Устройство для измерения глубины скважин Советский патент 1989 года по МПК E21B47/04 

рез элемент 11 запрещают прохождение импульсов через элемент 12. Во втором показания реверсивного счетчика 17 колеблются около определенного среднего значения. Устр-во позволяет ликвидировать искаженные пары импульсов и обнаруживает все колебания КМ 1. 2 ил.

Изобретение относится к бурению скважин. Цель - повышение точности измерения глубины. Устр-во содержит кодовую маску (КМ) 1 с окнами 2, преобразователи 3 и 4, включающие излучатель и приемник, формирователи 5 и 6 , 13 импульсов, элементы НЕ 7 и 8, триггер 9 определения направления движения КМ, триггер 10 опреЙН деления изменения направления движения КМ, элемент ИСКЛЮЧАтКЕ ИЛИ 1.1 , элемент 12 задержки, элементы 2И-НЕ 14 и 15, блок 16 пересчета импульсов, реверсивный счетчик 17, индикатор 18. Приемник преобразователя 3 расположен по центру окна 2, приемник преобразователя 4 - на границе окна 2. Кинематически связан с КМ 1 каро- тажньй кабель. С формирователей 5 и 6 поступают две последовательности перекрывающихся импульсов, знак разности фаз которых зависит от направления движения КН 1. Устр-во анализирует направление движения КМ 1 по знаку разности фаз передних фронтов импульсов и изменение направления движения по знаку разности фаз задних фронтов импульсов. При наличии разрешающего сигнала с элемента 11 импульсы формирователя 6 проходят через один из элементов 14 или 15 на реверсивньш блок 16 пересчета в дециметры и на реверсивный счетчик 17. Устр-во устраняет погрешности при колебаниях КМ 1 в пределах одного окна 2 в пределах нескольких окон 2. В первом случае триггеры 9 и 10 чеIs I л 4 Од СП ел сд ISD JLn IL iiH -/,

1

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть испопьзовано для определения глубины скважины.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы

Устройство дня измерения глубины скважины включает в себя кодовую маску 1 с окнёми 2, первьй и второй пре- образоватеши угол-код 3,А, включающие излучатель и приемник и соединенные соответственно с первым и вторым формирователями 5 и 6 импульсов по фронту и уровню, выходы которых ,соединены с первым и вторым элементами НЕ 7 и 8, а также с первым и вторым входами триггера 9 определеьгая направления движения кодовой маски. Выходы элементов НЕ 7 и 8 подключены к первому и второму входам триггера 10 определения изменения направления движения кодовой маски, инверсный выход которого соедин ен с вторым входом элемента 11 ИСКПЮЧАМДЕЕ ИЛИ. Выход второго формирователя б импульсов подключен таккё. к первому входу элемента 12 задержки, выход которого соединен с первым входом формироватепя 13 импульсов, выход которого подключен к второму и первому входам элементов 2И-НЕ 14 и 15, выходы которых соединены С входами блока 16 пересчета импульсов. Выхо;ды блока 16 пересчета импульсов подкпючены к реверсивному счетчику 17, соединённому с ин,цикатором 18. Выход злемен- . та 11 ИСКПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к вторым входам элемента 12 задержки и формирователя 13 импул1 сов,

Приемник первого преобразователя угол-код 3 расположен по центру окна 2 кодовой маски 1, а приемник вто

рого преобразователя угол-код 4 - на границе окна 2 кодовой маски 1« которая кинематически связана с каротажным кабелем (не показан).

Устройство работает следукщим .образом,

С формирователей 5 и 6 импульсов по фронту и уровню снимаются две последовательности перекрьтающихся импульсов, знак разности фаз которых зависит от направления движения в скважине. На фиг.2 изображены последовательности импульсов при: движении кабеля вверх (а), движении кабе- ля вниз (б), колебании кодовой маски 1 (в) .

Устройство анализирует не только направление движения кодовой маски 1 по знаку разности фаз .передних фронтов импульсов Л t f,, но изменение напг равления движения по знаку разности фаз задних фронтов импульсов tgJ

25

4tn thi -

Л t3 t 3, - tj 2

где t 1 - время прихода переднего фронта импульса фазы 1

30(Ф,);

время прихода переднего фронта импульса фазы 2

(V-;

время прихода заднего эсфронта импульса Ф,;

время прихода заднего фронта импульса Ф,2. При поступательном движении кабеля импульсы одной из последователь- 40 ностей проходят через элемент 12 задержки, формирователь 13 импульсов, ключевые элементы 2И-НЕ 14 и 15 и далее на блок 16 пересчета, наприме в дециметры. Знаки разностей фаз 45 Stn и &t здесь одинаковы.

П1

31

31

Отличие знаков фаз t, и /itj означает изменение направления движения кодовой маски 1 и то, что это измерение произошло во время срабатывания приемников преобразователей угол-код 3 и 4 (фиг.IB).

