Направленный феррозондовый узел является важным компонентом, используемым в MWD, а феррозондовый датчик является его основным элементом. Феррозондовые датчики обычно представляют собой тороидальные магнитные сердечники из сплавов с высокой проницаемостью, вокруг которых намотаны две обмотки катушки: обмотка возбуждения и индукционная обмотка (как показано на рисунке 1). Если датчик должен работать в замкнутом контуре, некоторые датчики также будут иметь третью обмотку обратной связи.



Рисунок 1. Конструкция феррозондового датчика.

Представьте себе кольцевой сердечник как два отдельных полусердечника, как показано на рисунке синим и зеленым цветом. Кольцевой сердечник используется для измерения Hext-направления магнитного поля. Когда ток течет через обмотку возбуждения, одна половина сердечника будет генерировать магнитное поле с составляющей в том же направлении, что и Hext, а другая половина будет генерировать магнитное поле с составляющей в направлении, противоположном Hext.

Форма сигнала драйвера: на рисунке 2a показан пример сигнала драйвера. На самом деле переходы более «квадратные», чем показано на рисунке, где они преувеличены, чтобы подчеркнуть то, что происходит в двух полуядрах.

Нет дальнего поля: при отсутствии дальнего поля (Hext= 0) два полуядра входят в насыщенное состояние и выходят из него одновременно. Результирующее магнитное поле полностью нейтрализуется, как показано на рисунке 2b, и нет общего изменения магнитного потока в обмотке обнаружения, поэтому нет индуцированного напряжения.

Внешнее магнитное поле: при наличии внешнего поля половина сердечника, создающая поле в направлении, противоположном внешнему полю (первый переход на рисунке 2c, показан зеленым), быстрее выходит из насыщения, а половина сердечника, появляется в том же направлении, когда внешнее поле выходит из насыщения. В течение этого времени магнитное поле не угасает, и происходит общее изменение магнитного потока в обмотке обнаружения (показано черным). Согласно закону Фарадея, чистое изменение магнитного потока создает напряжение, как показано черным на рисунке 2d. Аналогично, в конце перехода полуядро теперь генерирует магнитное поле в том же направлении, что и Hext, быстрее входя в состояние насыщения. В результате на каждый переход в драйвере приходится два всплеска напряжения, а наведенное напряжение в два раза превышает частоту возбуждения.

Поле измерения: Размер и фаза индуктивных пиков говорят нам о размере и направлении внешнего поля. Чтобы усилить этот сигнал и облегчить его обнаружение, феррозондовые магнитометры, производимые в Имперском колледже, используют конденсаторы для регулировки индукционных обмоток. Форма сигнала настроенного датчика показана красным на рисунке 2d.



Рисунок 2. Магнитное поле феррозонда

На рисунке 3 показан базовый метод феррозонда, показывающий эффект приложения прямоугольного напряжения (слева), приводящий к резким положительным и отрицательным сигналам, а затем, если через провод подается первичный постоянный ток Ip, добавляется постоянное магнитное поле. , тем самым перенаправляя сигнал (правильно). Наконец, применяется усовершенствованная обработка сигнала, и с помощью вторых гармоник можно извлечь значение нового сигнала для измерения тока в проводнике и значения его постоянного тока. Это может быть дополнено дополнительными обмотками обратной связи переменного тока для расширения частотного диапазона измерения переменного тока.



Рисунок 3. Принципиальная схема технологии Fluxgate.

В феррозондовой структуре используются два противоположных магнитных сердечника, что по концепции аналогично мосту Уитстона. Это обеспечивает естественную компенсацию и устраняет последствия любого дрейфа. Блок-схема показана на рисунке 4, а диаграмма упрощения сигнала показана на рисунке 5. Однако для того, чтобы два феррозондовых элемента уравновешивали друг друга, они должны быть идеально согласованы.



Рис. 4. Блок-схема структуры феррозонда.



Рисунок 5. Упрощенная диаграмма феррозондового сигнала.

Направленная сборка феррозонда в основном основана на принципе работы и технологии феррозонда, она может играть важную роль в области каротажа нефти и наклонно-направленного бурения, применяется к приборам MWD и каротажа, так что операторы могут отслеживать скважинную работу в режиме реального времени, поэтому как лучше завершить работу. Категории феррозондовых направленных сборок можно разделить на динамические и статические в зависимости от режима работы, а также на проводные и беспроводные в зависимости от структуры продукта. Например, динамический феррозондовый направленный узел ER-DOS-03 устойчив к ударам, вибрации и может работать при высоких температурах и суровых условиях. Хотя ER-OS-07H и ER-WOS-08 представляют собой феррозондовый блок статического измерения , разница между ними заключается в том, что ER-OS-07H является беспроводным, а ER-WOS-08 — ограниченным. ER-OS-07H выдерживает более высокие рабочие температуры и может работать при температуре до 175 градусов.

Если вы хотите узнать больше о направленной сборке феррозонда , пожалуйста, свяжитесь с нами.

https://www.ericcointernational.com/application/fluxgate-directional-assembly-the-working-principle-of-fluxgate.html