычно напряженность поля меток, составляющая непосредственно после разметки кабеля 800 А/м, падает до 80 А/м после обслуживания 10-12 скважин и до уровня 20 А/м после 20-25 скважин, повышение устойчивости считывания меток (за счет более точной компенсации окружающего поля в предлагаемом устройстве ) позволяет снизить , частоту разметки кабеля примерно S101 в 2 раза. Вместе со снижением числа повторных измерений в скважинах, вызванных погрешностями привязки данных по глубине вследствие некачественного считывания меток, это дает годовой экономический эффект при обслуживании скважин, бурящихся на нефть и газ 5 9« размере около 200 тыс.руб. в год. Автоматическое выполнение компенсации в предлагаемом устройстве упрои ает . регистрацию промыслово-геофизической информации и позволяет использовать его в каротажных станциях с программным управлением.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ МАГНИТНЫХ МЕТОК ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ГЛУБИНЫ СКВАЖИНЫ, содержащее магнитомодуляционный преобразователь с подключе нными к нему генератором возбуждения и интегратором, который соединен с пороговым блоком, и блок компенсации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения погрешности компенсации внешних магнитных полей, блок компенсации выполнен в виде двоичного счетчика, цифро-аналогового поеобоазователя, первой и второй схем И и шины компенсации, причем выход цифро-аналогового поеобоазователя подключен к магнитомодуляционному преобразователю, а вход - к выходу двоичного счетчика, вход установки нуля которого соединен с шиной компенсации, а счетный вход - с выходом первой схемы И, входы которой подключены к выходу порогового блока, генератору возбуждения и шине компенса- f/J ции, к которой подключен первый вход второй схемы И, второй вход последней соединен с выходом порогового блока, а выход является выходом устройства. 5

Г1

П

mill

/I

Фиг, г

п

п

JliUUlL

-

П

п

Фуг

фуг.З