Файл: Основной этап разведки месторождений большинства полезных ископаемых бурение скважин. При помощи скважин производится и эксплуатация месторождений таких полезных ископаемых, как нефть, газ, вода, каменная соль.docx

Процесс измерения происходит в два этапа. На первом этапе по команде из устройства 14 аналоговый коммутатор 12 подключает сигнал от смесителя 6 к усилителю промежуточной частоты 15, а сигнал от смесителя 7 — к усилителю промежуточной частоты 16. Усиленные и сформированные сигналы подаются на входы фазометра 18. После окончания переходных процессов в генераторных, гетеродинных цепях и усилителях 15, 16 по команде из устройства 14 фазометр 18 начинает первое измерение, в конце которого данные сохраняются. Затем начинается второй этап работы. По команде из устройства 14 аналоговый коммутатор 12 подключает сигнал от смесителя 6 к усилителю промежуточной частоты 16, а сигнал от смесителя 7 — к усилителю промежуточной частоты 15. Усиленные и сформированные сигналы подаются на входы фазометра 18. После окончания переходных процессов по команде из устройства 14 фазометр 18 начинает второе измерение. Измеренные данные суммируются с результатом первого измерения, при этом полезное значение разности фаз удваивается, а паразитное, возникающее из-за влияния на каналы усиления дестабилизирующих факторов, вычитается. Таким образом, перекрестная коммутация позволяет увеличить точность измерения. В фазометре происходит измерение разности фаз Δφ между входными сигналами и их периода Т, усредненного по двум измерениям. Величины Δφ и Т с помощью передатчика ТЛС-19 по линии связи передаются на регистрацию через выходное устройство 20. Это устройство выделяет

передаваемую информацию на фоне тока, поступающего по кабелю к блоку питания 21. Блок 21 преобразует постоянный ток в напряжения питания узлов прибора.

После этого из устройства 14 поступает новая команда, обеспечивающая прекращение работы первой генераторной катушки Г1 и включение в работу второй генераторной катушки Г2, работающей на другой частоте. Одновременно на выходе гетеродина 13 появляется сигнал новой гетеродинной частоты, которая отличается от новой генераторной частоты на ту же самую величину Δφ. Аналоговый коммутатор 12 выбирает новую пару измерительных катушек И2, И3, и процесс измерения повторяется. Далее по очереди работают все остальные генераторные катушки Г3, Г4, Г5, каждая на своей частоте. Соответствующие подключения осуществляются в гетеродине 13 и в аналоговом коммутаторе 12. После окончания всего цикла вновь работает первая генераторная катушка Г1, и весь цикл повторяется.

---

Блок управления (тумблер «Тест-работа» и кнопки «Прокрутка вверх», «Прокрутка вниз») определяет режимы работы панели. Тумблер «Тест-работа» определяет два основных режима: тесты собственно для панели и для работы панели со скважинным прибором. Кнопки «Прокрутка вверх», «Прокрутка вниз» выбирают подрежимы в каждом из них.

Режим «Тест»

В этом режиме кнопками можно выбрать следующие подрежимы:

Тест 1: на всех аналоговых выходах выставлено напряжение +2.50В, соответствующее нулевому фазовому сдвигу;

Тест 2: на всех аналоговых выходах выставлено напряжение +3.19В, соответствующее фазовому сдвигу 25 градусов;

Тест 3-7: индикация по каждому каналу значений «нуль воздуха», записанных при калибровке прибора;

Тест 8—12: тестирование отдельных каналов путем подачи пилообразного напряжения 0-5В;

Тест 13: общий тест, когда пилообразное напряжение подается на все каналы.

