Скважинный гравиметр Советский патент 1984 года по МПК G01V7/02 

ИГзобретение относится к геофизике, а более конкретно к аппаратуре для гравиметрических измерений, и может быть использовано в скважинных автоматизированных гравиметрах, в автоматизированных гравиметрических комплексах для донной съемки и съемки на подвижном основании. Известен гравиметр с возвратным потенциалом, содержащий чувствительный элемент, датчик, положения чувствительного элемента, индикатор нуля, связанный с датчиком положения чувствительного элемента, конденсатор возвратного потенциала 1. Недостатками известного гравиметра являются невозможность работы в автономном автоматическом режиме, низкая точность измерений в условиях воздействия случайных возмущающих ускорений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинный гравиметр, содержащий в скважинном блоке чувствительный элемент, датчик положения чувствительного элемента и конденсатор с подвижной и неподвижной пластинами, в наземном блоке индикатор нуля, регулирующий элемент, вольтметр, экстремумдетектор сигналов положительной полярности, экстремум-детектор сигналов отрицательной полярности, сравнивающее устройство, источник питания и источник возвратного потенциала, кабель с тремя жилами и броней, причем чувствительный элемент соединен с датчиком положения чувствительного элемента и механически соединен с подвижной пластиной конденсатора, неподвижная пластина которого соединена с Землей, датчик положения чуствительного элемента соединен через третью жилу кабеля с индикатором нуля, а также с вторым входом регулирующего элемента, входами экстремум-детекторов сигналов положительной и отрицательной полярности, входы которых соединены с входами сравнивающего устройства, выход которого соединен с первым входом регулирующего элемента, подсоединенного к источнику возвратного потенциала, соединенного выходом с вольтметром, причем плюс источника питания сое динен через вторую жилу кабеля с датчиком положения, а минус соединен через бронюкабеля с Землей 2. Недостатком известного скважинного гравиметра является низкая точность измерения при работе в условиях воздействия случайных возмущающих ускорений из-за того, что действие случайных возмущающих воздействий, например порывов ветра, движения транспорта, и т. п., в отличие от медленно изменяющейся гармоничесской сейсмопомехи, проявляется в резких изменениях положения маятника чувствительного элемента, несимметричных относительно его среднего положения, имеющих большие амплитуды. Наибольщую погрещность помехи вносят при измерениях в устье скважины. Цель изобретения - повыщение точности. Указанная цель достигается тем, что в скважинном гравиметре, содержащем в скважинном блоке чувствительный элемент, датчик положения чувствительного элемента и конденсатор с подвижной и неподвижной пластинами, в наземном блоке индикатор нуля, регулирующий элемент, вольтметр, экстремум-детектор сигналов положительной полярности, экстремум-детектор сигналов отрицательной полярности, сравнивающее устройство, источник питания и источник возвратного потенциала, кабель с тремя жилами и броней, причем чувствительный элемент соединен с датчиком положения чувствительного элемента и механически соединен с подвижной пластиной конденсатора, неподвижная пластина которого соединена с Землей, датчик положения чувствительного элемента соединен через третью жилу кабеля с индикатором нуля, а также с вторым входом регулирующего элемента, входами экстремум-детекторов сигналов положительной и отрицательной полярности, входы которых соединены с входами сравнивающего устройства, выход которого соединен с первым входом регулирующего элемента, подсоединенного к источ™ возвратного потенциала, соединенного выходом с вольтметром, причем плюс источника питания соединен через вторую жилу кабеля с датчиком положения, а минус соединен через броню кабеля с Землей, наземный блок содержит развязывающее устройство и дифференциатор, причем вход дифференциатора соединен через третью жилу кабеля с выходом датчика положения, а выход соединен с вторым входом развязывающего устройства, первый вход которого соединен с выходом регулирующего элемента, а выход через первую жилу кабеля соединен с подвижной пластиной конденсатора. На чертеже приведена блок-схема скважинного гравиметра. Скважинный гравиметр содержит чувствительный элемент 1, датчик 2 положения чувствительного элемента, конденсатор 3, индикатор 4 нуля, регулирующий элемент 5, вольтметр 6, экстремум-детектор 7 сигналов положительной полярности, экстремум-детектор 8 сигналов отрицательной полярности, сравнивающее устройство 9, источник 10 возвратного потенциала, дифференциато{ 11, развязывающее устройство 12, первую, вторую и третью жилу 13-15 кабеля и броню 16 кабеля. Чувствительный элемент 1 связан с подвижной пластиной конденсатора 3, неподвижная пластина которого первой жилой 13 кабеля соединена с выходом, развязывающего устройства 12, к первому входу которого присоединен вольтметр 6 и через регулирующий элемент 5 источник возвратного потенциала 10, а к второму входу присоединен выход дифференциатора 11. Первый вход регулирующего элемента 5 соединен с выходом сравнивающего устройства 9, два входа которого присоединены соответственно к выходам экстремум-детекторов сигналов положительной полярности 7 и отрицательной полярности 8, входы которых соединены между собой, с вторым входом регулирующего элемента 5, индикатором 4 нуля, входом дифференциатора 11 и через третью жилу 15 кабеля с датчиком 2 положения чувствительного элемента. По второй жиле 14 кабеля поступает питание в гравиметр, броня 16 является общим проводом, соединена с Землей. