Автономная система для измерения параметров траектории скважин

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХСОЦИдЛИСтИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 47 02 ГОСУда СПО ДЕЛ Ый НОМИТЕТ СССЕБРЕТЕНИЙ И Отюфытйй(71) УФимский ордена Ленина аваационный институт им. Орджоникидзе(56) 1. Патент США У 4047430,кл 73-151, опублик. 1977,2. Авторскае свидетельство СССРУ 941558, кл. К.21 В 47/02, 1980.(54)(57) АВТОНОЪЙАЯ СИСТЕЬВ ДЗИИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИСКВАЖИН, содержащая датчики, выходыкоторых соединены с входами коммутатора, выход которого через блокпреобразования сигналов соединен свходом аналого-цифрового преобразователя, выход аналогоциФровогопреобразователя соединен с первымвходом блока памяти второй и третий входы которого подкпючены кпервым выходам блока управления за-.писью и блока управления соответственно, выход блока памяти черезблок приема инФормации соединен свходом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, о т л и ч а ющ а я е я тем, что, с целью повыщения достоверности измерений эа счет контроля правильности Функционирования всей схемы преобразования и записй в память скважинного прибора системы за весь период измерений, она снабжена программируемым блоком ф управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора, причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока управления записью и программируе(мого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления.1 11Изобретение относится к бурению, . в частности к области наклонно нап.равленного бурения скважин.Известна .автономная система для определения параметров траектории скважины, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого под-, ключен к входу аналого-циФрового преобразователя (АЦП), таймер, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, блок;масштабирования и блок регистрации и визуальной индикации 13,Недостатком данной системы является низкая достоверность из-за отсутствия возможности контроля функционирования как в самой скважине, так и перед спуском в скважину. При отказе скважииного регистратора теряются данные, получен-. ные в процессе измерения.Наиболее близком к изобретению по технической сущности является автономная система дляизмерения параметров траектории скважин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом АЦП, выход АЦП соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы котррого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, , второй выхоп, которого соединен с управляющим входом коммутатора. 23,Однако известная система характе" ризуется недостаточно высокой достоверностью измерений в видутого, что не контролируется достоверность функционирования блока преобразования сигналов, который находится между датчиками и входом АЦП, самого АЦП. Эта часть схемы является наиболее сложной и в большей степени изменяет свои характеристики с изменениями парамет 60018 2ров внешнего возмущающего воздействия (изменение температуры, параметров питания). Кроме того, не контролируется достоверность функционирования скважинной части системы за весь период измерения, что может йривести к записи в блок памяти ложной информации, так как скважинная часть системы функционирует при воздействии повышенных температур и механических перегрузок. А в моменты времени, когда производится контроль в известной системеона может Функционировать нормально (контроль осуществляется на поверхности перед сбросом сква-жинной части)Цель изобретения - повышениедостоверности измерений за счет контроля правильности функционирования всей схемы преобразования и записи в память скважинного прибора системы за весь период измерений. Поставленная цель достигается тем, что автономная система для измерения параметров траектории сква" жин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммута-, тора, выход которого через блок пре-, образования сигналов соединен с входом АЦП, выход АЦП соединен с первым входом блока памяти второй и третий входы которого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, снабжена программируемым блоком управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора., причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока управления записью и програмдля реализации заданного алгоритмаизмерений в данной точке траекториискважины, а также разрешает записьинформации в блок 6 памяти. Блок 7управления имеет несколько вариантов исполнения, например представляет собой устройство с жесткой логикой Функционирования и имеет дварежима - рабочий и контрольный. Врабочем режиме блок 7 управлениявырабатывает все .необходимые.