Типы режимов и соответствующие им показания отображаются на индикаторном модуле.
Режим «Работа»

В этом режиме панель принимает сигналы от пяти зондов скважинного прибора, пропорциональные фазовому сдвигу и периоду измерения. Затем она преобразует их в фазовый сдвиг, нормированный на период измерения, после чего полученные значения модифицируются на величину «нулей воздуха», записанных при калибровке. В заключение выполняется масштабирование результатов в градусах, и выводятся показания на индикаторную панель. В процессе работы происходит автоматическая подстройка приемного устройства к уровню сигнала, принимаемого с кабеля. Настройка производится при подключении к панели скважинного прибора. Для регулировки уровня настройки используется один из каналов ЦАПа.

В режиме «Работа» кнопками «Прокрутка вверх» и «Прокрутка вниз» можно выбрать следующие подрежимы:

1: основной режим с последовательным отображением на индикаторной панели номеров принимаемых каналов. В случае ошибочного приема, когда относительное число ошибок передачи превышает 2-3%, на панель выводится мигающая надпись ERROR;

2-6: на индикаторах отображается текущее значение фазового сдвига соответствующего канала;

7: режим калибровки, при котором в энергонезависимое ОЗУ заносятся калибровочные константы, на величину которых модифицируются принимаемые сигналы.

---

2.1 Функциональная схема блока гетеродинных частот
Функциональная схема блока гетеродинных частот представлена на Рисунке 4. Блок содержит: преобразователь частоты ─ 1, делитель частоты ─ 2, мультиплексор ─ 3, формирователь времени измерения ─ 4, счетчик периода ─ 5, цифровой компаратор ─ 6, схему управления ─ 7, регистр ─ 8, реверсивный счетчик ─ 9, цифроаналоговый преобразователь ─ 10, управляемый генератор ─ 11, делитель частоты ─ 12, мультиплексор ─ 13.

Работает блок гетеродинных частот следующим образом. От устройства управления 14 (Рис. 2) поступает код, определяющий номер зонда, включенного в данный момент. Для каждого зонда в блоке гетеродинных частот вырабатывается своя частота в соответствии с табл. 2. Код подается на мультиплексоры 3, 13 и регистр 8. Регистр выставляет данные, соответствующие гетеродинной частоте выбранного зонда, на информационные входы счетчика 9. Затем из блока 14 следует команда записи (Рис. 2), и данные переписываются в счетчик 9 (рис. 2), с выхода которого поступают на ЦАП 10. ЦАП преобразует полученный код в напряжение, управляющее генератором 11. Генератор перестраивается на частоту в соответствии с Таблицей 2. Выход генератора подключен к первому входу преобразователя частоты 1, на второй вход которого подается опорная частота 14.0МГц от кварцевого генератора. Преобразователь формирует разность частот (Табл. 2), которая при правильной настройке управляемого генератора должна быть кратна промежуточной частоте 5кГц. Полученный сигнал подается на счетчик 2, имеющий выходы с коэффициентами деления 1, 2, 4, 8, 16. В результате деления разностной частоты получается частота 5кГц. Мультиплексор 3, в соответствии с кодом зонда, выбирает выход счетчика и подает частоту 5кГц на формирователь времени измерения 4. На другой вход формирователя от схемы управления 14 (Рис. 2) подается сигнал разрешения измерения, приходящий после окончания переходных процессов в управляемом генераторе.

С приходом фронта импульсов 5кГц схема 4 формирует измерительный интервал, равный 12 периодам промежуточной частоты (Приложение 1), который разрешает работу счетчика 5, считывающего импульсы опорной частоты 875кГц, подаваемые от устройства 14

---

(Рис. 2). Выходы счетчика 5 соединены с входами цифрового компаратора 6, на других входах которого установлен код, соответствующей частоте 5кГц.

