Скважинный профилемер Советский патент 1985 года по МПК E21B47/08 

Изобретение относится к геологоразведочной технике и может быть использовано для исследования ствола скважин и для контроля за процессом парафинизации насосно-компрессорных труб.

Известно устройство для контроля стенок скважины, содержащее корпус, измерительные рычаги, преобразователь и записывающий механизм Г.

Недостатком такого устройства является низкая надежность, обусловленная большим количеством подвижных частей и узлов.

Известен также скважинный профилемер, содержащий направляющую штангу с верхним и нижним фиксирующимися узлами, подвижный элемент с измерительными щупами, каротажный кабель, в котором верхний фиксирующийся узел снабжен стаканом, нижний - конусом, а каротажный кабель прикреплен к подвижному элементу 2J.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность ввиду сложной конструкции и ограниченные функциональные возможности, состоящие в том, что профилемер позволяет производить измерение только при ходе прибора вверх.

Наиболее близким к предлагаемому является скважинный профилемер, содержащий корпус, пружины-лыжи и измерительный узел. Принцип действия данного профилемера основан на преобразовании линейного перемец;ения пружин-лыж посредством тяг, подвижной оси с коленообразными выступами, шлицевой муфты во вращательное движение вала сельсин-датчика 3.

Недостатком прототипа является низкая надежность, обусловленная механической передачей линейного перемещения пружин-лыж во вращательное движение сельсин-датчика.

Цель изобретения - повышение надежности в работе.

Ноставленная цель достигается тем, что в- скважинном профилемере, содержащем корпус с установленными на нем пружинами-лыжами и измерительный узел, последний выполнен в виде установленного посередине одной из лыж постоянного магнита, размещенного внутри корпуса дифференциального феррозонда, генератора тактовых импульсов, RS-триггера, логического элемента И, элемента задержки, полосового фильтра, детектора, аналого-цифрового преобразователя, дифференцирующего звена и буфера, при этом первый вход логического элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, второй его вход - с выходом RS-триггера, выход логического элемента И соединен через элемент задержки с первым входом аналого-цифрового преобразователя, а через полосовой фильтр, дифференциальный феррозонд и детектор -

с вторым его входом, один выход аналогоцифрового преобразователя связан с буфером, а другой через дифференцирующее звено - с R-входом RS-триггера.

На фиг. 1 показана конструкция устройства; на фиг. 2 - функциональная схема устройства.

Скважинный профилемер содержит корпус 1, пружины-лыжи 2, постоянный магнит 3, стержневой дифференциальный феррозонд 4, генератор 5 тактовых импульсов, RS-триггер 6, логический элемент И 7, элемент 8 задержки, полосовой фильтр 9, детектор 10, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11, буфер 12 и дифференцирующее звено 13.

Пружины-лыжи 2 крепятся одним концом к корпусу 1, а другим - к подвижному кольцу, которое может свободно перемещаться вдоль корпуса, обеспечивая возможность перемещения пружин-лыж. Постоянный магнит 3 установлен посередине одной из пружин-лыж, а дифференциальный феррозонд 4 - по центру корпуса на уровне постоянного магнита 3.

Устройство работает следующим обра зом.

При подаче короткого импульса на вход «Упр. RS-триггер 6 устанавливается в состояние «Лог. 1, открывая элемент И 7 тактовым импульсам, поступающим с генератора 5 тактовых импульсов на элемент

0 8 задержки и полосовой фильтр 9. В последнем происходит преобразование прямоугольных импульсов в синусоидальное напряжение, которым запитывается обмотка возбуждения дифференциального феррозонда 4. Параметры возбуждения дифференциального феррозонда и чувствительность схемы обработки сигналов (детектор - АЦП) выбраны таким образом, что дифференциальный феррозонд является нечувствительным по отношению к магнитному полю

- Земли, а выходной сигнал является функцией перемещения постоянного магнита 3 по отнощению к дифференциальному феррозонду 4. Далее сигнал с дифференциального феррозонда 4, пропорциональный расстоянию от постоянного магнита 3 до дифференциального феррозонда 4, поступает на детектор 10, где преобразуется в постоянное напряжение и поступает на первый вход АЦП 11. С элемента 8 задержки на второй вход АЦП 11 поступает импульс, преобразуемый АЦП 1 в цифровой код, который

переносится в буфер 12. Одновременно с переносом. инфор1иации в буфер на втором выходе АЦП 11 формируется сигнал переноса, который через дифференцирующее звено 13 сбрасывает RS-триггер 6 в состояние «Лог. О, последний закрывает логический элемент И 7, и обмотка возбуждения дифференциального феррозонда 4 обесточивается.

Информация из буфера 12 может быть либо передана по каналу связи на поверхность, либо записана в устройство памяти при автономном варианте устройства.

С подачей следующего импульса на вход «Упр. цикл измерения повторяется.

Устройство позволяет измерять диаметр скважины и представлять его в цифровом

виде. Скважинный профилемер обладает высокой надежностью, обусловленной тем, что перемещение пружин-лыж передается на чувствительный элемент - дифференциальный феррозонд через магнитную связь между постоянным магнитом, установленным на пружине-лыже, и дифференциальным феррозондом, установленным внутри корпуса устройства.

СКВАЖИННЫЙ ПРОФИЛЕМЕР, содержащий корпус с установленными на нем пружинами-лыжами и измерительный узел, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе. измерительный узел выполнен в виде установленного посередине одной из лыж постоянного магнита, размещенного внутри корпуса дифференциального феррозонда, генератора тактовых импульсов RS-триггера, логического элемента И, элемента задержки, полосового фильтра, детектора, аналого-цифрового преобразователя, дифференцирующего звена и буфера, при этом первый в.ход логического элемента И соединен с выходом генератора тактовых и.мпульсов, второй его вход - с выходом RSтриггера, вы.ход логического элемента И соединен через элемент задержки с первым входом аналого-цифрового преобразователя, а через полосовой фильтр, дифференциальный феррозонд и детектор - с вторым его входом, один выход аналого-цифрового пре(Л образователя связан с буфером, а другой через, дифференцирующее звено - с R-бходом RS-триггера. со о

,1

Фаг. 2