Устройство для каротажа скважин Советский патент 1986 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к геофизи- | ческому приборостроению,.а именно к устройствам для измерения физических величин, характеризующих горные породы, окружающие скважину, либо ее техническое сбстояние, и передачи измеренной информации на поверхность.

Цель изобретения - упрощение устройства, а также повышение точности и термостабильности измерений.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема наземной части устройства, вариант выполнения.

В состав скважинкой части 1 устройства входят датчики 2.1-2.П информационных гармонических сигналов, входные коммутаторные ключи 3.1-З.п блок 4 управления входными ключами и усилитель 5 информационных сигналов, Скважинная часть 1 через кабель 6 соединена с наземной частью 7 устройства. В состав наземной части 7 входят амплитудный модулятор 8, детектор 9, выходные коммутаторные ключи 10.1-10.т, устройство 11 выборки- хранения, в состав которого входит первый выходной коммутаторный ключ 10.1 и конденсатор 12.1, узел 13 вычитания, источник 14 опорного напряжения , усилитель 15 постоянного тока (УПТ), блок 16 управления выходными ключами, задающий генератор 17 системы синхронизации ключей. Выходы ключей 10.2-10,т являются информационными выходами устройства.

Наземная часть устройства может содержать, кроме того, дополнительные устройства 18.2-18.т выборки- хранения (фиг. 2), в состав которых входят выходные коммутаторные ключи 10.2-30.m и конденсаторы 12.2-12.т, нтегратор 19 со сбросом, состоящий из операционного усилителя 20, резистора 21, конденсатора 22 и ключа 23 сброса, и дополнительный ключ 24. Вход управления ключа 23 (вход сбро- са интегратора 19) и вход управления ключа 24 соединены с выходами задающего генератора 17, а выходами устройства являются выходы дополнительных устройств 18.2-18.га выборки-хранения. Вход синхронизации задающего генератора 17 системы синхронизации ключей может быть соединен с источником 25 напряжения сети.

Устройство работает следующим образом.

0

Задающий генератор 17 системы синхронизации ключей (фиг. 1) через равные интервалы времени формирует управляющие импульсы и подает их одновременно иа входы блока 4 управления входными ключами и блока 16 управления выходными ключами. Блоки

4и 16 управления одновременно меняют состояния своих выходов, переключая синхронно входные коммутаторные

.ключи 3.1-З.п и выходные коммутаторные ключи 10.1-10.т, причем в течение каждого из интервалов времени открыт один из выходных ключей (ос- тальные выходные ключи закрытыJ, Информационный гармонический сигнал с выхода одного из датчиков 2.1-2.n (или с выходов группы датчиков 2, если открыто одновременно более одного входного ключа 3,1-З.п) через открытый (т.е. замкнутый) ключ 3 поступает на вход усилителя 5 и передается по кабелю 6 в наземную часть

е 7, где усиливается модулятором 8 и затем детектируется детектором 9. В течение одного из интервалов времени (назовем его первым) открыт первый выходной коммутаторный ключ 10.1. При этом на выходе узла 13 вычитания формируется сигнал рассогласования между выходным напряжением детектора U, и опорным напряжением и, Усиленный УПТ 15 сигнал рассогласования поступает на управляю щий вход амплитудного модулятора 8 и меняет его коэффициент передачи таким образом, что величина сигнала рассогласования уменьшается, В течение первого интервала с большой точностью устанавливается равенство Ч) Пусть при этом в скважин- ной части аппаратуры открыт входной коммутаторный ключ 3.1, иа усилитель

5поступает выходное напряжение датчика 2.1, равное U . Если коэф- (|ициент передачи информационного сигнала амплитудным модулятором обоз0

0

5

0

5

начить через К„ , а коэффициент передачи остального тракта - через к , то справедливо равенство U

-,..,

,и

6ЫХ-1

о I

откуда

К

K-US.,

По окончании первого интервала времени ключ 10.1 размыкается, при этом напряжение на выходе устройства I1 выборки-хранения сохраняется неизменным, и во время всех последующих интервалов времени сохраняется значение сигнала рассогласования, т.е. значение коэффициента передачи К амплитудного модулятора 8. Если 3 какой-либо из этих интервалов времени открыт входной ключ 3.1 (i 1,..п) и выходной ключ 10.j (j 1,,.m), то на соответствующем выходе наземной части устройства будет сформирован сигнал

и

вХ-1

к . к..

u«vK-U -iUe..i

где и ,- - сигнал на i-M датчике.