Компаратор 6 формирует сигналы: при частоте равной 5кГц ─ «равно»; при уходе частоты ─ «больше» или «меньше» соответственно. Логический сигнал «А<В» компаратора подается на вход управления знаком реверсивного счетчика 9, а сигнал «равно» поступает на вход схемы управления 7. С окончанием измерительного интервала запускается схема управления 7. В случае равенства кодов на входах компаратора 6 коррекция значения счетчика 9 не производится. В случае отклонения частоты от 5кГц состояние счетчика изменяется в соответствующую сторону на единицу. Затем схема управления выставляет сигнал записи (Приложение 1) в регистр 8, и измененный код переписывается с выхода счетчика 9 в регистр 8 по адресу данного зонда. Код с выхода счетчика 9 изменяет напряжение на выходе ЦАПа, что вызывает изменение частоты управляемого генератора. Затем устройство управления 14 (Рис. 2) второй раз подает команду разрешения измерения, и процесс повторяется (Приложение 1). Таким образом, происходит подстройка управляемого генератора. После окончания работы с соответствующим зондом код частоты сохраняется в регистре 8 до повторного обращения к данному зонду.

Гетеродинная частота формируется из частоты управляемого генератора счетчиком 12 и мультиплексором 13. Частота управляемого генератора (Табл. 2) подается на счетчик 12, имеющий выходы с коэффициентом деления 1, 2, 4, 8, 16. В результате деления частоты на соответствующий коэффициент образуется гетеродинная частота. Мультиплексор 3, в соответствии с кодом зонда, выбирает выход счетчика и подает гетеродинную частоту на смесители 6…11 (Рис. 2). Аналогично гетеродинный блок обрабатывает все каналы.


Таблица 2

---

Частоты гетеродинного блока

Номер зонда	Генераторная частота, МГц	Генераторная частота, МГц	Частота управляемого генератора, МГц	Разность частот, кГц	Коэффициент деления
1 2 3 4 5	0.875 1.75 3.5 7.0 14.0	0.880 1.755 3.505 7.005 14.005	14.080 14.040 14.020 14.010 14.005	80 40 20 10 5	16 8 4 2 1

2.2 Функциональная схема фазометра

Функциональная схема фазометра приведена в Приложении 2. Блок содержит: входное устройство 1, определитель знака фазового сдвига 2, схемы совпадения 3, 6, счетчик фазового сдвига 4, формирователь времени измерения 5, счетчик привода 7, регистр 9. Работает фазометр следующим образом. От схемы управления 14 (Рис. 2) на входы счетчиков фазового сдвига и периода промежуточной частоты 4, 7 подается сигнал сброса, устанавливающий счетчики в исходное состояние. На вход определителя знака фазового сдвига 2 подается от схемы 14 (Рис. 2) сигнал «первое измерение» (Рис. 1) на входы входного устройства 1 подаются сигналы φ1, φ2 от усилителей промежуточной 15, 16 (Рис. 2), из которых входное устройство формирует сигнал пропорциональной разности фаз ∆φ и подает его на схему совпадений 3, а также формирует, устраняя дребезг, сигнал φ1 и подает его на устройства: определитель знака фазового сдвига 2, формирователь времени измерения 5. Определитель знака фазового сдвига 2 формирует сигнал реверса счетчика фазового сдвига 4 через схему совпадений 3, определяя, по какому каналу первым приходит сигнал, и учитывая перекрестное включение каналов по сигналу «первое/второе измерение» (Рис. 1). После окончания переходных процессов в узлах прибора, возникающих вследствие коммутации зондов, на формирователь

времени измерения 5 поступает сигнал разрешения измерения (Рис. 2) от схемы управления 14 (Рис. 2). С приходом фронта сигнала φ1 схема 5 формирует измерительный интервал, отсчитывая 10 периодов промежуточной частоты. Полученный сигнал подается на схемы совпадений 3, 6, на вторые входы которых подан сигнал опорной частоты 14.0МГц. Блок 6 с приходом измерительного интервала разрешает прохождение импульсов опорной частоты на счетчик периода 7, и счетчик подсчитывает импульсы, попавшие в интервал, по окончании которого данные сохраняются. Блок 3, с приходом измерительного интервала и сигнала разности фаз Δφ, разрешает прохождение импульсов опорной частоты на входы прямого или обратного счета счетчика фазового сдвига 4 в зависимости от знака фазового сдвига и коммутации каналов в прямом включении, определяемом сигналом реверс.

---