Спуско-подъемное устройство каротажной станции

(51)5 Е 47/О ОСУДАРСТВЕННО ИЗОБРЕТЕНИРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТ ОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьйеучно-и орской я,сследоваПод ред.ра, 1983;(71) Краснодарский филиал Нследовательского институтагеофизики(56) Геофизические методы иния скважин, /СправочникВ,Н, Запорожца. - И,: Недс. 51.(54) СПУСКО-ПОДЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО КДРОТДжНОЙ СТДНЦИИ (57) Изобретение относится к исследо 1,ванию скважин блоками на кабеле. Цел повышение надежности в работе. Устро ство содержит скважинный блок 1, пер водник 2 с датчиком движения блока 1, мерный ролик 5 с кабелем 4, лебедку 6 с двигателем 7, датчики 8 - 10 натяжения сантиметровых и магнитных меток кабеля, пульт 11 управления, вклю чаюций источник 30 питания, переключатель 19, аналого-цифровой 20 и циф3 154496 роаналоговый 18 преобразователи, звуковой сигнализатор 21, клавиатуру 14 управления, микро-ЭВМ 12, блок 13 интерфейсов ввода-вывода, индикатор 15 действительных и заданных значений глубины, интерфейс 16 канала связи с каротажной станцией индикатор 17 цифровой и алфавитной информации.Клавиатура 14 содержит цифровые и функ" ,циональные клавиши и работает в режиме прерывания. Оператор устанавливает заданные значения глубины, скорости и натяжения кабеля, удельного веса раствора, Используя информацию с датчиков 8 - 10, микро-ЭВМ 12 вычисляет скорость движения и натяжение кабеля 4, 1 Реальная скорость движения блокафиксируется датчиком 3. Коррекция скорости производится через преобразователь 18 путем воздействия на двигатель 7. Применение устройства позволяет синхронизировать скорости спускоподъема каЬеля 4 и блока 1 и предотвратить аварийные ситуации, повысить качество геофизических исследований скважин, 2,з,п. Ф-лы, 2 ил.,устройства; на Фиг. 2 - манометрицеский датчик движения скважинного приЬора.Спуско-подъемное устройство содержит скважинный блок 1, переводник 2,в котором размещен манометрицескийдатцик 3 движения скважинного блока",геофизический каЬель 4, мерный ролик15 лебедку 6, привод (электродвига35,тель) 7 лебедки 6, датчик 8 натяжения,датчик 9 сантиметровых меток, датчик10 магнитных меток кабеля, пульт 11управления леЬедчика, который включает в себя одноплатную микро-ЭВМ 12,блок 13 интерфейсов ввода-вывода, клавиатуру 14 управления, индикатор 15действительных и заданных знаценийглубины, скорости и натяжения кабеля,интерфейс 16 канала связи с центральной ЭВМ (не показана) каротажной лаборатории, индикатор 17 цифровой и алфавитной информации о режиме раЬотыустройства, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 18 управления приводом7 лебедки 6, переключатель 19 аналоговых сигналов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 20, звуковой сигнализатор 21. Блок 13 интерфейсоввключает интерфейсы 22 - 28 двусторонней связи микро-ЭВМ 12 с элементамии узлами пульта 11 и магистраль 29связи, Устройство содержит источник30 питания датчика 3 движения скважинного блока и разделительный конденсатор 31. Скважинный блок 1 подключен к входам переводника 2, где размещен датчик3 движения скважинного прибора. Выход переводника 2 соединен с каротажным кабелем 4. С мерным роликом 5 механи" чески связан датчик 8 натяжения кабе"ля, выполненный, например, в виде гид".роэлектрического преобразователя дав. лений в электросигнал, Выходы каротажного кабеля 4 через коллектор лебедки6 введены в пульт 11 управления и соединены с конденсатором 31. Последний соединен с выходом источника 30 питания и с входом аналогового переключателя 19, второй вход которого соединен с датчиком 8 натяжения кабеля, авыход - с входом АЦП 20 выход которого соединен через интерфейс 22 по магистрали 29 с микро-ЭМВ 12, при этом, по обратному каналу посредством той же магистрали 29 и интерфейсу 22 микро-ЭВМ 12 связана одновременно с АЦП20 и аналоговым переключателем 19. Через интерфейс 22 с микро-ЭВМ 12 связан звуковой сигнализатор 21, С мерным роликом 5 в механическом зацеплении находится датчик 9 сантиметровыхметок, его выход заведен на пульт 1управления и соединен с входом интерФейса 23, выход которого по магистрали 29 соединен с микро-ЭВМ 12 и от-,дельным каналом подключен к интерфейсу 24. Выход датчика 10 магнитных меток также заведен на пульт 11 управления и посредством интерфейса 24 помагистрали 29 соединен с микро-ЭВМ12 а отдельным каналом связан с ин)терфейсом 25,5Клавиатура 14, состоящая из 24 клавиш, соединена с входом интерфей са 25 один выход которого по магис рали 29 соединен с микро-ЭВМ 12 а второй выход соединен с индикатором 15 действующих и заданных значений глубины, скорости и натяжения кабелКлавиатура 14 состоитиз блока к виш, служащих для ввода цифровых зн чений и имеющих обозначения от "0" до"Запятая" и "36" (заЬой) и функционального блока, содержащего клавиши, служащие для управления дв жением скважинного прибора и обозна ценные. НапрР (вверх), Напр 4. (вниз) "Скор СП" (скор.