Таким образом, выходные сигналы наземной части устройства пропорциональны отношению амплитуд сигналов датчиков.

Поскольку информационные сигналы датчиков 3.1-3.п проходят по одним и тем же узлам информационного тракта, изменения коэффициентов передачи

20 . Устройство для каротажа скважин, состоящее из соединенных кабелем скважинной и наземной частей, содержащее датчики информационных гармонических сигналов, усилитель инэтих узлов во время работы не ока- 25 формационных сигналов, входные

зывают влияния на значение выходных сигналов (в формулу определения

и

коммутаторные ключи, управляющие входы которых подсоединены к блоку управления входными ключами, а сами ключи включены между вхо- 30 дом усилителя и выходаьш датчиков, выходные коммутаторные ключи, управляющие входы которых подсоединены к блоку управления входными . ключами, детектор, узел вычитания, Если требования к форме выходного источник опорного иапряясения, выход

twill i входят значения к и «„ . Таким образом, повьпаается точность устройства, а также его термостабильность, поскольку температура является одним из основных дестабилизирующих факторов для узлов скважинной части устройства.

напряжения жесткие и пульсации его нежелательны, в состав наземной части устройства могут быть введены дополнительные устройства 18.1-18.т выборки-хранения, в состав которых входят в качестве входных ключей выходные коммутаторные ключи 10sl- 10,га, интегратор 19 со сбросом и ключ 24, включенные между выходом детектора 9 и входами дополнительных устройств 18.2-18.т выборки-хранения. В этом случае управляющие импульсы с выходов эадающаго генератора 17 открывают ключ 23 в начале, а ключ 24 - в конце каждого интервала времени. Через замкнутый ключ 23 разряжается емкость 22, т.е. сбрасывается интегратор (обнуляется его выходной сигнал). Затем происхокоторого соединен с одним из входов узла вычитания, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом узла вычитагшя, систему син40 хронизации ключей, включающую задающий генератор, подключенный к блоку управления входными ключами, а также к блоку управления выходными ключами, причем датчики и усили4S телъ информационных сигналов, входные ключи и блок управления входными ключами размещены в скважинной части устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения

50 устройства и повьшения точности и термостабильности измерений, блок управления выходными ключами, выходные ключи, детектор, узел вычи- тагжя, источник опорного напряжения

50 устройства и повьшения точности и термостабильности измерений, блок управления выходными ключами, выходные ключи, детектор, узел вычи- тагжя, источник опорного напряжени

дит заряд емкости 22, и в конце ин- и усилитель постоянного тока разтервала времени выходной сигнал интегратора 19, пропорциональный сигналу одного из датчиков 2,-2,п, переписывается ключом 24 в то из

мещены в наземной части устройства в состав которой дополнительно вве дены амплитудный модулятор, сигнал ный вход которого соединен через

80555

устройств 8.,п выборки-хранения, в котором в это speMSi открыт ключ. Таким образом, ня выходах устройства формируются постоянные напряжения,

5 свободные как от пульсаций выходного напряжения детектора 9, так и от пульсаций из-за работы выходных коммутаторных ключе. 10, 2-10.т.

Соединение синхронизирующего входа

О задающего генератора 17 с источником 25 напряжения сети иозволяет уменьшить сетевые помехи, так как они для каждого информационного канала становятся синхроннымн и могут быть ком 5 пенсированы при настройке устройства.

