Устройство для телеконтроля буровых работ

Союз Советскнн Соцнапнстнмескнн Респтблнк(и) 6109.82 К АЭУОРСНОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ ополнительное к авт свид.ву 2) Заявле,75 (2 82042/22 03 (51 Е 21 В 45/00 б 08 С 19/28 исоединеннем заявкиГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий(72) Авторы нзобретеии дов,Специальное проектно-конструкторское бюро средствавтоматизации добычи нефти, транспорта и хранениягаза) Заявитель 54 УСТРОЙСТ тся к средствам техавтоматизированнойтехнологическими проных и газовых скваИзобретение откоснического обеспеченисистемы управленияцессами бурения нефт жин.Известны телеизмерительные устройства содержащие датчики тепеконтроття, приемник передатчик, блоки управления синхрониза ции, кодирования, распределители и выходные приборы 11.Однако в известных устройствах выходы датчиков поочередно подключаются поопедоватепьно во времени к блоку кодирования распределителями независимо от того, изменилась информация на выходах датчиков или нет, т. е. длительность сообшения при передаче зависит только от числа контро пируемых параметров и не зависит от наличия новых данных. Вследствие этого, в известных устройствах подобного назначения имеет место снижение производитель ности за счет избыточности передаваемой информации, не несущей новых данных.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являЯ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ БУРОВЪАБОТ ется устройство для тепеконтропя буровыхработ, содержащее на контролируемом пункте - буровой установке приемный тракт,содержащий приемник, демодулятор и декодер, передаюший тракт, содержащий кодер,модулятор и передатчик, датчики тепеконтропя параметров бурения, подключенные кпередающему тракту, блок" адресов, подключенный к входам кодера и выходам деко Одера, блок синхронизации и,управления, блокоперативной памяти, подключенный к декодеру, блок постоянной памяти, блок регистрации и отображения информации и пультуправления 21.1Однако известное устройство характеризуется пониженной аффективностьто передачи информации тепеконтропя, так как непосредственное подключение информационных выходов датчиков тепеконтропя к входампередающего тракта контролируемого пунктаувеличивает время передачи новых данныхвследствие избыточности передаваемой информации, При этом длительность цикла опроса контролируемого пункта остается поотоянной независимо от напичия.новых данных и зависит только от числа контролируемых пунктов, подключенных к.пункту управления,Цепью изобретения является повышениеэффективности передачи информации путемсокращения времени между передачами новых данных тепеконтропя.Это достигается тем, что предлагаемоеустройство снабжено блоком отбора новых данных и блоком адаптации с управляющими входами и адресными выходами,причем датчики тепеконтропя параметровбурения подключены к входам кодера передающего тракта через блок отбора новыхданных а управляющие входы блока адаптации подключены к выходам блока отборановых данных, адресные входы которогосоединены с адресными выходами блокаадаптадии,Блок адаптация, управляемый блоком гОотбора новых данных, .приспосабливает, длительность сообщений с контролируемыхпунктов к наличию новых данных на выходах датчиков тепеконтропя,Такое устройство позволяет сократитьизбыточность передаваемой информации итаким образом повысить эффективность передачи информации путем сокращения времени межпу передачами новых данных тепе контроля. 30Нв фиг. 1 представлена блок схемаконтролируемого пункта (КЦ; на фиг. 2 блок-схема пункта управления (ПУ) предлагаемого устройства.Аппаратура КП содержит датчики 1 тепеконтропя параметров бурения, блок 2 отбора новых данных, блок 3 адаптации суправляющими входвмн 4 и адресными выходами 5, блок 6 адресов, блок 7 синхронизации и управления: передающий тракт, 4 Осодержащий кодер 8, модулятор 9 и пере-датчик 1 О; приемный тракт, содержащийприемник 11, демодулятор 12 и декодер13; канал 14 связи,Аппаратура ПУ содержит приемный тракт,43состоящий из приемника 15, демодулятора16 и декодера 17, передающий тракт, содержащий кодер 18, модулятор 19 и передатчик 20, блок 21 адресов, блок 22 синхронизвции и управления, блок 23 оператив- фной памяти, блок 24 постоаниой памяти,блок 25 регистрация и отображения информации пульт 26 управления,На контролируемом пункте датчики 1телеконтропя параметров бурения подключены к входам кодера 8 первдвюаего трвктв через блок 2 отбора новых данных управляющий блоком 3 вдвпмции. Выходы блокв 2 отбора новых данных соединены с управляющими входами 4 блока 3 адаптации,БО адресные выходы 5 которого соединены садресными входами блока 2 отбора новыхданных, Блок 6 вдресоя подключен к вхо-.