Устройство для телеизмерения скважинных параметров Советский патент 1982 года по МПК E21B47/12 G08C19/12 

(Sl) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЯ СКВАЖИННЫХ ПАРАМЕТРОВ

I

Изобретение относится к телемеханике, в частности к устройствам передами сигналав по проводам электрической сети переменного тока и используется для образования канала связи при измерении различных параметров в процессе бурения скважин электробуром.

По основному авт. ев, № 519533 известно устройство для телеизмерения скважинных параметров, которое содержит приемный и передающие блоки, а также линию связи (токоподвод). Приемный блок с измерителем временных интервалов подключен через фильтр к токоподводу. Передающий блок содержит Коммутирующий узел, включенный в разрыв одного из проводов токоподвода и выполненный в виде встречно-параллельного соединения диода и тиристора l .

Устройство снабжено ключом и делителем частоты импульсов, вход которого подключен параллельно коммутирующему узлу, а выход - ко входу ключа, который соединен с управляющим электродом тиристора,

К недостаткам этого устройства следует отнести отсутствие в нем автоматической подстройки и выбора времени, на которое отключается коммутирующим узлом нагрузка, из условия максимального отношения сигнал/ помеха в линии связи с учетом пере10менных параметров нагрузки или силовой сети, которые изменяют величину затухания сигнала, что снижает точность измерений.

Этот недостаток особенно сказыва15ется при использовании устройства для образования канала связи по силовому кабелю, длина которого изменяется в широких пределах в процессе бурения скважины электробуром,

20

В известном устройстве время отключения коммутирующим узлом нагрузки устанавливается постоянным. При уменьшении этого времени умень.шается величина сигнала, а при чрез мерном увеличении этого времени, на пример,, до половины периода промышленной частоты ухудшается качество электроэнергии, подводимой к нагруз ке, особенно при частоте сигналов телемеханики, близкой к промышленной частоте. Цель изобретения - повышение точ ности измерений устройства за счет увеличения отношения сигнал/помеха в линии связи путем автоматического выбора времени отключения коммутирующим узлом нагрузки в условиях переменных параметров силовой сети, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для телеизмерения скважинных параметров введены блок включения коммутирукмцего узла и конденсатор, причем вход блока включения коммутирующего узла и вхо делителя частоты подключены через конденсатор параллельно коммутирующему узлу, а выход блока включения коммутирующего узла соединен с дополнительным входом коммутирующего узла, причем дополнительный выход блока включения ко)мутирующего узла соединен с соответствующим проводом токопровода, при этом блок включени коммутирующего узла содержит мостовую схему, образованную тремя резис торами и конденсатором, И элемент сравнения, причем первая точка первой диагонали мостовой схемы соединена соответственно с первым входом элемента сравнения и является допол нительным выходом блока включения коммутирующего узла, а вторая точка первой диагонали мостовой схемы является входом блока включения ком мутирующего узла, первая точка второй диагонали мостовой схемы соедин на с первым выходом элемента сравнения, вход которого соединен с вто рой точкой второй диагонали мостово схемы, а второй выход элемента срав нения является выходом блока включе ния коммутирующего узла. На чертеже изображена структурная 9лек.трическая схема устройства для телеизмерения скважинных параметров. Устройство содержит на приемной стороне измеритель 1 временных интервалов и фильтр 2, подключенный к токоподводу электробура 3, на передающей стороне - комму ирующий узел k, включенный в разрыв одной и фаз из встречно-параллельного соединения диода и тиристора; делитель 5 частоты импульса с коэффициентом деления, зависящим от контролируемой величины; ключ 6; блок 7 включения коммутирующего узла; разделительный конденсатор 8; элементы мостовой схемы; резистор Э/ конденсатор 10 и резисторы 11 и 12; элемент сравнения 13; элемент сравнения 13 может быть выполнен, например, на транзисторе, эмиттер которого подсоединен к общей точке резисторов 11 и 12, а база - к делителю - напряжения, включенному параллельнорезистору 9, коллектор этого транзистора через усилитель подключен к управляющему электроду тиристора коммутирующего узла Ц. Питание передающей части устройства осуществляется от источника . Устройство работает следующим образом. С включением электробура 3 коммутирующем узле присутствуют импульсы, длительность которых обусловлена углом открывания тиристора, а амплитуда - напряжением питания электробура 3. ЭДС вращения и Cosy его двигателя, а также импедансами для прямой, обратной и нулевой последовательности системы питания электробура 3. Передача информации осуществляется модуляцией частоты увеличения угла открывания тиристора коммутирующего узла Л. Увеличение этого угла осуществляется с помощью открывания ключа 6, который шунтируя цепь управления тиристора, обеспечивает его закрытое состояние. Открывание тиристора происходит управляющим сигналом от блока 7 после формирования переднего фронта импульса на коммутирующем узле k. Это приведет к отключению фазы электробура 3 на время формирования переднего фронта импульса на коммутирующем узле 4. Ключ 6 открывается импульсами с выхода делителя 5 коэффициент деления которого зависит от контролируемого параметра. На вход делителя 5 и блока 7 поступают импульсы с коммутирующего узла k. При уменьшении крутизны переднего фронта импульса на коммутирующем узле Ц, уменьшается напряжение на резисторе 9 дифференцирующей RC-цепи по сравнению с напряжением на резисторе 11, и на выходе элемента сравнения 13 формируется импульс напряжения, который переводит тиристор коммутирующего узла Л в проводящее состояние.

Таким образом, на коммутирующем узле .среди небольших по амплитуде импульсов с промышленной частотой присутствуют информационные импульсы большой амплитуды, временной интервал между которыми пропорционален контролируемой величине, а длительность которых соответствует их переднему фронту. . , Импульсъ1 с коммутирующего узла 1 по. токоподводу электробура 3 через фильтр 2 пoctyпaют в измеритель 1 временных интервалов.

Введение в устройство блока 7 включения коммутирующего узла k с 1редложенными связями обеспечивает минимальное и достаточное ;время отключения фазы для участия в формировании переднего фронта импульса всех свобрднь1х периодических составляющих переходного процесса, включая и первую гармонику собственных колебаний системы питания электробура 3«

Периодическое увеличение времени отключения фазы нагрузки приводит к образованию переходного процесса, содержащего более низкочастотные гармонические составлжэщие, которые имеют меньшее затухание в силовой сети и легко могут быть приняты приемным устройством, что повышает точность .измерения лараметра.

Формула изобретения

№ 519533. отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, введены блок включения коммутирующего узла и конденсатор, причем вход блока включения коммутирующего узла и вход делителя частоты подключены через конденсато параллельно коммутирующему узлу, а выход блока включения коммутирующего узла соединен с дополнительным входом коммутирующего узла, причем дополнительный выход блока включения коммутирующего узла соединен с соответствующим проводом токопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-т-а