формула изобретения

. Устройство для каротажа скважин, состоящее из соединенных кабелем скважинной и наземной частей, содержащее датчики информационных гармонических сигналов, усилитель информационных сигналов, входные

которого соединен с одним из входов узла вычитания, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом узла вычитагшя, систему синхронизации ключей, включающую задающий генератор, подключенный к блоку управления входными ключами, а также к блоку управления выходными ключами, причем датчики и усилителъ информационных сигналов, входные ключи и блок управления входными ключами размещены в скважинной части устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения

устройства и повьшения точности и термостабильности измерений, блок управления выходными ключами, выходные ключи, детектор, узел вычи- тагжя, источник опорного напряжения

и усилитель постоянного тока размещены в наземной части устройства, в состав которой дополнительно введены амплитудный модулятор, сигнальный вход которого соединен через

кабель с усилителем информационных сигналов, выход -- с входом детектора, а модулируюсций вход - с выходом усилителя постоянного тока и устройство выборки-хранения, выходкоторого соединен с вторым входом узла вычитания5 причем выходные коммутаторные ключи соединены с выходом детектора, а первый выходной ключ входит в состав устройства выборки-хранения,

2. Устройство по п. 1, о т л и - ч ающе е ся тем, что в наземную часть введены дополнительные устройства выборки -хранения и иоследова- тельно соединенные интегратор со сбросом и дополнительный ключ, под-

ключенные между выходом детектора и входами дополнительных устройств выборки-хранения, причем в состав каждого из дополнительных устройств выборки-хранения входит один из выходных коммутаторньпс ключей, кроме первого, а вход сброса интегратора и вход управления дополнительного кпюча соединены с задающим генератором системы синхронизации ключей, 3, Вход по п. 1, отличаю - щ е е с я . тем, что задающий генератор системы синхронизации к. выполнен с внешней синхронизацией и вход синхронизации этого генератора соедлнен с источником напряжения сеTl-i,

Ш

I ;.-.fla 4

||

..5i4 - M- f-4- -MXfe--{ щ -L. т

. -.х г

I

Изобретение относится к области геофизического приборостроения, а именно к скважинным устройствам для измерения физических величин, характеризующих горные породы, и передачи измеренной информации на поверхность. Целью изобретения является упрощение устройства, повьше- ние точности и термостабильности регистрации характеристик горных пород, определяемых отношением значений амплитуд гармонических сигналов. Устройство содержит в скважинной части датчики и входные коммутаторные ключи, подключающие датчики через усилитель к выходу в кабель, в наземной части - a mлитyдный модулятор, детектор, выходные коммутаторные ключи, управляемые синхронно с входными кШочами,, узел вычитания, определяющий сигнал рассогласования между опорным напряжением и выходным напряжением устройства выборки-хранения, в состав которого входит первый выходной ключ. Усиленный сигнал рассогласования поступает на модулирующий вход амплитудного модулятора, в результате чего коэффициент передачи системы устанавливается обратно пропорциональным величине сигнала с опорного датчика, поступающего на вход детектора при замкнутом выходном коммутаторном ключе. При этом выходные сигналы, соответствующие остальным датчикам, пропорциональны частному от деления величины вход- , ного сигнала соответствующего датчика на сигнал опорного датчика. 2 3.п. ф-лы, 2 ил, I ю оеэ oi

/ .J.™™.

р-:t--.

21 I I -- i L.

ч

f Г-.

4--ЧЧ .

f . -X

..-WJinWdiJ

«r.4 8

б If

J fLaacF.JJn-TTJUIiMl-tJ

.-

77

1,1

/9

182

й:п

22

-Л

T8.m

тгтШ I

I IWl

f/

/3

/2.;

Составитель А, Мягков Редактор И. Рыбченко Техред Н,Глущенко Корректор В. Бутяга

Заказ 7063/51 Тираж 728Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2