Устройство считывания магнитных меток Советский патент 1988 года по МПК E21B47/04 

05 Сд

00

pur.i

В сумматоре 16 снгна.пы с выходов счетчиков 13 и 14 вычитаются. Появлением на выходе сумматора 16 логической 1 определяется нахождение середины магнитной метки ме5кду ММП А и ММП 5. На выходе элемента И-НЕ 17 .появится сигнал Метка Логический О на выходе сумматора 16 устанавливает RS-триггер 22 в исходное состояние до прихода следующей метки. При кратковременном воздействии магнитных полей на ММП 4 и 5 счетчик импульсов 21 устанавливается в ноль сигналом с делителя 2 частоты, поступающим через формирователь 19 на элемент И-НЕ с частотой, меньшей частоты следования импульсов с выходов ММП 4 и 5. 2 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований и предназначено для определения глубины в скважинах. Устр-во позволяет с высокой точностью считывать магнитные метки с каротажного кабеля. В зависимости от направления движения кабеля, определяемого задатчиком магнитное поле метки, создаваемое генератором 1, будет воздействовать вначале на первый 4 или на второй 5 магнитомодуляционный преобразователь (ММП). Сигналы с ММП 4 и 5, сдвинутые во времени, поступают на входы соотв. компараторов (К) 6 или 7 для сравнения с образцовьт напряжением. Селектор - мультиплексор (СМ) 9 обеспечивает прохождение импульсов с выходов К 6 и 7 на входы счетчиков 13 и 14, В них записываются заданные задатчиком 15 данные и сигналы с выходов СМ 9 в прямом и дополнительном кодах. (Л

1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, в частности к устройствам считывания магнитных меток с каротажного кабеля для определения глубины в скважинах.

Цель изобретения - повьшение точности считывания магнитных меток.

На фиго1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг„2 - эпюры напряжений и магнитных потоков

Устройство считывания.магнитных меток содержит генератор 1, соединенный с входом делителя 2 частоты, первый выход которого через усилитель 3 подключен к входам двух маг- нитомодуляционных преобразователей 4 и 5, являющихся чувствительными элементами, а выходы последних связаны с входами двух- компараторов 6 и 7.

Выходы компараторов 6 и 7 соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 8 и селектора-мультиплексора 9. Третий и четвертый входы селектора-мультиплексора 9 соединены соответственно с выходами -задатчика 10 направления. Пятьм вход селектора-мультиплексора 9 через первый формирователь 11 соединен с вторьм выходом делителя 2 частоты. Третий выход делителя 2 частоты через второй формирователь 12 соединен с входами установки.первого счетчика 13 импульсов и второго счет чика 14 импульсов. Вход прямого счета первого счетчика 13 импульсов соединен с первым выходом селектора--: мультиплексора 9, а вход обратного счета второго счетчика 14 импульсов соединен с вторым выходом селектора- мультиплексора 9. Информационные

0

5

0

5

0

5

0

входы первого счетчика 13 импульсов и информационные входы второго счетчика 14 импульсов подключены к выходам задатчика 15 данных.

Выходы первого 13 и второго 14 счетчиков импульсов подключены к соответствующим входам сумматора 16. Выход сумматора 16 соединен с первым .входом первого элемента И-НЕ 17 .и первым входом второго элемента И-НЕ 18, второй вход первого элемента И-НЕ 17 и второй вход второго элемента И-НЕ 18 соединены с четвертым выходом делителя 2 частоты. Пятый выход делителя 2 частоты через третий формирователь 19 соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ 20. Первый вход третьего элемента И-НЕ 20 соединен с выходом второго элемента И-НЕ 18, а выход подключен к входу установки в ноль третьего счетчика 21. Счетный вход третьего счетчика 21 соединен с выходом элемента И 8, а выход - с S-входом RS-триггера 22. Первый выход RS-триггера 22 соединен с третьим входом элемента И 8, второй выход с третьим входом первого элемента И-НЕ 17. Выход первого элемента И-НЕ 17 через четвертый формирователь 23 соединен с R-входом RS- триггера 22,