скв. прибора вляющие ввод ранее набранных значен скорости скважинного блока Ч, его глубины Н, предельного натяжения дГ удельного веса Ьурового раствора С; клавиши "Пуск ДВ "Обороты" (ввер Обороты 4 (вниз), "Стоп ДВ" осуще ствляющие управление работой привод 7 лебедки 6; клавиша "ВК" служит дл ввода в микро-ЭВМ 12 ранее набранны значений ЧНд 1 С для исполнения, Датчик 3 движения скважинного прибо ра, размещенныи в корпусе переводни ка 2, содержит тензометрический эле мент 32 давления и электронную схем состоящую из усилителя 33, преобразователя 34 типа напряжение - частота, согласующего усилителя 35 и коммутирующего Ьлока 36 в виде штекерной платы с контактными гнездами по окружности и одним гнездом в центре и соединительной вилки 37.Устройство работает следующим оЬ разом.При соединении скважинного блока 1 с кабелем 4 в переводнике 2 устанавливают коммутирующую вилку 37 в положение, обеспечивающее подключение 45 датчика 3 движения скважинного блока 1 к своЬодной жиле кабеля 4. Соединяют пульт 11 леЬедчика с сетью электрического питания, После ввода блока 1 в скважину на некоторую глубину по дают питание на датчик 3 движения скважинного блока и проверяют соответствие его показаний, а также исправность всего устройства по всем па" раметрам автоматического управления лебедкой 6. Устанавливают заданное значение команд на пульте 11 в соответствии с предстоящей спуско-подъемной операцией.Ф оператор имеет подробную информацию о работе станции, Исходя из данных отдатчика 3 движения скважинного блока вычисляется реальная скорость скважинного Ьлока 1, которая затем сравнивается со скоростью движения кабеля 4,Если д скоростей превышает ранеезаданную величину, то микропроцессормикро-ЭВМ 12 посылает команду науменьшение скорости спуска, и выдается соответствующее сообщение на индикатор 12. Если д скоростей нормализуется, то происходит автоматическоевосстановление первоначально заданной скорости спуска блока 1, В противном случае оператор берет управлениеспуско-подъемном на себя. Тем самым исключается перепуск каЬеля и возникновение аварийной ситуации. В датчике 3 движения скважинного блока 1 применяется тензометрицеский элемент 32 давления типа Д, преобразующий давление в электрический сигнал (номинальный диапазон 0-100 МПа;выходной сигнал до 460 мВ). С цельюиспользования только одной жилы кабе 1 ц 44 160 6При подаче питания на пульт 11 уп,равления микропроцессор микро-ЭВМ 12 т- производит начальную установку режи 5мов раЬоты всех микросхем и индикаторов 15 и 17. На индикаторе 17 высвечивается первое сообщение (подсказка) я. оператору "Ввести значение скорости", ла- Клавиатура 14 работает в режиме преа рывания,и при нажатии любой из клавишвозникаетсигнал "Запрос прерывания", Микропроцессор микро-ЭВМ 12 анализи" рует сигнал прерывания от клавиатуры и" 4 и распознает тип нажатой клавиши.При неправильном наборе на индикаторе 17 высвечивается соответствующее ), сообщение. После правильного задания т- параметров технологических значений ий происходит анализ клавиш управления20 двигателем 7. После пуска двигателя и 7 начинается сЬор и анализ информацииот датчиков 3 и 8 - 1 О. При этом вех), дется подсчет сантиметровых меток,коррекция последних по магнитным мета 25 кам, передача информации о .глуЬине я в центральную ЭВМ. Вычисляется скох рость движения кабеля 4. Кроме того,исходя из значения натяжения кабеля .глубины и удельного веса растворащ вычисляется л натяжения. Все реальные значения технологических парамет- У, ров отображаются на индикаторе 15 иля 4 и для питания датчика 3 постоянным током с поверхностиа также для передачи информации на поверхность, выходной сигнал элемента 32 преобра 5 зуется в частоту переменного тока, пропорциональную величине сигнала.Для обеспечения раскачки в достаточно широком диапазоне частот (2 - 10 кГц) применяется предварительный усилитель 1033 . Кроме того, в связи с тем, что хема дифференциального преобразоватея не разрешает прямого соединения го выхода с проводами питания и корпусом, введен согласующий усили тель 35.