Эхолокационный скважинный глубиномер Советский патент 1983 года по МПК E21B47/04 

ел

со

Изобретение относится к звуколо кационной технике и предназначаетс для маркшейдерского контроля глубины и состояния взрывных скважин на горнодобывающих предприятиях.

Известен эхолот для измерения глубины скваж 1н, содержащий приемоизлучающее устройство, генератор, приемный усилитель и проблесковый индикатор, выполненный в виде вращающегося диска со светодиодом и злектродвигателем со стабилизированной скоростью вращения,.В этом приборе вращающийся дирк осуществляет механическую развертку во врмени, что позволяет одновременно фиксировать на индикаторе расстояния до забоя скважины и до р.азличных нарушений в ее стволе с высоко производительностью и удовлетворительной точностью Cl.

Недостатками данного эхолота являются сложность изготовления электромеханического проблескового индикатора, низкая надежность и малый срок, службы электромеханического индикатора в шахтных условиях, трудность регулировки и стабилизации СКОР9СТИ вращения электродвигателя .

Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности является эхолокационный скважинный глубиномер, содержащий генератор тактовых импульсов, схему совпадения, генератор зондирующих импульсов, выход которого через приемоизлучатель соединен с первым входом усилителя, второй вход которого через каскад временной автоматической регулировки усилия соединен с генератором зондирующих импульсов, и проблесковый индикатор, включакжций матрицу светои&лучающих элементов, два счетчика и два дешифрато5 а. Устройство отличает-, ся значительной простотой и надежностью 2 .

Однако в условиях наличия значительных акустических помех, имеющих, как правило, случайный хаотический характер, происходит ложное срабатывание амплитудного детектора и сбой показаний прибора, что приводит к снижению достоверности и производительности измерений .

Целью изобретения является повышение помехозащищенности путем подавления случайных помех.

Поставленная цель достигается тем, что в эхолокационном скважинном глубиномере, содержащем генератор тактовых импульсов, схему совпадения, генератор зондируицих импульсов, выход которого через приёмоизлучатель соединен с первым входом усилителя, второй вход которого через касксщ временной

автоматической регулировки усиления соединен с генератором зондирующих импульсов, и проблесковый индикатор, включаквдий матрицу светоизлучающих элементов, два счетчика и два дешифратора, дешифраторы

столбцов и строк матрицы подключены к счетчикам, соединенным последовательно, а дешифратор столбцов соединен с выходом усилителя, причем

0 выходы счетчиков через схему совпадения соединены с генератором зондирующих импульсов.

На чертеже изображена блок-схема эхолокационного скважинного

С глубиномера.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, подключенный к счетчику 2 и через него к счетчику 3, Дешифраторы столбцов 4 и строк 5, выходы которых подключены соот0 ветственно к столбцам и строкам матрицы б светодиодов, а входы - к счетчикам 2 и 3, схему. 7 совпадения, соединенную с обоикш счетчиками и с генератором 8 зондирунндих импульсов,

5 прнемоизлучатель 9, подключенный к генератору 8 и к линейному усилителю 1Q, выход которого соединен с дешифратором 4, каскад временной автоматической регулировки усиления

0 ВАРУ 11, вход которого подключен к генератору 8, а ылход - к линейному усилителю 10

Измерение глубин скважин производится следующим образом,

Приемоизлучающий преобразователь ставится в устье скважины. При включении устройства генератор 1 начинает нещзеравйо выдавать тактовые импульсы заданной частоты на

0 вход включенных последовательно десятичных счетчиков 2 и 3, При переходе счетчиков через нулевое состояние через схему 7 совпадения производится запуск генератора 8 зон5 д:95РУющих импульсов, возбуждающего приемоизлучатель 9, который посылает а скважину короткий звуковой сигнал зондирующий ймпульс. Распространяясь по скважине, этот сигнал отражав

0 ется от препятствий, например от геологических наруыеииЯ, и от за1боя Отраженные эхосигналы, поступающие из сквазкины на приемОизлучатёль, преобразуются им в электрические

е сигналы, которые усиливаются линейным усилителем 10 и подаются через деши4Фатор 4 иа матрицу 6.

Выходы десятичных 2 и 3 через дешифраторы 4 и 5 подключены соответственно к столбцам и

О строкам матрицы б, Светодиоды,

установлеииые в местах пересечения столбцов и строк матрицы, загоряются при одновременном включении соответствукицего столбца и строки

5 в том случае, когда иа матрицу

через дешифратор 4 подается питающее напряжение с выхода линейного усилителя 10,

Таким образом, в момент приема эхосигнала на матрицу подается напряжение питания светодиодов. Оно вызывает свечение того светодиода, расположение которого на матрице соответствует расстоянию до препятствия. Отсчет единичных интервалов измерения производится по столбцам матрицы, а отсчет десятков - по строкам. Цена единичного интервала определяется частотой квантунжщх импульсов, поступаюызих на счетчики 2 и 3 с генератора 1,

Из-за присутствия акустических помех фактически на матрице 6 светится столько светодиодов, сколько получено эхосигналов после посылки в скважину одного зондирукяцего импульса. При этом случайные акустические помехи не синхронизированны с посыпкакш зондируклцих импульсов, поэтому шумовые всплески хаотически распределены на шкале проблескового индикатора и не вызывают постоянного свечения матрицы при периодических посылках зондирукжщх сигналов. Таким образом в проблесковом индикаторе осуществляется временная селекция случайных . акустических помех. Кроме того.

использование линейного усилителя для питания матрицы позволяет по ярк6с и .свечения оценивать относительну) величину препятствий, от которых получены эхосигналы, и вы5 делять основной сигнал, указывающий расстояние до забоя скважины, С этой же целью в схему введен . каскад ВАРУ, который компенсирует вызванное затуханием звука

0 ослабление сигналов от дальних препятствий. Каскад ВАРУ обеспечивает постепенное возрастание коэффициента передачи линейного усилителя от минимального - в мо5 мент посылки зондирующего импульса, до максимального - в момент приема эхосигнала с наибольшего измеряемого расстояния.

Q Эхолокадионный глубиномер с матричным проблесковым индикатором отличается значительной простотой конструкции, илсокой надежностью и необходимой статической точностью и обеспечивает по срав5нению с известными цифровыми эхолокаторами значительное повышение помехозащищенности измерений за счет временной селекции случайных помех, а также из-эа наличия дополнительной

0 информативной координаты - яркости свечения индикаторов.

ЭХОЛОКАЦИОННЫЙ СКВАЖИННЫЙ ГЛУБИНОМЕР, содержащий генератор тактовых импульсов, схему совпадения., генератор зондируювих инотульсов, выход KOTOjporo через тфиемо- излучатель соединен с первым входом усилителя, второй вход которого через каскад временной автоматической регулировки усилия соединен с генераторе зондирукяцих импульсов, и проблесковый индикатор включаюьшй матрицу светоизлучатцнх элементов, два счетчика и два дешифратсра, о т л и ч a ю ц и и с я тем, что, с целью похищения помехозанцаценности .путем подавления случайиых пшюх, дешифраторы столбцов и строк матрицы подключены к счетчикам, соединенным (О последовательно, a столбцоб соединен с выходом усилителя, причем выходы счетчиков через схему совпадения соединены .с генератором зондирупцих импульсов. §