дам кодера 8 и выходам декодера 13. Блок7 синхронизации и управления обеспечиваетсопряжение между всеми бпоками КП ифункционирование их по заданному апгоричъму работы. Передатчик 10 и приемник 11подключены к каналу 14 связи,На пункте управления блок 21 адресовсоединен с входами кодера 18 и выходами декодера 17, а также входами блока23 оперативной памяти, блока 24 постоянной памяти и блока 25 регистрации и отображения информации. Блок 23 оперативнойпамяти подключен к выходам декодера 17и входам блока 24 постоянной памяти, соединенного с блоком 25 регистрации и отображения инцормации. Пульт 26 управлениясоединен с блоком 22 синхронизации иуправления. Приемник 15 и передатчик 20подключены к каналу 14 связи. Блок 22синхронизации и управления обеспечиваетсопряжение между всеми блоками ПУ, синхронную н сннфазную работу ПУ с КП изаданные режимы работ.Обмен информацией между ПУ и КП осуществляется в полудуплексном режиме, т,е.сообщения от ПУ и от КП передаются поочередно.Сообщения состоят из серий, разделенных служебными сигналами и представляющих собой четыре последовательные двухчастотные посылки.Каждый байт информации преобразуетсяв последовательные двухчастотные посылкии передается отдельной серией. Каждой серии дается смысловое значение, напримерстарт", код адреса КПкод видов операций,"данные телеизмерения, данныетепесигнапизации", стоп,Устройство функционирует следующим образом.Режим работы устройства (автоматический циклический ипи ручной) устанавливается с пульта 26 управления на ПУ (фиг. 2).При этом блок 22 синхронизации и управления устанавливает связь между блоками позаданной программе, вырабатывает тактирующие и служебные сигналы сопряжения и.синхронизации, по которым на вход кодера18 передающего тракта ПУ последовательно поступают информационные сигналы, формирующие серии сообщения с ПУ на КП.Сообщение с ПУ на КП содержит сериистарт", "код адреса КП и стоп. Кодыадресов КП формируются в блоке 21 адресов. В кодере 18 информация каждого байта (серии кодируется и модулятором 19преобразуется в последовательные частотные посылки, поступающие на вход передат- чика 20. Длительность посылок определяется частотой тактирующих сигналов, вырабатываемых блоком 22 синхронизации и управления.5После окончания . передачи информации аппаратура ПУ переходит в режим приема. На контролируемом пункте (фиг. 1) информация с кодом адреса КП в виде частотных посылок поступает из канала 14 связи через приемник 11 на вход демодулятора 12 приемного тракта КП, декодером 13 преобразуется в параллельный код и подается на вход блока 6 адресов. Выделяемые декодером 13 синхронизирукщие такты пос. тупают в блок 7 синхронизации и управления и обеспечивают синхронную и синфазную работу аппаратуры КП и ПУ. В блоке 6 адресов происходит сравнение 20принятого кода адреса КП с кодом адреса,присвоенного данному КП. Если коды адресов не совпадают, блок 7 синхронизации иуправнения по сигналу с блока 6 адресовзапрещает прием информации с ПУ. При 25совпадении кодов адресов аппаратура КПвоспринимает остальную информацию, поспе чего блок 7 синхронизации и управленияпереводит КП в режим передачи и вырабатывает соответствующие тактирующие, синхронизируюшие и служебные сигналы дпяблока.2 отбора новых данных, блока 3адаптации, блока 6 адресов и кодера 8, формирующих сообщение с КП на ПУ, Сообщение с КП на ПУ содержит серии "старт", 35код адреса КП", т серий данных тепеконтьроля, ( ь + 1) - я серия " стоп ф.Количество ть " серий данных тепеконтроля, а значит и длительность сообщения. с КП на ПУ, определяется наличием новых 40данных телеконтропя. Это осушествпяетсиблоком 2 отбора новых данных и блоком3 адаптации,Блок 2 отбора новых данных предназначен дпя приема информации с выходовдатчиков 1 тепеконтропя, хранения ее, выявления наличия новых данных и выдачи ихв кодер 8 по сигналам с блока 3 адаптации. Он содержит на каждый байт информации два регистра памяти, схему сравнения,50уэеп выдачи информации, адресные входы ивыходы сигнапов разрешения наобспуживание.Блок 3 адаптации содержит распределитель-двоичный счетчик со сквозным переносом и матричным дешифратором, узепрегулирования длительности сигналов серий при изменении информации на выходахдатчиков 1, управляющие входы 4 и адресные выходы 5,Блок 2 отбора новых данных и бпок 3адаптации взаимодействуют следующим образом.