Устройство считывания магнитных меток работает спедующим образом

Импульсы высокой частоты с генератора 1 поступают на вход делителя 2 частоты, где получаем ряд частот, необходимых для работы устройства. С первого выхода делителя 2 частоты последовательность импульсов (фиг.2в) через усилитель 3 поступает на входы магнитомодуляционных преобразователей 4 и 5. Магнитомодуляционные преобразователи 4 и 5 устанавливаются так, что расстояние между ними равно половине ширины северного полюса метки. В зависимости от направления движения каротажного кабеля магнитное поле метки будет воз-действовать вначале или на первый 4 или на второй 5 Магнитомодуляционные преобра-- зователи.. Допустим при заданном направлении движения магнитное поле метки воздействует вначале на первый магкитомодуляциокный преобра.зова- тель 4, а затем на второй магнито- модуляционный преобразователь 5. При подходе магнитной метки к первому магнитомодуляционному преобразователю 4 на его выходе появляется последовательность импульсов (фиг.2д), амплитуда и ширина которых на уровне сравнения с образцовым напряжением первого компаратора 6 будет пропорциональна величине магнитного поля метки, поэтому на выходе ком- паратора 6 появляется последовательность импульсов (фиг,2е), ширина которых будет наибольшая при прохождении середины магнитной метки над первым магнитомодуляционным преобразова- ЗО торых в каждой пачке прямо пропорционально ширине импульсов (фиго2з) на выходе второго компаратора 7.-Пе ред приходом каждой пачки и шульсов высокой частоты на счетные входы пе вого 13 и второго 14 счетчиков импульсов, на входы установки этих счетчиков поступает сигнал установк (фиг.2и) с третьего выхода делителя 2 частоты через второй формировател 12 и первый счетчик 13 и второй сче чик 14 устанавливаются в состояние, определяемое задатчиком 15 данных, выходы которого соединены соответст венно с информационными входами пер вого 13 и второго 14 счетчиков.

телем 4. Такие же последовательности импульсов, появятся на выходе второго магнитомодуляционного преобразователя 5 (фиго2ж) и на выходе второго компаратора 7 (фиг„2з) при воздействии

45

поля магнитной метки на второй магни- томодуляционный преобразователь 5,, но эти последовательности импульсов (фиг.2ж, 3 и е) будут сдвинуты во времени относительно последовательное- о тей импульсов на выходах первого маг- нитомодуляционного преобразователя 4 (фиг.2д) и первого компаратора 6 (фиг.2е). С выходов первого компаратора 6 и второго компаратора 7 пос- .ледовательности импульсов (фиг.2е и з) поступают на первый и второй входы элемента И 8 и первый и второй входы селектора-мультиплексора 9. При этом на третий вход элемента И 8 с первого выхода RS-триггера 22 подается уровень, равный 1 и на выходе элемента И 8 также появляются импульсы, которые поступают на счетный вход третьего счетчика 21 импульсов, кото- gg

50

ционально ширине импульсов (фиго2з) на выходе второго компаратора 7.-Перед приходом каждой пачки и шульсов высокой частоты на счетные входы пер вого 13 и второго 14 счетчиков импульсов, на входы установки этих счетчиков поступает сигнал установки (фиг.2и) с третьего выхода делителя 2 частоты через второй формирователь 12 и первый счетчик 13 и второй сче чик 14 устанавливаются в состояние, определяемое задатчиком 15 данных, выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого 13 и второго 14 счетчиков.

Число высокочастотных импульсов в одной пачке, поступающее на вход пря мого счета первого счетчика 13 импульсов, представляются прямым кодом на выходах этого счетчика 13 после окончания счета, а число высокочастотных импульсов в одной пачке, поступающих на вход обратного счета вт рого счетчика 14 импульсов, представ ляется дополнительным кодом на вы- |ходах этого счетчика 14 после оконрьй отсчитав некоторое число импульсов, определяемое коэффициентом счета чания счета. Операция сложения, вы- этого счетчика, перебрасывает RS- триггер в состояние подготовки, при

полкяемая сумматором 16 прямого и дополнительного кодов, записанных в

этом на втором выходе RS-триггера появляется уровень, равный 1 (фиг.2к) и дается на третий вход первого элемента И-НЕ 17.

Импульсы высокой частоты (фиГо2б), поступающие на четвертьй вход селектора-мультиплексора 9 с второго выхода делителя 2 частоты через первый формирователь 11, стробируют последовательности импульсов (фиг.2е и з), поступающие на первый и второй входы селектора-мультиплексора 9 с выходов первого компаратора 6 и второго компаратора 7 соответственно,

Пр и заданном направлении движения каротажного кабеля, определяемого задатчиком 10 направления, на вход прямого счета первого счетчика 13 импульсов поступают пачки импульсов высокой частоты с первого выхода селектора-мультиплексора 9, число которых в каждой пачке прямо пропорционально ширине импульсов (фиГо2е) на выходе первого компаратора 6. На вход обратного счета второго счетчика 14 импульсов поступают пачки импульсов высокой частоты с второго выхода селектора-мультиплексора 9, число которых в каждой пачке прямо пропор

ционально ширине импульсов (фиго2з) на выходе второго компаратора 7.-Перед приходом каждой пачки и шульсов высокой частоты на счетные входы первого 13 и второго 14 счетчиков импульсов, на входы установки этих счетчиков поступает сигнал установки (фиг.2и) с третьего выхода делителя 2 частоты через второй формирователь 12 и первый счетчик 13 и второй счетчик 14 устанавливаются в состояние, определяемое задатчиком 15 данных, выходы которого соединены соответственно с информационными входами первого 13 и второго 14 счетчиков.

