Апаратура, обладнання та матеріали



Електричний термометр опору є основним приладом для виміру температур у свердловинах. Його дія заснована на зміні опору металевого провідника зі зміною температури:

 

,                                                                          (5.7)

 

де Rt0 і Rt – опір провідника при деякій початковій температурі t0 і вимірюваній температурі t; a – температурний коефіцієнт (його величина для міді складає 0,004°С-1).

За величиною Rt можна визначити температуру середовища в свердловині.

Переважно в свердловинних електричних термометрах опорів використовується мостова схема виміру для трьохжильного й одножильного кабелів. У схемі для трьохжильного кабелю всі чотири плеча мостової схеми розташовані в свердловинному приладі, а в схемі для одножильного кабелю одне чуттєве плече моста змонтоване в свердловинному приладі, а три плеча розташовані на поверхні.

У мостовій схемі термометра з трьохжильним кабелем (Рис. 5.1, а) плечі R2 і R4 є інертними з дуже малим температурним коефіцієнтом, а плечі R1 і R3 – чутливими зі значним температурним коефіцієнтом. Інертні плечі виготовляються з манганіну або константану (a =(1-3)·10-5°С-1), чутливі плечі – з міді. Живлення моста здійснюється постійним струмом з поверхні, зворотним проводом служить земля. В іншій діагоналі моста між точками М і N вимірюється різниця потенціалів DU, яка пропорційна зміні температури середовища в свердловині.

Опори інертних плечей практично при будь-якій температурі не змінюють своєї величини та рівні один одному, тобто R2=R4. При деякій температурі t0 спостерігається рівновага моста, тобто дотримується умова R1R3=R2R4. При цій температурі різниця потенціалів між точками М і N дорівнює нулю. Температура, що вимірюється, рівна:

 

,                                                             (5.8)

 

де C=2/R0a – стала термометра.

Визначення сталої термометра С і температури t0 рівноваги моста проводиться шляхом градуювання електричного термометра за допомогою точного ртутного термометра.

Градуювання електричного термометра

Градуювання електричного термометра проводиться в термостаті з обігрівом при зміні температури води від 10 до 80°С і вище через кожних 10 – 15°С. Криві градуювання термометра DU=f(t) знімаються при паспортному струмі, наприклад при 10, 20 або 40 мА. Точка перетинання кривої DU=f(t) з ординатою DU=0 дає значення температури t0 рівноваги моста. Для визначення сталої електричного термометра вибирають два значення температури t1 і t2 та за кривою DU=f(t) визначають відповідні їм значення різниці потенціалів DU1 і DU2, потім розраховують величину С за формулою:

 

Рисунок 5.1 – Схеми виміру температур у свердловині електричними термометрами на трьохжильному (а) і одножильному (б) кабелях та електричним термометром типу ТЕГ (в)

 

.                                                                                (5.9)

 

Кожен електричний термометр опору характеризується сталою часу термометра, що показує, у який час він, будучи переміщений з одного середовища в інше, сприйме 2/3 різниці температур цих середовищ. Стала часу характеризує теплову інерцію термометра та змінюється для різних типів електричних термометрів від 0,5 до 3 с.

В електричних термометрах для роботи з одножильним кабелем опір з великим температурним коефіцієнтом (R1=2000 Ом при 20°С) розміщений у свердловинному приладі, інші елементи мостової схеми розташовані на поверхні (Рис. 5.1, б). Рівновага моста досягається опором R2, на якому можна безпосередньо розрахувати температуру t. Опором R3 регулюється масштаб запису.

В електронному термометрі для одножильного кабелю опір з великим температурним коефіцієнтом є плечем моста, який розташований у свердловинному приладі. Міст живиться змінним струмом.

Термометри типу ТЕГ працюють на основі електронного генератора, що знаходиться в свердловинному приладі. Зміна опору чуттєвого плеча за рахунок варіацій температури впливає на RC-генератор, змінюючи його частоту. Керування частотою генератора здійснюється ланкою RC, що містить два термочутливих резистора Rt і дві термостатичні ємності C (Рис. 5.1, в). Період автоколивань генератора RC знаходиться в залежності від величини опорів Rt і, отже, від температури середовища, в яку поміщені резистори Rt.

У деяких свердловинних приладах знаходиться перемикач, що за сигналом з поверхні підключає до RC-генератора Г замість термочутливих резисторів еталонні опори, які відповідають температурам 20 і 100°С, за допомогою яких виробляється калібрування апаратури. На поверхні тривалість періоду коливань струму генератора виміряється за допомогою частотоміра Ч, вихідна напруга якого пропорційна тривалості періоду коливань, а значить, і температурі. Напруга на виході частотоміра спостерігається візуально за допомогою вимірювального приладу ІП і записується приладом, що реєструє, РП. Межі виміру температур встановлюються за допомогою потенціометра.

Система виміру температури з попереднім перетворенням її в частоту вимірюваного струму характеризується високою завадостійкістю, оскільки частота сигналу, що визначає вимірювану величину, практично не залежить від параметрів кабелю та наявності перешкод у схемі вимірів.

Свердловинний прилад живиться від стабілізованого джерела постійного струму з напругою 250 В через баластовий опір. Електронна схема свердловинного приладу укладена в сталевий герметичний кожух зі свічковим мостом для приєднання кабельного наконечника. Термочутливі резистори Rt розміщені в нижній частині свердловинного приладу в мідних трубках і контактують із промивною рідиною.

Характеристика електричних термометрів приведена в таблиці 5.1.

