УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ЗАПИСИ НЕСКОЛЬКИХ ПАРАМЕТРОВ КС И КРИВОЙ ПС НА ОДНОЖИЛЬНОМ КАБЕЛЕ Советский патент 1962 года по МПК E21B47/12 

Известны устройства для одновременной записи нескольких параметров КС и кривой ПС на одножильном кабеле, состоящие из скважинного снаряда и наземной аппаратуры.

Описываемое устройство отличается от известных тем, что передача информации по кабелю осуществляется при помощи пар разнополярных импульсов, время между которыми определяется величиной разности потенциалов, снимаемой с измерительных электродов.

В нем также применены накопительные конденсаторы, разряжаемые на нагрузку через импульсные тиратроны. Такое выполнение устройства исключает влияние параметров кабеля на измеряемые величины и требует малую мощность питания.

На фиг. 1 изображена схема скважинного снаряда; на фиг. 2 - схема наземной панели многоканальной аппаратуры для электрического каротажа на одножильном кабеле; на фиг. 3 - схема механического коммутатора-преобразователя; на фиг. 4 - преобразователь канала.

Питание скважинного снаряда осуществляется от генератора 1 с частотой 400 гц. Ток проходит через первичную обмотку входного трансформатора Tp₁ (см. фиг. 2), конденсатор С₂₀ и затем по ЦЖК через обмотку силового трансформатора Тр₂ скважинного снаряда (см. фиг. 1) и обмотку двигателя М, конденсатор С₆ и на токовый электрод А. Разность потенциалов с электродов М_1,2…n - N_1,2…n. подается на входы усилителей У.

На выходе усилителей получаются постоянные напряжения, пропорциональные разностям потенциалов на соответствующих измерительных электродах M_1,2…_n - N_1,2…_n.

Выходы усилителей подключаются к контактам механического коммутатора-преобразователя 2.

Коммутатор, вращаемый синхронным двигателем М на очень короткие промежутки времени (порядка 100 микросекунд) поочередно подключает выходы усилителей к катодному повторителю (левая половина тиратрона Л₁ на фиг. 1). На входе катодного повторителя наблюдается последовательность импульсов с амплитудами, пропорциональными разностям потенциалов на соответствующих измерительных электродах, т.е. модулированных по амплитуде.

Катодный повторитель служит для согласования высокоомных выходов усилителей (порядка 1 мгом) с низкоомным входом преобразователя (5-10 ком).

Преобразователь (правая половина тиратрона Л₁) преобразует импульсы, моделированные по амплитуде, в импульсы, моделированные по длительности.

Длительность входного импульса не влияет на длительность выходного импульса, так как передний фронт входного импульса только заряжает конденсатор С₃, не изменяя потенциала сетки лампы и только задний фронт импульса запирает лампу на время разряда конденсатора С₃ через сопротивления R₁ и R₃.

Каскад на тиратроне Л₂ переворачивает фазу импульса и повышает крутизну его заднего фронта. Импульсы дифференцируются и подаются на тиратронную схему. Передний фронт импульса зажигает тиратрон Л₃. При этом емкость накопительного конденсатора С₈ разряжается через тиратрон и сопротивление нагрузки R₁₁ (импульс отрицательный). Тиратрон Л₄ при этом не зажигается, так как отрицательный импульс на его сетке по амплитуде и длительности превышает импульс на его катоде.

Задний фронт импульса с анода тиратрона Л₂ зажигает тиратрон Л₄ и емкость накопительного конденсатора С₉ разряжается через тиратрон и сопротивление нагрузки R₁₁ (импульс положительный). Заряжаются конденсаторы С₈ и С₉ через сопротивления R₇ и R₈.

Таким образом, на выходе скважинного снаряда имеется последовательность пар разнополярных импульсов; время между импульсами каждой пары определяется по логарифмическому закону разностью потенциалов на соответствующих электродах М_1,2…_n и N_1,2…_n.

Для предотвращения попадания питающего напряжения на катод тиратрона между выходом (нагрузочное сопротивление R₁₁) - и ЦЖК включен резонансный фильтр, настроенный на 400 гц.

Импульсы на входе наземной панели трансформируются трансформатором Тр₁. Индуктивность трансформатора достаточна мала для того, чтобы ток питания скважинного снаряда не вызывал значительного падения напряжения на первичной обмотке трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора переворачивает импульсы по фазе.

Каскад на тиратроне Л₅ представляет собой пересеченную ступень, которая опрокидывается в сторону отпирания левой половины лампы только положительным импульсом, а в сторону запирания левой половины лампы только отрицательным импульсом. Таким образом, на выходе этой лампы будут импульсы, модулированные по длительности, аналогичные на аноде тиратрона Л₂ скважинного снаряда. Эти импульсы передаются на преобразователи каналов 3 (см. схему фиг. 4).

Первая лампа преобразователя Л₇ работает как коммутатор. Она пропускает информационный импульс только в том случае, если на схему подан еще коммутирующий импульс.

На наземной панели имеется генератор 4 коммутирующих импульсов, представляющий собой кольцевую пересчетную ячейку, дающую коммутирующие импульсы к схеме совпадений соответствующего канала в необходимый момент времени и приводимую в действие задним фронтом импульса в предыдущем канале.

Для сдвига фазы коммутирующих импульсов предусмотрена кнопка К (см. фиг. 2).

В преобразователе каждого канала импульсы после схемы совпадений усиливаются по току катодным повторителем тиратрона Л₈ и преобразуются в постоянный ток, пропорциональный средней длительности импульсов для данного канала за некоторый промежуток времени.

Институт ВНИИгеофизика отмечает полезность описываемого устройства для одновременной записи нескольких параметров КС и кривой ПС на одножильном кабеле.

1. Устройство для одновременной записи нескольких параметров КС и кривой ПС на одножильном кабеле, состоящее из скважинного снаряда и наземной аппаратуры, отличающееся тем, что, с целью исключения влияния параметров кабеля на измеряемые величины, передача информации по кабелю осуществляется при помощи пар разно-полярных импульсов, время между которыми определяется величиной разности потенциалов, снимаемой с измерительных электродов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью потребления малой мощности питания, в нем применены накопительные конденсаторы, разряжаемые на нагрузку через импульсные тиратроны.