Число высокочастотных импульсов в одной пачке, поступающее на вход прямого счета первого счетчика 13 импульсов, представляются прямым кодом на выходах этого счетчика 13 после окончания счета, а число высокочастотных импульсов в одной пачке, поступающих на вход обратного счета второго счетчика 14 импульсов, представляется дополнительным кодом на вы- |ходах этого счетчика 14 после окончания счета. Операция сложения, вы-

чания счета. Операция сложения, вы-

полкяемая сумматором 16 прямого и дополнительного кодов, записанных в

5 1416678

вом 13 и втором 14 счетчиках, пос- агацих с их выходов на входы сумора 16, соответствует операции итания чисел в пачках импульсов выходах селектора-мультгшлексора причем число на первом выходе ектора-мультиплексора 9 уменьшае, а число на втором выходе селека-мультиплексора 9 вычитаемое. и вычитаемое меньше уменьшаемого, на выходе сумматора 16 присутст10

чи одн тор ход ват кот ро нии вых вхо вы ет та та им ва ра вх по ни вы ве хо ще ро пя ре ют то ма 4 тр пр ни ля ос пр

вует уровень О (фиг,,2м), если вычитаемое больше или равно уменьшаемому, то на выходе сумматора будет присутствовать уровень, равный 1. Середина магнитной метки (фиг.2а) будет находиться между первым 4 и вторым 5 магнитомодуляционными преобразователями. Импульсы на выходе первого компаратора 6 последовательности импульсов (фиг,2е) будут равны по ширине импульсам на выходе второго . компаратора 7 последовательности импульсов (фиГо2з), а следовательно, и число высокочастотных импульсов в одной пачке на первом выходе селектора-мультиплексора 9 будет равно числу высокочастотных импульсов в одной пачке на втором выходе селектора- мультиплексора 9. На выходе сумматора 16 появится уровень, равный 1 (фиг.2м), который поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 17 и при поступлении на второй вход первого элемента ,И-НЕ 17 тактового импульса (фиго2г) с четвертого выхода делителя часто ты на выходе первого элемента И-НЕ 17 появится сигнал Метка (фиг.2л), который точно будет соответствовать нахождению середины магнитной метки (фиг.2а) между пер вым 4 и вторым 5 магнито- модуляционным преобразователями.

15

20

25

30

35

числа высокочастотных импульсов в одной пачке на втором выходе селектора-мультиплексора 9, поэтому на выходе сумматора 16 будет присутствовать уровень, равный единице (фиго2м) который подается на первый вход второго элемента И-НЕ 18 и при поступлении тактового импульса с четвертого выхода делителя 2 частоты на второй вход второго элемента И-НЕ 18 на его выходе появится сигнал, который подается на первый вход третьего элемента И-НЕ 20 и с его выхода на вход установки в ноль третьего счетчика 21 импульсов, что позволяет устанавливать его в нулевое состояние каждый раз при приходе импульсов на счетный вход третьего счетчика 21 импульсов, При окончании действия магнитного поля метки на первый 4 и второй 5 маг нитомодуляционные преобразователи на выходе сумматора 16 установится уровень О, RS-триггер останется в исходном состоянии до прихода следующей магнитной метки, при этом на второй вход третьего элемента И-НЕ с пятого выхода делителя 2 частоты через третий формирователь 19 поступают импульсы с частотой, меньшей частоты следования импульсов с выходов магнитомодуляционных преобразователей 4 и 5, что позволяет устанавливать третий счетчик 21 импульсов в ноль при кратковременном воздействии внешних магнитных полей на магнитомоду- ляционные преобразователи 4 и 5, чем осуществляется помехозащищенность предлагаемого устройства.