Порядок проведення роботи

1.Встановити термостат і заповнити його водою.

2.Помістити електричний термометр і точний ртутний термометр у термостат.

3.Під’єднати електричний термометр до панелі вимірювання.

4.Включити панель вимірювання в мережу.

5.Включити термостат.

6.Через кожних 10°С (покази ртутного термометра) знімають значення DU з вимірювального пристрою при силі струму 10, 20 та 40 мА. Результати вимірювань заносять в таблицю 5.2.

7.Будують графіки градуювання електричного термометра DU=f(t).

8.За формулою (5.9) розраховують сталу електричного термометра при I=10, 20 та 40мА і зіставляють.

Таблиця 5.2 – Результати проведення роботи

Сила струму I, мА

Значення DU при відповідних температурах, мВ

20°С

30°С 40°С 50°С 60°С 70°С 80°С
10

 

 

         
20

 

 

         
40

 

 

         
                   

 

6 Вивчення функціональної схеми і режиму роботи реєстратора цифрової інформації ГДС „ФОЗОТ - З”.

           

Сучасна геофізична апаратура і системи обробки, інтерпретації геофізичних даних потребує цифрову форму реєстрації цієї інформації. Студенту необхідно ознайомитись з роботою цифрового реєстратора „ФОЗОТ - З”. Вивчити функціональну схему роботи реєстратора, режими виконання операцій і підготовку до проведення реєстрації. Провести реєстрацію геофізичної інформації за технологічною схемою параметри, якої вказуються викладачем на лабораторній роботі.

       Цифровий реєстратор геофізичної інформації „ФОЗОТ - З” застосовується для реєстрації вихідної інформації геофізичної апаратури, яка подається на реєстратор в аналоговій, імпульсній або цифровій формі в процесі проведення каротажу.

       Кількість каналів реєстрації, які забезпечує реєстратор „ФОЗОТ - З”:

- 16 для диференційних аналогових сигналів,

- 32 для псевдодиференційних аналогових сигналів,

- 4 для імпульсних сигналів,

- 16 – ти розрядний цифровий канал вводу/виводу,

- 4 лінії управління цифровим входом (2 out 2in).

Для перетворення аналогової інформації в цифрову форму використовується з розрядністю – 12 розрядів (війкового коду). Мінімальний час перетворення в АЦП складає 2-мкс, а максимальний 9-мкс. Максимальний діапазон вхідного каналового сигналу +-5В.

       Коефіцієнт підсилення каналового сигналу складає 1,4,16,64. В процесі роботи програма автоматично переключає коефіцієнт підсилення у відповідності до рівня вхідного сигналу, що дає змогу завжди працювати на максимальній чутливості.

       Реєстратор обслуговує широкий діапазон свердловинної апаратури з аналоговими та цифровими виходами. Забезпечує автоматичне неперервне слідкування і корекцію глибини по магнітних мітках. Реєстрацію інформації ГДС на спуску, підйомі і стоянці каротажного приладу. Забезпечує можливість роботи і реєстрації даних на флоппі дисках (широкополосної акустики крім), вивід кривих на екран дисплею в кольорі і в реальному часі. Візуалізація кривих на плотері виконується одночасно з реєстрацією і є можливість оперативно коректувати параметри реєстрації (канали, кулі, стандарти, фільтрація і. т. д. ).

       Швидкість запису, яку підтримує реєстратор без втрати інформації складає 5000м/год – при праці картування 0,2м і кількості каналів до 4, а при швидкості 800м/год – при праці квантування 0,01м з кількістю каналів 7 (похилометрія).

       Реєстратор дозволяє автоматично неперервно слідкувати і коректувати глибини по магнітній мітці. Система реєстрації має можливість стартувати по приходу мітки або по виставленню нуля глибини на гирлі свердловини. Це значно спрощує ввід інформації глибини в систему.

       Система забезпечує можливість калі бровки приладу при спуску і підйомі. Інформація калібрування виводиться на дисплей. В випадку аварійної зупинки система дозволяє відновити реєстровані дані.

       Реєстратор конструктивно складається з таких основних структурних блоків:

       1. Центральної ПЕОМ.

       2. Блоку збору даних, що побудований на плати ДАС 32Д і призначений для прийому, комутації і перетворення аналового сигналу в цифровий код і передачі його до центрального ПЕОМ.

       3. Блок датчика глибин, що являє собою пристрій, який складається з корпусу блоку, стаціонарного закріпленого на сельсин прийомнику, оптичного диску з прорізами і двома датчиками світлових імпульсів (датчики розташовані зверху і знизу від джерела світла, що забезпечує реєстрацію кривої вверх і вниз), посадженого на вісь сельсина і плати сельсинаДS2М. Блок глибини має пряму і розворотну систему фіксації глибини (на спуску і підйомі).

       При реєстрації застосовується по каталогова система даних. Це означає, що кожен новий виїзд на свердловину оформлюється окремим каталогом. Для автоматизації роботи з архівними даними існує спеціальна програма, яка дозволяє преглянути дані по директоріях і створити нові.

       В кожній директорії розміщуються файли:

       - файли даних по кожному приладу з розширенням .dt0, .dt1, і т.д.;

       - файли описів приладів з розширенням .pn1;

       - файли інформаційних даних по свердловині konstr.skv.

       Програмне забезпечення реєстратора складається із 4 частин :

- файли настройки системи;

- файли опису приладів;

- власне програма;

- операційна система MS-DOS.


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 206;