В качестве датчика 9 сантиметровых меток используют серийный фото-электрический измеритеЛьный преобразователь круговых перемещений типа ВЕ,20 ,который укреплен на измерителе длины ;и натяжения (ИАНК), установленном не,посредственно на лебедке 6 (не показан),При реализации цифровой схемы уст ,ройства используют следующие радиотех,нические элементы: одноплатная микро- ЭВМ 12 - на основе однокристальной ,микро-ЭВМ К 1801 ВМ 1; катодолюминисцентные индикаторы ИВ- в качестве ин дикаторов 15; интерфейс 16 связи с центральной ЭВМ - наоснове синхронно-асинхронного приемопередатчика КР 580 ВВ 51; индикатор 17 цифровых и буквенных значений ИГПС 1-222/7 (инди 35 катор газоразрядный с самосканированием); ЦАП 18 - на основе КР 572 ПА 1; аналоговый переключатель 19 - микросхема К 591 КН 1; АЦП 20 - микросхема К 572 ПВ 1; параллельные интерфейсы 22 40 и 26 - 28 - микросхемы КР 580 ВВ 55;.интерферейс 23 - микросхема КР 580 ВИ 53 (таймер); интерфейс 24 - микросхема КР 589 ИК 14 (контроллер прерываний); интерФейс 25 - К 580 ВВ 79 (контроллер 45 клавиатуры и индикации)Применение предлагаемого устройства. позволяет синхронизировать скорости спуска-подъема скважинного Ьлока 1 у каЬеля 4 и предотвратить перепус ки кабеля 4, повысить качество геофизических исследований скважин, умень-, шить вероятность аварий. Формула изобретения1. Спуско-подъемное устройство каротажной станции, содержащее скважинный блок, соединенный через переводник с каротажным кабелем, мерный ролик, лебедку с двигателем, датчики магнитных меток и натяжения каЬеля, конденсатор, источник питания, соединенный с выходом каротажного кабеля и первым выводом конденсатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено размещенным в переводнике манометрическим датчиком движения скважин- ного блока, датчиком сантиметровых меток кабеля и пультом управления, выполненным в виде переключателя, аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, клавиатуры управления, индикатора действительных и заданных значений глубины, скорости и натяжения кабеля, индикатора цифровой и алфавитной информации, микро-ЭНМ, интерфейса канала связи с каротажной станцией и блока интерфейсов ввода-вывода, причем второй вывод конденсатора соединен с первым входом переключателя, второй вход которого подключен к выходу датчика натяжения кабеля, вывод соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выход ко" торого подключен к первому входу блока интерфейсов авода-вывода второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с датчиком сантиметровых меток кабеля, датчиком магнитных меток каЬеля и клавиатурой управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и управляющий выходы блока интерфейсов ввода-вывода подключены соответственно к индикатору действительных и заданных значений глуби" ны, скорости и натяжения кабеля, ин",. терфейсу канала связи с каротажной станицей, индикатору цифровой и алфавитной информации, цифроаналоговым преоЬразователем, звуковым сигнализатором, управляющими входами переключа теля и аналого-цифрового преобразователя, при этом микро-ЭВМ соединена с магистралью блока интерфейсов ввода- вывода, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к двигателю.2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок интерФейсов ввода-вывода выполнен в виде семи интерфейсов, причем вход первого интерфейса соединен с первым вхо" дом блока, первый, второй и третий вы" ходы подключены соответственно к управляющему выходу блока, пятому выхо" ду блока и магистрали блока, первый91 Я 496 п1 вход второго интерфейса соединен с сов, подключены к магистрали, а выховторым входом блока, выход подключен ды соответственно соединены с вторы, к магистрали, а второй вход соединен третьим и четвертым выходами блока. с первым выходом третьего интерфейса 3, Устройство по п. 1, о т л и вход которого подключен к третьемуц а ю щ е е с я тем, цто манометричесвходу блока, второй выход соединен с кий датчик движения скважинного бломагсралью, тре выход подключен к ка выполнен в виде последовательно первому входу четвертого интерфейса, соединенных тензометрицеского элеменвторои вход которого соединен с чет- О та, усилителя, преобразователя напрявертым входом блока, первый выход под- жение - частота, согласующего усили клюцен к магистрали, второй выход со- теля и коммутирующего блока, содержаединен с первым выходом блока, входы щего атекерную плату с гнездами и пепятого, щестого и седьмого интерфей- ,реключающей вилкой. Ри 88 ыбаков Дидык. Коррекро Техр р Н. Заказ 479 Тираж 485ВНИИПИ Государственного комитета,по изоЬре113035, Москва, Ж, Рауш Подписное и ГКНТ СССР ткрыт ения я на д т В е т е щ еПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,10з