Устройство для измерения диаметра высокотемпературных скважин Советский патент 1987 года по МПК E21B47/08 

113

Изобретение относится к технике измерения диаметра буровых скважин.

Цель изобретения - повышение точности измерения диаметра буровых скважин в условиях высоких температур.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжение-код, вычислительный блок 3, блок 4 управления, каротажный кабель 5, представленный обобщенной зквивалентной схемой четырехполюсника для постоянных сигналов и состоящей из резисторов 6-8, датчик-реохорд 9, два конденсатора 10 и 11, два диода 12 и 13.

Выход преобразователя 2 соединен .с вторым входом вычислительного блок 3., первый вход которого подключен к первому выходу генератора 1, первому .входу преобразователя 2 .и входу блока 4 управления, выход которого соединен с управляющими входами блока 3, преобразователя 2, генератора 1, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя 2 и через жилу кабеля 5 и конденсатор 10 к первому выводу датчика-реохорда 9, токосъемник которого соединен с катодом диода 13, второй вывод подключен через конденсатор 1 к первому выводу и аноду диода 12, катод котор го объединен с анодом 13 и через оплетку кабеля 5 соединен с первым выходом генератора 1,

Устройство работает следующим образом.

Все измерения проводятся после окончания переходного процесса в канапе связи. Измерения проводятся в четыре такта.

В первом такте измерения по сигна лу с блока 4 управления в кабель 5 от генератора 1 тока подается импуль тока положительной полярности. Так как напряжение на конденсаторе не может измениться скачком, в начальный момент времени ток течет через резисторы 6-8 кабеля 5, конденсаторы 10 и i1, диод 12. Конденсатор 11 шунтирует реохорд 9. На входе преобразователя 2 в первом такте создается напряжение

,, ..р RilBi) -i(K,-t- .

(О

21622

где Ri-Kj-fR ; R,R2,R3 - сопротивления резисторов

6-8 соответственно; RO - динамическое сопротивле- 5ние диодов 12 и 13.

Емкости кон,ценсаторов 10 и 11 выбираются так, что за время полного заряда конденсатора 11 напряжение на конденсаторе 10 возрастает незначи- JO тельно и не оказывает на результат измерения большого влияния. Для зто- го необходимо выполнение следующих условий:

С,о7, юс,,; Rp-C,7x ЮТ,(2)

где , С - емкости конденсаторов

10 и 11;

lip - сопротивление реохорда; Т - постоянная времени переходного процесса в канале связи.

Второй такт измерения производится в момент полного заряда конденсатора 11. Этот момент времени определяется из критерия заряженности конденсатора 1 1

t -7, lORp-C.

(3)

Во втором такте ток протекает через резисторы 6-8, конденсатор 10, реохорд 9 и диод 12. На входе преобразователя 2 напряжение определяется выражением

35

. Ш

(4)

Третий такт измерения производится тогда, когда полностью зарядится конденсатор 10. В этом случае ток протекает по сопротивлениям 6 и 7 и создает на входе преобразователя 2 напряжение

с

- 45

(R,+R2)(5)

В четвертом такте по сигналу с блока 4 управления в кабель 5 от генератора 1 тока подается импульс тока отрицательной полярности.. Ток, протекаюп(ий по резисторам 6-8, конденсатору 10, части реохорда 9 между токосъемником и первым его выводом, диоду 13, создает на входе преобразователя 2 напряжение

.- « .

где R;( - сопротивление неизвестной

части реохорда между первым

его выводом и токосъемником.

В вычислительном блоке 3 производится определение сопротивления неизвестной части реохорда по алгоритму

R R iNi NnilNi Nzl

f ()

где N,,N2,,N3,N - коды, соответству ющие напряжениям Ui.U.Uj.U.

Соотношение С 7) является решением системы уравнений (1) , (4) , (5) и (6) относительно сопротивления Rjf. В соотношение ( не входят значения резисторов 6-8 (R, R, 3), а также динамические сопротивления диодов Ra. Кроме тогр, величины Rp и R, входящие в соотношение (7), являются сопротивлениями различных частей одного реохорда 9, следовательно, погрешность, связанная с изменением сопротивления обмотки реохорда от температуры окружающей среды, устранена при обработке, так как один температурный коэффициент сопротивления входит в обе части соотношения (7).

.Формула изобретени-я

Устройство для измерения диаметра высокотемпературных скважин, со-

Редактор М.Бланар

-г, тУ га. „ .,- ,-. ,„-л,-.п. п-1 ц..-I иц,

Заказ 1941/27

Составитель А.Рыбаков Техред М.Ходанич

Корректор

Тираж 533Подписное

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

fO

15

3121624

держащее генератор постоянного тока, каротажный кабель и датчик-реохорд, . токосъемник которого кинематически связан с измерительными рычагами глу- с бинного снаряда, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено преобразователем напряжение-код, вычислительным блоком, блоком управления, двумя конденсаторами и двумя диодами, причем выход преобразователя напряжение-код соединен с .вторым входом вычислительного блока, первый вход которого подключен к первому выходу генератора постоянного тока, первому входу преобразователя напряжение-код и входу блока управления, выход которого соединен с управляющими входами вычислительного блока, преобразователя напряжение-код и генератора постоянного тока, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя напряжение-код и через жилу кабеля и первый конденсатор - к первому выводу датчика-реохорда, токосъемник которого соединен с катодом первого диода, второй вывод подключен через второй конденсатор к первому выводу и аноду второго диода, катод которого объединен с анодом первого диода и через оплетку кабеля соединен с первым выходом генератора постоянного тока.

20

25

30

Корректор С.Черни

Изобретение относится к буровой технике и позволяет с высокой точностью измерять диаметр буровых скважин в условиях высоких т-р. Устр- во содержит генератор 1 постоянного тока, преобразователь 2 напряжение- код, вычислительный блок 3, блок 4 I управления, датчик-реохорд (ДР) 9, дба конденсатора (К) 10, II, два диода 12 и 13 и каротажный кабель 5, Он представлен обобп1енной эквивалентной схемой четырехполюсника для постоянных сигналов, состояп1ей из резисторов (Р) 6, 7 и 8. Все измерения проводятся после окончания пере- ходного процесса в канале связи в четыре такта. Токосъемник ДР 9 кинематически связан с измерительными рычагами глубинного снаряда. В первом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генератора 1 подается импульс тока положительной полярности. Ток течет через Р6, 7и8, КЮи 11, диод 12, К 11 шунтирует ДР 9. В момент полного заряда К 11 производится второй такт измерения. Ток при этом протекает через Р 6, 7 и 8, К 10, ДР 9, диод 12. После полного заряда К 10 производится третий такт измерений. В четвертом такте по сигналу с блока 4 в кабель 5 от генератора 1 подается импульс отрицательной полярности. По поступившим через преобразователь 2 кодам, соответствующим напряжениям четырех тактов измерения, в блоке 3 вычисляется сопротивление неизвестной части ДР 9. По- гревшость, связанная с изменением сопротивления обмотки ДР 9 в зависимости от т-ры окружающей среды, будет устранена лри обработке. I ил. § сл со to О5 ю