Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента Советский патент 1987 года по МПК E21B47/02 

13

Выходы П 2-4 соответственно подключены к информационньм входам таторов (К) 11 и 12„ Выход К 12 подключен к,одному из входов К 14, Выход К 14 подключен через последовательно соединенные детектор 15, фильтр 16 низких- частот П 17 постоянное напряжение - временной интервал, логический элемент И 18 и двоичный счетчик (ДС) 19 к первому входу блока 20 формирования выходного кода К йходам ДС 19 последовательно соединенные делитель 22 частоты и ДС 23 и элемента И 18 непосредственно подключен генератор 21 прямоугольных импульсов. Дополнительно П снабжен четвертым К 13 и третьим компа1

Изобретение относится к промысловой геофизике, может быть использовано для определения наклона скважин и положения отклонителя буровог инструмента и является усовершенст- вованием изобретения по авт„ св. № 1153050.

Цель изобретения - повышение точности измерений при больших углах наклона скважины.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя буро- вого инструмента содержит генератор 1 возбуждения, первичные преобразователи 2-4 (ПП) углов поворота, закрепленные на трех взаимно перпен- .дикулярных осях маятников, установленных в корпусе так, что ось одного из них (ПП 4) совпадает с продольной осью преобразователя, детекторы 5 и подключенные к выходам ПП 2 и 3, источник 7 опорного напряжения (ИОН), компараторы 8 и 9, первые входы которых подключены к детекторам 5 и а вторые входы - к ИОН 7, компаратор 10, входы которого подключены к детек- торам 5 и 6, коммутаторы 11-14, вы- ходы коммутаторов 12 и 13 подключены к информационным входам коммутатора 14, К информаи;ионным входам

,

97

ратором lOj входами соединенным с выходами детекторов 5 и 6. Выходы компараторов 9-10 подключены к адресным входам К 11-13 и к третьему входу блока 20. К информационным входам К 13 подключены выходы П 3 и К 11, а к выходу - вход К 14, В зависимости от изменения показаний П 2-4 переключаются К 11-13 и пропускают на К 14 сигналы либо с П 2 и 3, либо с П 3 и 4,- В блок 20 поступают три двоичных кода: информационный с ДС 19 и распознавательные с ДС 23 и компараторов 8-10, которые записываются как одно машинное слово За одно измерение в блоке 20 регистрируются два слова. 1 ил.

;

0

5

коммутаторов 11 и 13 подключены выходы ПП 2-4 в следующем порядке: первый ПП 2 - к первому, второму и четвертому входам коммутатора 11| третий ПП 4 - к второму, третьему и четвертому входам коммутатора 12. Выход коммутатора 11 подключен к первому, второму и третьему информационным входам коммутатора 13, к четвертому информационному входу коммутатора 13 подключен второй ПП 3,

Выход коммутатора 14 через последовательно соединенные детектор 15, фильтр 16 низких частот (ФНЧ), преобразователь 17 постоянное напряже- .ние - временной интервал подключен к первому входу логического элемента (ЛЭ) И 18, выход которого подключен к входу первого двоичного счетчика 19, выход которого подключен к первому входу блока 20 формирования вьтходного кода, а к второму входу ЛЭ И 18 подключен выход генератора 21 прямоугольных импульсов, последний также подключен через делитель 22 частоты к входу второго двоичного счетчика 23, который в свою очередь подключен к управляющему входу коммутатора 14 и второму входу блока 20 формирования выходного кода. Адресные входы коммутаторов 11 и 12 соединены параллельно и подключены к выходам компараторов 8 и 9. Выходы компараторов 8

313

и 10 подключены к адресным входам коммутатора 13, выходы компараторов 8-10 объединены в шину и подключены к третьему входу блока 20 формирования выходного кода.

Преобразователь работает следующим образом.

При реальном положении прибора в скважине углы поворота ПП 2-4 связаны с искомыми углами наклона 0 и установки отклонителя бурового инструмента ( зависимостями

tg /1, sini/ tg0;

tg 2 cos if tge ;

tg /j, tg 4- .

При этом в начальном положении Сё О, 0} ось вращения первого маятника находится в плоскости накло- на скважины, а угол поворота третьего Ш1 4 равен нулю. При малых углах наклона скважины ( 0 5-10) устанавливающий момент третьего маятника, являющийся произведением плеча на проекцию силы тяжести на ось, перпендикулярную оси вращения, является неэффективным, поскольку величина последней близка к нулю, и поэтому погрешность измерения d/5 с уменьшением угла 9 до нуля возрастает по гиперболе до бесконечности.

Аналогично погрешность 4/ь, возрастает с увеличением угла наклона в окрестностях точек 1 0° и if 180 окрестностях точек (f 90° и Lf 270 , и в то же время в промежутках 0° Lf 90°, 90° V 180° 180 Ч. 270° и 270 г tf - 360°, 4/5 Л/2 при /г, /3 и л /i Л/З . при , 7 /3j .

Сигналы, пропорциональные углам AI и , с ПП 2 и 3 через детекторы 5 и 6, где происходит -их преобразование в постоянное напряжение, по- ступают на первые входы компараторов 8 и 9, на вторые входы которых поступает опорное напряжение с ИОН 7 Компараторы 8 и 9 и ИОН 7 настроены так, что при входном сигнале компараторов 8 и 9, превышающем некоторый заранее выбранный уровень U, соответствующий выходному сигналу -ПП 2 и 3 при углах, например, /5оп Ю происходит переключение компаратора 8 или 9 в состояние 1. Сигналы с детекторов.5 и 6 поступают также на компаратор 10, который при 2.Pi реключается в состояние 1.