40

При движении каротажного кабеля в направлении, обратном рассмотренному, магнитное поле метки воздействует вначале на второй магнитомоду- В момент появления сигнала Метка 45 ляционный преобразователь 5, а затем

на выходе первого элемента И-НЕ 17на первый магнитомодуляционньй прена R-вход RS-триггера 22 через чет-образователь 4. По сигналу задатчика

вертьй формирователь 23 подается сиг- Ю направления, поступающему на вход

нал, который возвращает RS-триггер

22 в исходное состояние, при этом

на третий вход первого элемента ИНЕ 17 будет подан сигнал с уровнем

50

селектора-мультиплексора 9, на первом выходе его появятся пачки импульсов высокой частоты, число которых прямо пропорционально ширине импульсов в последовательности импульсов (фиг,2з) на выходе второго ком- 55 паратора 5, а на втором выходе селектора-мультиплексора 9 пачки импульсов высокой частоты, число которых в одной пачке будет прямо пропорционально ширине импульсов в последо О и запрет первый элемент И-НЕ 17. До окончания воздействия магнитного поля метки на первьй 4 и второй 5 магнитомодуляционные преобразователи число высокочастотных импульсов в одной пачке на первом выходе селектора-мультиплексора 9 будет меньше

5

0

5

0

5

числа высокочастотных импульсов в одной пачке на втором выходе селектора-мультиплексора 9, поэтому на выходе сумматора 16 будет присутствовать уровень, равный единице (фиго2м), который подается на первый вход второго элемента И-НЕ 18 и при поступлении тактового импульса с четвертого выхода делителя 2 частоты на второй вход второго элемента И-НЕ 18 на его выходе появится сигнал, который подается на первый вход третьего элемента И-НЕ 20 и с его выхода на вход установки в ноль третьего счетчика 21 импульсов, что позволяет устанавливать его в нулевое состояние каждый раз при приходе импульсов на счетный вход третьего счетчика 21 импульсов, При окончании действия магнитного поля метки на первый 4 и второй 5 маг- нитомодуляционные преобразователи на выходе сумматора 16 установится уровень О, RS-триггер останется в исходном состоянии до прихода следующей магнитной метки, при этом на второй вход третьего элемента И-НЕ с пятого выхода делителя 2 частоты через третий формирователь 19 поступают импульсы с частотой, меньшей частоты следования импульсов с выходов магнитомодуляционных преобразователей 4 и 5, что позволяет устанавливать третий счетчик 21 импульсов в ноль при кратковременном воздействии внешних магнитных полей на магнитомоду- ляционные преобразователи 4 и 5, чем осуществляется помехозащищенность предлагаемого устройства.

селектора-мультиплексора 9, на первом выходе его появятся пачки импульсов высокой частоты, число которых прямо пропорционально ширине импульсов в последовательности импульсов (фиг,2з) на выходе второго ком- паратора 5, а на втором выходе селектора-мультиплексора 9 пачки импульсов высокой частоты, число которых в одной пачке будет прямо пропорционально ширине импульсов в последовательности импульсов (фиго2е) на выходе первого компаратора 4

Формула изобретения

Устройство считывания магнитных меток, содержащее генератор, соединенный с делителем частоты, первый выход которого через усилитель под- ключен к входам двух магнйтомодуля- ционных преобразователей, а выходы последних связаны с входами отдельного компаратора, и RS-триггер, о т- личающееся тем, что, с цель повьппения точности считывания магнитных меток, оно снабжено четырьмя формирователями, задатчиком направления, задатчиком данных, селектором-мультиплексором, сумматором, тремя счетчиками импульсов, элементом И и тремя элементами И-НЕ, при этом выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с первыми и вторыми входами селектора- мультиплексора и элемента И, третий вход которого связан с первым выходом RS-триггера, второй выход делителя частоты подключен через первый формирователь к третьему входу се- лектора-мультиплексора, четвертый вход которого связан с задатчиком

налравления, третий выход делителя частоты через второй формирователть подключен к входам установки первого и второго счетчиков, вход прямого счета первого счетчика и вход обратного счета второго счетчика соединены соответственно с первым и вторым выход-ами селектора-мультиплексора, информадионнь1е входы первого и второго счетчиков подключены к выходам задатчика данных, а выходы счетчиков соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого связан с первыми входами первого и BTOpoVo элементов И-НЕ, четвертьш выход делителя частоты соединен с вторыми входами первого и второго элементов -И-НЕ, пятый выход делителя частоты .через третий формирователь подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ, первый вход которого связан с выходами второго элемента И-НЕ, а выход соединен с вторы входом третьего счетчика, первый вход третьего счетчика связан с выходом элемента И, а его выход подключен к S-входу RS-триггера, выход первого элемента И-НЕ через четвертый формирователь соединен с R-входом RS-тpиг epa, а второй выход последнего связан с третьим входом первого элемента И-НЕ

С

в

1ППППППППП ППППП П

пппппппппппппппп

ппппппппппп

ж

3

и

к

и м

П ПППППППППП

I I I I I I I 1 I I I I I I I I

л

jnjnJnjnrnunJ irir

N

л

jnjnJnjnrnunJ irirL.

Фиг.2