сигналы для реализации измерений и запоминания информации. При этом управляющие команды формируются по сигналам с таймера и устройства индикации останова колонны бурильныхтруб,входящего в состав блока управления записью. В контрольном режиме, инициализируемом по сигналупрограммируемого счетчика блока 9,коммутатор 3, управляемый блок 7управления подключают к измерительному тракту генератор 2 тестовыхимпульсов, запуск которого также осуществляет блок 9. Команда на включение генератора 2 тестовых импульсов и управление коммутатора 3 в контрольном режиме проходит лишь при наличии на схеме совпадения разрешающего сигнала с генератора управляющих команд блока 7 управленияаПо сигналам с блока 7 управления датчики 1 посредством коммутатора 3 поочередно подключаются к входу блока 4 преобразования сигнала, где происходят выделение, формирование и усиление информационных сигналов в аналоговой форме. Далее информационный сигнал поступает на вход АЦП 5, с выхода которого цифровойкод поступает в блок памяти, предназначенный для хранения информации о параметрах траектории скважины во всех измеряемых точках. При подъеме колонны бурильных труб на расстояние, равное шагу проведения измерений, и ее остановке блок 8 управления. записью снова разрешает запись в блок 6 памяти, у цикл повторяется.В состав программируемого блока 9 управления контролем входит коммутатор, управляющий режимом работы генератора тестовых сигналов, программируемый счетчик импульсов, коммутационное поле для набора соот/ 3 1160018 4мируемого блока управления контролем, а также к третьему входу блокауправления.На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемой системы. 5Система состоит. из автономногоскважинного прибораи наземногоустройства;Автономный скважинный прибор со. -держит датчики 1, генератор 2 тестовых сигналов, коммутатор 3, блок 4преобразования сигналов, АЦП 5,блок б памяти, блок 7 управления,блок 8 управления. занисью, програминый блок 9 управлений контролем и 15таймер 10.Наземное устройство содержит блок11 приема информации, блок 12 масштабирования, блок 13 визуальнойиндикации и блок 14 регистрации. . 2 ОСистема работает следущим образом., Перед спуском прибора в копоннубурильных труб проверяется работоспособность всей системы. Дпя этого 25скважинный прибор присоединяетсяк наземному устройству цри помощиприспособления (например, шаблонс известным углом, Направленныйв известную сторону по азимуту), ЗОзадаются эталонные углы по зениту иазимуту. На блоке визуальной индикации Считываются измеренные сигналы и сравниваются с контрольными,При этом проверяется работоспособ 35ность генератора тестовых сигналов,который вырабатывает. эталонный аналоговый сигнал с известными параметрами, соответствующий определенным измеряемым величинам. Это необходимо для проверки всей системыв целом и, в частности, для проверки блока 4 преобразования сигналов,в состав которого (для известныхсхем преобразования сигналов с датчика азимута и зенитного угла) вхо-дят Фазовый детектор, фазочувствигельный выпрямитель, усилительи т.д.Далее скважинный прибор спускается в колонну бурильных труб.При достижении забоя по командам блока 8 управления записью блок7 управления, в состав котороговходит генератор управляющих команди схема совпадениявырабатываетопределенную последовательностьэлектрических сигналов, необходимыхветствующего режима работы. Программируемый счетчик в соответствиис управляашмм сигналом коммутационного поли периодически вырабатывает сигнал запуска контрольного режима, выдаваемый в блок 7. Коммута-,тор блока 9 в соответствии с режимом, заданным на коммутационномполе, перестраивает синхронно генератор 2 тестовых сигналов (имеется в виду амплитуда и форма выходного напряжения) таким образом,чтобы имитировались датчики 1, подключенные к входу коммутатора 3.Контроль работоспособности скважинной части в процессе измененияосуществляется по команде блока 9,при этом блок 7 управления запускает генератор 2 тестовых сигналови подключает его к входу схемыпосредством коммутатора 3 Результат тестирования в виде цифровогокода регистрируется в блоке 6, Периодичность контрольного режимаопределяется блоком 9 и может быть. различной, для чего блок 9 выполненпрограммируемым,После проведения измерений вовсех заданных точках. траекториискважины и по окончании подьемаколонны бурильных труб осуществля. -ется считывание кодов иЮ блока 6памяти посредством блока 11 приемаВ 160018 бинформации, входящего в состав наземной части системы. Далее.информация через блок 12 масштабирования поступает в блок 13 визуальной5 индикации и блок 14 регистрации.В блоке 12 масштабирования такжепо содержимому блока 6 памяти .происходит формирование информации околичестве точек измерения, иден 1 ф тифицируются контрольные, режимы:.Вся эта информация также поступаетв блоки 13 и 14. Достоверность ин"формации может быть определена ноконтрольному коду, поступающему из 1 блока памяти и выводимому в блоки13 и 14.Таймер 10 содержит опорный генератор, делитель частоты и служитдля синхронизации работы блоков зр 7-9. Блоки 7-9 Формируют необходимые управляющие сигналы, используясигналы с таймера 10. Предлагаемая система позволяет 25 произвести проверку работоспособности как всей системы в целом,так н отдельно скважинного прибораза весь период измерений, Кроме того, имеется возможность использощ вать эту часть информации, которая1 60018 нскаяоррект аказ 3708/2ВНИИПИТираж 540" ПоГосударствениаго комитета СССРдеаам изобретений и открытийосква., Ж"3, Рауаская наб., д. 4/5ППП "Патент", гУжгород, уд. Проектная дписно илнал Составитель И. Ка Редактор А. Впнкина,Техред А.Бабинец ВМВУ т