97

При малых углах наклона скважины (,л : ) компараторы 8 и 9 находятся в состоянии О и на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 0-0, что соответствует поключению к выходу коммутаторов 11 и 12 первого входа/i . Компаратор 10 при /ъ 7ft, находится в состоянии О, а при /ь I Л, состоянии 1 и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 0-0 или 0-1, что соответствует подключению к выходу коммутатора 13 первого или второго входов Вд и В, к которым подключен выход коммутатора 11. При этом на информационные входы В,, и В коммутатора 14 поступают сигналы и f с ПП 2 и 3.

При больших угЛах наклона .скважин например /, 7 ( А, ) , компаратор 8 переключается в состояние 1 и на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 0-1, что соответствует подключению к выходу коммутатора 11 и 12 второго входа В. Компаратор 10 находится в состоянии О и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 1-0, что соответствует подключению к выходу коммутатора 13 третьего входа В соединенного с выходом кoм yтaтopa 11, при этом на информационные входы В JJ и В коммутатора 14 поступают сигналы /, и э сПП2и4, аППЗ исключается, так как его погрешность значительна. Соответственно исключается ПП 2 при р Ь при коде адреса кoм yтaтopoв 11 и 12 1-0 и коде адреса коммутатора 13 0-1.

При углах наклона скважин, когда /4 7 fiflj, и ft,7 (Sj, , компараторы 8 и 9 находятся в состоянии 1, на адресных входах коммутаторов 11 и 12 присутствует код 1-1, что соответствует подключению к выходам коммутаторов 11 и 12 входов Bj . При этом, если 1 компаратор 10 находится в состоянии О и на адресных входах коммутатора 13 присутствует код 1-0, что соответствует подключению к выходу коммутатора 12 третьего входа Bj , который соединен с выходом коммутатора 11. При этом на информационные входы Вр и В коммутатора 14 постуцают сигналы и / с ПП 2 и 4 В случае, если /ь /4„ , компаратор 10 переключается в состояние 1

и на адресных входах 13 присутствует кпд к выходу коммутатора

четвертый вход В , который соединен с ПП 3. При этом на инфо1Йчадионные входы Вд и В., коммутатора 14 посту- |па1от сигналы д-j и /5- с ПП 3 и 4 .

Преобразование сигналов,, поступающих на информа1дионные входы коммутатора 14,, происходит следующим образом.

На управляющий вход коммутатора 14 с второго двоичного счетчика 23 поступают последовательно управляющие коды, с помощью которых комму- татор 14 обеспечивает последовательную передачу на выход входных сигналов,, которые,, проходя через детектор 15э ФНЧ 16, преобразователь 17 постоянное напрнгкенне - временной ин тервал-и преобразуясь во временные интервалы, поступают на первый вход ЛЭ И 18., на второй вход которого поступают тактовые импульсы с генера-- тора 215 а с выхода ЛЭ И 18 на вход первого двоичного счетчика 19 поступают тактовых импульсов, :пропорциональных входньш сигналам; количество которых подсчргтывается первым двоичным счетчиком 19 и, преобразуясь в двоичный код, поступает на- первьш вход блока 20 формирования выходного кода.

Одновременно с генератора 21 н а вход делителя 22 частоты поступают тактовые импульсы, частота которых делится до частоты, необходимой для переключения второго двоичного счетчика 23, управляюш.аго переключением коммутатора 14, Частота переключения последнего определлется временем необходимым для опроса входных сигналов с ПП 2-4„ Сигнал с выхода второг двоичного счетчика 23. представляю

.из став и те ль А

Редактор И,. Горная:

Техред Л.Сердюкова

3462/35 . Тираж 532

ВНШ-ШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035,;, Москва, Ж-ЗЗ; Раушская наб., д, 4/5

Коррек Подпис

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

я

13284976

щий собой двоичный код состояния комь{утатора 14, поступает в блок 20 формирования выходного кода. Кроме

5 0 5 0

5

того5 на третий вход последнего поступает .сигнал с комггараторов 8-10. представляющий собой распознавательный код входньк сигналов.

Таким образом, в блок 20 формирования выходного кода поступают три двоичных кода: один информационный с первого двоичногосчетчика 19 и два распознавательных с второго двоичного счетчика 23 и компараторов S-IOj которые записываются как одно машинное слово. За одно измерение в блоке формирования выходного кода регистрируются два машинных слова,

Формула изобретения

Преобразователь наклона скважины и угла установки отклонителя бурового инструмента по авт, св. № 1153050, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при больших углах наклона скважины, он дополнительно снабжен третьим компаратором и четвертым коммутатором, причем входы третьего компаратора подключены соответственно к выходам первого и второго детекторов j выходы третьего и первого компараторов соединены с третьим входом блока формирования выходного Кода и с адресными входами четвертого. коммутатора, к первому, второму и третьему информационным входам которого подк1гючен выход первого коммутатора, четвертый информационный вход соединен с выходом второго первичного преобразователя, при этом выход четвертого коммутатора подключен к первому информационному входу третьего коммутатора.

Рыбаков

Корректор В.Бутяга Подписное

Изобретение относится к промысловой геофизике и позволяет повысить точность измерений при больших углах наклона скважины. В корпусе преобразователя (П) на трех взаимно перпендикулярных осях маятников установлены первичные П 2-4 углов поворота. Выходы П 2 и 3 подключены через детекторы 5 и 6 к входам- компараторов .8 и 9, к вторым входам которых подключен источник 7 опорного напряжения. оо ю СХ5 4 СО 14)