Такая пара импульсов является искаженной и не вызывает формирования импульса для блока 16 пересчета. Подобным образом устройство анализирует каждую пару импульсов разных последовательностей, обнаруживая все колебания кодовой маски 1 и ликвидируя искаженные пары импульсов.

При вращении кодовой маски 1 в одном направлении срабатывают преобразователи угол-код 3 и 4 и последовательности смещенных по фазе импульсов поступают на формирователи 5,6 импульсов по фронту и уровню. С выхода формирователя 5 импульсы фазы Ф поступают на D-вход триггера 9 и через элемент НЕ 7 на В-вход триггера 10. G выхода формирователя 6 импульсы фазы Ф поступают на инверсный вход элемента 12 задержки, на второй вход (синхровход) триггера 9 и через элемент НЕ 8 на второй вход (синхровход) триггера 10. Триггер 9 определяет направление движения кодовой маски 1, фиксируя по переднему фронту Ф состояние D-входа т.е, Ф ,.

Один из элементов 2И-НЕ 14, 15 открывает канап для поступления им- пульсов на блок 16 пересчета. Триггер 10 срабатывает по заднему фронту Ф,, таким образом, анализирует разность фаз задних фронтов t.

Если 4tn и t однозначны, то триггеры 9, 10 установлены одинаково и сигналы, снимаемые с прямого выхода триггера 9 и инверсного выхода триггера 10, дадут через элемент 11 ИСКПЮЧАМПЩЕ ИЛИ разрешение-работы элемента 12 задержки и формирователя 13 импульсов.

При формировании импульсов для блока 16 пересчета используется та фаза импульсов, которая идет на синхровходы триггеров 9 и 10, Формирователь 13 вырабатывает короткий импульс для блока 16 пересчета с задержкой от заднего фронта Ф-, определяемой элементом 12. Задержка необходима для срабатывания триггера 10

Блок 16 пересчета - двоично-десятичный реверсивньй счетчик формирует импульсы глубины в дециметрах для реверсивных счетчиков 17 глубин и индикатора 18. При колебаниях кодовой маски 1 характерно появление пар импульсов, изображенных на фиг.2в. Триггеры 9 и 10 определяют противопапожные знаки разностей фаз /3t и 4t3 и через элемент 11 запрещают работу элемента 12 и формирователя 13. Искаженная пара имп льсов игнорируется.

5При колебаниях кодовой маски 1 в

пределах нескольких окон 2 неискаженные пары импульсов будут вызывать формирование коротких импульсов для блока 16 пересчета к первому входу

либо к второму входу. Показания реверсивного счетчика 17 глубины при этом колеблются около определенного среднего значения.

5 Формула изобретения

Устройство для измерения глубины скважин, содержащее кодовую маску с окнами, первой и второй преобразователи угол-код, включающие излучатель и приемник и соединенные соответственно с первым и вторым фсфмиро- вателями импульсов по фронту и уровню, реверсивный счетчик глубины, триггер определения направления движения кодовой маски, формирователь импульсов, первый и второй элементы 2И-НЕ, индикатор, отличающее ;: я тем, что, с целью повьше- ния точности, оно снабжено первым и вторым элементами НЕ, триггером определения изменения направления движения кодовой маски, элементом

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементом задержки, блоком пересчета импульсов, причем выход первого формирователя импульсов по фронту и уровню соединен с первым входом триггера опреде ления направления движения кодовой маски и входом первого элемента НЕ, выход которого подключен,к первому входу триггера определения изменения направления движения кодовой маски, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАИЦЕЕ ИЛИ, второй вход подключен к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с вторым входом триггера определения направления движения кодовой маски.

0

5

0

35

0

выходом второго форми1)ователя импульсов по Фгюнту и уровню и первым входом элемента задержки, выход которого под слючен к первому входу форми- рователя импульсов, выход которого соединен с первым входом второго эле- нента 2И-НЕ и вторым входом первого элемента 2И-НЕ, второй вход подключен к второму входу элемента задержки и выходу .элемента ИСКПЮЧАПЦЕЕ ИЛИ первый вход которого соединен с первым входом первого элемента 2И-НЕ и первым выходом триггера определения направления движения кодовой маски, второй выход которого подключен к

л.

б/

JULJin П П

, 2

второму входу второго элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом блока пересчета импульсов, первый вход которого подключен к выходу первого элемента 2И-НЕ, а первьй и второй выходы соединены с реверсивным счетчиком глубины, выход которого под1шючен к индикатору, при этом приемник первого преобразователя угол-код расположен по центру окна кодовой маски, приемник второго преобразователя угол-код - на гра-- нице соседнего окна кодовой-маски, причем расстояние между окнами кодовой маски больше ширины окна.

п ш