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии чувствительный элемент 1 находится в горизонтальном положении. Под воздействием возмущающего ускорения чувствительный элемент 1 перемещается относительно горизонтального положения. В момент времени, соответствующий началу воздействия возмущающего ускорения, на выходе дифференциатора 11 вырабатывается сигнал, пропорциональный скорости изменения напряжения на выходе датчика 2 положения чувствительного элемента, который, воздействуя через развязывающее устройство 12 на конденсатор 3, изменяет величину напряжения на конденсаторе 3 таким образом, что чувствительный элемент 1 стремится к горизонтальному положению. Такое изменение напряжения на конденсаторе 3 аналогично повышению степени демпфирования, резко уменьщает амплитуду помехи. Степень подавления помехи определяется величиной сигнала на выходе дифференциатора 11, может регулироваться изменением его коэффициента усиления. Установка чувствительного элемента 1 в исходное положение осуществляется по среднему значению сигнала на выходе датчика 2 положения чувствительного элемента установкой напряжения на конденсаторе 3 с выхода регулирующего элемента 5. Как и в случае воздействия сейсмической помехи, выделение положительного и отрицательного экстремальных значений напряжений на выходе датчика положения чувствительного элемента 2 осуществляется соответствующим экстремум-детектором 7 и 8 сигналов положительной и отрицательной полярности, а равенство этих значений отмечается нулевым сигналом на выходе сравнивающего устройства 9, запрещающим изменение напряжения на выходе регулирующего элемента 5. При изменении силы тяжести чувствительный элемент 1 изменяет свое положение и следящая система гравиметра возвращает чувствительный элемент 1 в исходное состояние. Мерой изменения силы тяжести служит напряжение на выходе реглирующего элемента 5, измеряемого вольтметром 6, а положение чувствительного элемента 1 визуально контролируется индикатором 4 нуля. Введение дифференциатора 11, связанного с датчиком 2 положения чувствительного элемента, необходимо для выработки управляющего сигнала, пропорционального скорости перемещения чувствительного элемента 1. Введение развязывающего устройства 12, соединенного с дифференциатором 11 и выходом регулирующего элемента 5, предотвращает влияние изменения напряжения с конденсатора 3 на выход регулирующего элемента 5. Изобретение позволяет повысить нулевого отсчета в условиях воздействия случайных возмущающих ускорений, и, кроме того, получить чувствительную систему с легко изменяющейся степенью демпфирования благодаря тому, что выработка сигнала, пропорционального скорости изменения напряжения на выходе датчика положения чувствительного элемента при воздействии случайных возмущающих ускорений, позволяет управлять изменением возвратного потенциала, уменьщающим амплитуду раскачки чувствительного элемента.

СКВАЖИННЫЙ ГРАВИМЕТР, содержащий в скважинном блоке чувствительный элемент, датчик положения чувствительного элемента и конденсатор с подвижной и неподвижной пластинами, в наземном блоке индикатор нуля, регулирующий элемент, вольтметр, экстремум-детектор сигналов положительной полярности, экстремумдетектор сигналов отрицательной полярности, сравнивающее устройство, источник питания и источник возвратного потенциала, кабель с тремя жилами и броней, причем чувствительный элемент соединен с датчиком положения чувствительного элемента и механически соединен с подвижной пластиной конденсатора, неподвижная пластина которого соединена с Землей, датчик положения чувствительного элемента соединен через третью жилу кабеля с индикатором нуля, а также с вторым входом регулирующего элемента, входами экстремум-детекторов сигналов положительной и отрицательной полярности, входы которых соединены с входами сравнивающего устройства, выход которого соединен с первым входом регулирующего элемента, подсоединенного к источнику возвратного потенциала, соединенного выходом с вольтметром, причем плюс источника питания соединен через вторую жилу кабеля с датчиком положения, а минус соединен через броню кабеля с Землей, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, наземный блок (Л содержит развязывающее устройство и дифференциатор, причем вход дифференциатора соединен через третью жилу кабеля с выходом датчика положения, а выход соединен с вторым входом развязывающего устройства, первый вход которого соединен с выходом регулирующего элемента, а выход через первую жилу кабеля соединен с сд to подвижной пластиной конденсатора. оо