Автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения

(54) (57) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВА -ЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащаяпоследовательно соединенные датчики, первыйкоммутатор, аналого-цифровой преобразователь, второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом генератора тестовыхкоманд, блок памяти, выход которого соединенс входом блока приема информации, выходкоторого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальнойиндикации и блок управления записью, выход которого соединен с входом первого и второго коммутатора, таймер и блок памяти, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения траектории скважины и надежности системы, она снабжена блоком осреднения сигналов, блоком программирования времени и количества циклов измерения и блоком программирования сигнала записи по глубине, дополнительным таймером, блоком памяти, блоком управления приемом информации, блоком меток, при этом выход блока программирования сигнала записи по глубине соединен с блоком управления приемом информации, один из выходов последнего соединен с входом блока осреднения, другой вход кото йц рого подключен к коммутатору, а его выход соединен с входом блока памяти, причем вход дополнительного таймера соединен с входом блока масштабирования, выход допол нительного таймера соединен с входом блока программированиясигнала записи .по глубине, выход которого соединен с входом блока управления приемом информации, выход которого соединен с вторым входом блока приема . информации.Изобретение относится к бурению, в частности к средствам измерения параметров траекто.рии скважины.Известно глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины,содержащее датчики, подключенные к информа.ционным входам первого коммутатора, вы.ходы которого соединены с входом первогокоммутатора, выходы которого соединейьг свходом аналого-цифрового преобразователя(АЦП), а управляющие входы - с первымивходами блока управления, первый вход которого подключен к первому выходу таймера,второй выход которого подключен к установочному входу счетчика адреса, счетный входкоторого соединен с вторым выходом блокауправления, а выходы с адресными входамиблока памяти, блок фиксации останова, второйкоммутатор, элемент И, триггер, элемент запре.та, сдвиговой регистр, выход АЦП соединенс первыми информационными входами второгокоммутатора, вторые информационные входыкоторого подключены к третьим выходам таймера, а управляющие входы соединены стретьими выходами блока управления, второйвход которого подключен к блоку фиксацииостанова, а четвертый выход - к первому входу элемента запрета, второй вход которогосвязан с выходом, триггера, а первый вход которого подключен ко второму выходу таймера,ЗОа второй вход через элемент И соединен с соответствующими вь 1 ходами счетчика адреса,управляющий вход блока памяти подключенк выходу элемента запрета, информационныевходы - к выходам второго коммутатора, авыходы блока памяти через сдвиговый регистр З 5подключены к выходу устройства, Блок фиксации останова выполнен в виде последовательновключенных датчиков вибраций, усилителя, интегратора, порогового элемента, триггера идифференцирующей цепи 131,Недостатком данного устройства являетсянизкая точность построения траекториискважины, так как параметры измеряются вточках, а интервал между точками равендлине свечи и не изменяется. Кроме того,недостатком является низкая надежность привязки точек измерения по. глубине, так какблок фиксации останова может выдавать лож.ные сигналы в зависимости от характера движения колонны бурильных труб. 50 Известна также автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения, содержащая последователь. но соединенные датчики, первый коммутатор, 55 АЦП, второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединсн с входом блока приема информации, вы.ход которого соединен с входом блока масшта.бирования, блок регистрации, блок визуальнойиндикации и блок управления записью, выходкоторого соединен с входом первого и второгокоммутаторов таймер и блок памяти 21.Недостатками известной системы являютсянизкая точность построения траектории скважи.ны, так как в связи с чем измерение произ.водится в точках, а интервал между точкамиизмерения равняется длине свечи и низкая дос.товсрность измерений, так как параметр в данной точке скважины измеряется один раз ивозможно ошибочное измерение. Кроме того,недостатком является низкая надежность привязки точек измерения по глубине - блок управления записью, содержащий сейсмодатчик,может выдавать ложную команду на измерениеили запрет, не исключается возможность пропуска точек измерения по скважине.