них характеристик видно, що при найбільш несприятливих умовах роботи телеметричної системи передачу інформації з забою необхідно здійснювати на частотах що не перевищують 0.5 Гц, але навіть у цьому випадку виділення сигналу на тлі перешкод є досить складним завданням, що вимагає застосування спеціальних конструктивних і програмних рішень.
3. Технічна частина
.1 Коливальні системи для побудови забійних датчиків
буріння свердловина забій
Частотні елементи історично були першими в системах передачі інформації. На початку XX ст. аж до 1970-х рр. широке поширення знайшли системи телемеханіки з частотним поділом елементів сигналу, засновані на LC-елементах і механічних коливальних системах типу камертонів, дисків, гантелей, консолей з одним закріпленим кінцем і ін. В кінці 1950-х рр. з'явилися коливальні системи аерогідродинамічного дії (струменеві елементи). Традиційно частотні системи телемеханіки будувалися з використанням тонального (300? 3000 Гц) і надтотанального (понад 3000 Гц) діапазонів частот. Подгональний (нижче 300 Гц) і інфранизьких (від часток Гц до 20 Гц) діапазони практично не використовувалися, тому LС-елементи мають низьку добротність у зазначених діапазонах і, отже, використання їх неефективно. Згадані ж механічні та струменеві елементи відрізняються високими технічними характеристиками саме в інфранизьких і подтональном діапазоні частот. Разом з тим, відомо, що затухання корисного сигналу в бездротових каналах зв'язку вибою з гирлом свердловини має найменше значення в зазначених діапазонах частот. Цим пояснюється інтерес до зазначених частотним елементам.
. 2 Обгрунтування необхідності та перспективи використання частотного методу телеметрії забійних параметрів
У забійних інформаційно-вимірювальних системах поряд з методом інтенсивності при телеметрії забійних вимірюваної параметрів в деяких системах використовується частотний метод (ЧС).
Частотні системи телевимірювання (ТІ) дозволяють здійснювати передачу по зайнятих лініях зв'язі без застосування додаткової апаратури частотного ущільнення, при цьому несуча частота пристрою ТІ розміщується у вільній частині частотного діапазону лінії.
Відомо, що перетворювачі з частотними виходом є дуже перспективними у вимірювальній техніці. Гідність їх полягає в підвищеної точності, швидкодії, відносній простоті і надійності. Це пояснюється тим, що частота може бути виміряна з високою точністю простими методами рахунку імпульсів або періодів на точно встановлений час і легко кодується. Проте використання частотного методу вимагає застосування високостабільних частотних елементів.
Системи з ЧС-модуляцією, в яких величина девіації частоти несучого коливання f 0 пропорційна вимірюваній величині F (t), отримали широке застосування в техніці. Модуляція частоти може здійснюватися будь-яким відомим способом. Частота коливань змінюється від f 0 (несуча частота, відповідна нульового значення вимірюваного параметра) до f в - верхня частота або до f н - нижня частота. Частоти f в і f н соответсвуют найбільшому значенню вимірюваного параметра F (t) max:
де - деякий постійний коефіцієнт.
Несуча частота f 0 вибирає зазвичай у верхній частині тонального діапазону або в надтональної діапазоні. З метою економії частотного спектра каналу необхідно прагнути зменшити відносну девіацію частоти:
Слід зазначити, що чим менше відносна девіація частоти, тим вище вимоги до стабільності несучої частоти генераторів.
Нехай нестабільність частоти генератора. Тоді відносна нестабільність
Наведена похибка, викликана нестабільністю генератора, буде
Наприклад, відносна девіація частоти при максимальному значенні вимірюваного параметра дорівнює 0,5; в цьому випадку для отримання при передачі похибки 1% необхідно мати стабільність частоти генератора 0,5%. Якщо відносна девіація 0,05, то для отримання тієї ж похибки потрібно мати стабільність 0,05%, що практично отримати дуже важко в частотних LC- і RC- елементах або неможливо.
Таким чином, необхідно застосовувати високостабільні і високодобротні коливальні системи.
Значний інтерес представляє використання в забійних вимірювальних перетворювачах механічних коливальних систем і, зокрема, системи «баланс-спіраль». Щоб судити про точностних характеристиках системи «баланс-спіраль» досить сказати, що температурна стабільність її на порядок вище електричних частотних елементів, а компенсаційні баланси мають стабільність 12 · 10 6 +1/град. Добротність системи «баланс-спіраль» досягає 5 · 10 2...