Ц",ль изобретения - повышение точноститраектории скважины и надежности системыза счет более точной привязки результатовизмерения по глубине скважины,Поставленная цель достигается тем, что автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения, со. держащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, второй коммутатор, второй вход которого. соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальной индикации и блок управления записью, выход которого соединен с входом пер. вого и второго коммутаторов, таймер и блок памяти, снабжена блоком осреднения сигналов, блоком программирования времени и количества циклов измерения и блоком программирования сигнала записи по глубине, дополнительным таймером, блоком памяти, блоком управления приемом информации, бло. ком меток, при этом выход блока программи рования сигнала записи по глубине соединен с блоком управления приемом информации, один из выходов последнего соединен с входом блока осреднения, другой вход которого подключен к коммутатору, а его выход соединен с входом блока памяти, причем вход дополнительного таймера соединен с входом блока масштабирования, выход дополнительного таймера соединен с входом блока программи. рования сигнала записи по глубине, выход ко,торого соединен с входом блока управления приемом информации, выход которого соединен с вторым входом блока приема информации.1148986 3На чертеже приведена функшгональная схемасистемы,Система состоит из автономного скважинногоприбора и наземного устройства, кроме того,она содержит датчики 1, коммутатор 2, АЦП 3.коммутатор 4, блок 5 осреднения, блок 6 памяти, блок 7 управления записью, блок 8программирования времени и количества циклов измерений, таймер 9, блок 1 О приемаинформации, блок 11 масштабирования, блок12 памяти, блок 13 регистрации, блок 14визуальной индикации, блок 15 формированияметок глубин(БМГ), генератор 16 тестовыхкоманд, блок 17 управления приема информа.цин блок 18 программирования иал нались по глубине, таймер 19.Система работает следующим образом. Система приводится в рабочее состояние,так как в устройствах программируемыхскважиниого прибора и наземного устройства20задана необходимая программа .измерения;синхронно включены таймеры. Скважинныйприбор сброшен в скважину и зафиксированв немагнитной бурильной трубе. В процессеподъема колонны бурильных труб согласно за.25данной программе блок управления выдаеткоманду, по которой коммутатор 2 поочередноподключает датчики 1 и подает на входАЦП 3, в котором сигналы с датчиков преоб.разуются в цифровой код и поступают навход блока 5 осреднения. В устройстве прог.раммируемом задан интервал времени, за кото.рый происходит осреднение результатоы измерения, Этот интервал времени соответствуетнекоторому интервалу участка скважины, 35Сигнал времени поступает с таймера 9,согласно этому сигналу устройство программируемое формирует границы интервала и .порядковый номер измерения выдает сигналв блок 7 управления записью, который вьщаеткоманду на запись результата из блокаосреднения в блок 6 памяти. Измерение про.изводится как при движении колонны, так ипри остановах, Это возможно эа счет применения феррозондового датчика азимута и 45синусно.косинусного трансформатора в качестве преобразователя зенитного угла и датчикаугла отклонителя, а также применения поплавковой конструкции, заполненной вязкойжидкостью. Устройство программируемое может работать по нескольким программам. Каждая программа управляет работой схемы в назначенном диапазоне времени с заданным интервалом времени осреднеиия, Это позволяетизменять интервал осреднення на различных 55участках скважины, Необходимость наличия нескольких программ видна из следующегопримера. Пусть параметры траектории скважины измеряются во второй раз с глубины2000 м. Первое измерение было произведено сглубины 1500 м. После первого измеренияпробурено 500 м, которые необходимо про.верить с минимально возможным интерваломосреднения. Учтем, что объем блока памятискважинного прибора ограничен, например, доста точек для записи параметров в 100 точках.Распределять объем памяти равномерно длязаписи информации по всей длине скважинынет смысла, большую часть выделим на записьинформации с последних 500 м скважины. Знаясреднюю скорость подъема колонн (допустим10 м/мин) вычисляем диапазон времени дляпервой программы Т - 500 10 - 50 мин,соответственно назначаем интервал времениосреднения Тп - 50 мин: 80 - 5/8 мин, который соответствует среднему интервалу подлине 500:8 - 6,2 м. Полное время /подъема.составляет Т - 2000 м: 10 м/мин - 200 мин,Для второй программы диапазон времениТ - 200 мин - 50 мин - 150 мнм, отсюда интервал времени осреднения Т - 150 мин:йз: 20 точек - 7,5 мин, что соответствует среднему интервалу по участку скважины 1500 м520 - 75 м. Вторая программа и соответстввенно второй диапазон времени являются ре.зервными и контрольными и могут испольэо.ваться для сравнения с результатами измерения,проведенными в первый раз,Наземное устройство работает следующимобразом.Блок программирования сигнала на записьпо глубине 18 согласно заданной программевыдает сигнал в блок 17 управлейия приемаинформации, который вырабатывает командуна запись в блок 12 памяти порядкового номе.ра интервала измерения и кода. глубины,;посту-.пающего с БМГ 15.. После извлечения на поверхность скважиниыйприбор присоединяется к наземному устройству.По команде блока 17 управления приемапамяти чере." блок 10 приема информации иблок 11 масштабирования из блока памятискважинного прибора подается блок 4 виэуаль.ной индикации н блок 13 регистрации параллельно из блока 12 памяти информация о глуби.не соответствующего интервала измерения, Гене.ратор 16 тестовых команд предназначен дляпроверки функционирования всей системът передначалом измерений .. Предлагаемое устройство по сравнению с иэ. вестным обладает повышенной точностью построения траектории скважины.1148986 дактор Г. Волкова акаэ 1841/21 одписное Составитель И, Карбачинск Техред Л.Микеш Тираж 540 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4