Информация с выходов датчиков 1 телеконтроля записывается в первый регистрпамяти блока 2 отбора новых данных исравнивается с предыдущей информацией,хранящейся во втором регистре памяти, Приизменении одного ипи нескопьких сигналовв байтах информации от датчиков 1 схемасравнения 1 блока 2 отбора новых данныхийформации от датчиков 1 формирует сигналы раэрешения на обслуживание, которые поступаютна соответствующие управляющие входы 4блока 3 адаптации,Номер каждого сигнала разрешения наобслуживание соответствует номеру байта( серии) с новыми данными. Согласно номерам поступивших на управляющие входы 4 сигналов. блок 3 адаптации формируетпоследовательно во времени сигналы адресов (номера серий) байтов с новыми данными, Эти сигналы с адресных выходов 5блока 3 адаптации поступают на соответствующие адресные входы блока 2 отбора новыхданных, разрешая выдачу новой информациив кодер 8 передающего тракта КП. Длительность сигналов серий, формируемых бпоком 3 адаптации, зависит от состояния сигналов, поступающих на его управпяюшие входы 4 с выходов блока 2 отбора новых данных.Серии с неизменившейся информациейявляются холостыми. Отсутствие сигналовсерий на адресных выходах 5 блока 3 адаптации, соединенных с адресными входамиблока 2 отбора новых данных, запрещаетперепись неизменившейся информации с выходов блока 2 отбора новых данных в кодер 8 передающего тракта КП. На времявыдачи информации блок 7 синхронизации иуправления формирует .сигнал запрета вводановой информации в блок 2 отбора новыхданных, В кодере 8 информация каждогобайта-серии кодируется, модулятором 9преобразуется в последовательные частотные посылки, поступаюШие на вход передатчика 10. После получения квитанции сПУ аппарат К переходит в режим приема.Информация с КП в виде частотных посыпок поступает из канала 14 связи вприемный тракт ПУ (приемник 15, демодулятор 16, декодер 17), где она проверяется и преобразуется в байты информации исинхронизирующие такты.Синхрониэирующие такты поступают навход блока 22 синхронизации и управленияи запускают его. Принятый байт с кодомадреса КП сравнивается в блоке 21 адресов с адресом вызванного КП, При совладении адресов бпок 21 адресов разрешаетприем остальной информациив блок 23оперативной памяти согласно поступившимадресам, 5После окончания прием информации ипри отсутствии ошибки в ней блок 22 синхронизации и управления обеспечивает считывание принятой информации в блок 24 поотоянной памяти,свйходов которого информация выводится в бпок 28 регистрации иотображения, затем вызывается следующийКП,Устройство может использоватьси районными инженерно-гехнологическими служба ми буровых предприятий РИТС в целях контропя и управпения основными технопогическими процессами при реализации оптимизированных проектов бурения скважин.Подкпючение датчиков телеконтроля к 20входам передающего тракта КП через блокотбора новых данных, управляющий блокомадаптации, сокращает время между передачами новых данных, т. е. увеличивает эффективность передачи информации. Это позволяет своевременно принимать меры поликвидации нредаварнйных ситуаций ирнизить пепроизводитепьные затраты времени при бурении скважин.. Попожитепьный технико экономический ЗОаффект при внедрении описываемого устройства ожидается за счет снижения непроизводитеньного времени в бурении скважин,т. е. сокрашения срока проводки скважини снижения себестоимости бурения скважин 35в результате уменьшения .непроизводительных расходов.формупа изобретенияУстройстводля тел еконтроля буровыхрабат, содержащее на контролируемом пунк те - буровой установке приемный тракт, содержащий приемник, демодулятор и декодер, передающий тракт, содержащий кодер, модулятор и передатчик, датчики телеконтроля параметров бурения, подключенные к передающему тракту, блок адресов, подкщоченный к входам кодера и выходам декодера, блок синхронизации и управления, бпок оперативной памяти, подключенный к декодеру, блок постоянной памяти, блок регистрации и отображения. информации и пупы управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью "повышения эффективности передачи информации путем сокращения времени между передачами новых данных телеконтропя, оно снабжено блоком отбора новых данных и блоком адаптации с управляющими входами и адресными выходами, причем датчики телеконтроля параметров бурения подключены к входам кодера передающего тракта через блок отбора новых данных, а управляющие входы бпока адаптацииподкпючены к выходам бока отбо ра новых данных, адресные входы. которого соединены с адресными выходами блока адаптации.Источники информации принятые во внимание при экспертизе:1, Купершмидт Я. А., Малов В. СПшеничников А. М. Современные телеизмерительные системы .Госэнергоиздат, М-Л 1961, вып.44, с, 44-47.2, Леонов А. И, Новая система диспетчерской связи и тепеконтропя буровых работ в условиях АСУТ бурения, РНТС ф Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности, МВНИИОЗНГ, М 3, 1973.Тираж 734 Подлственного комитетаелам изобретений иа, Ж 38, Раушскаа н филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Прое Заказ 3119/27 ЦНИИПИ Государ и 113035, МосинСовета Министров СССР открытий аб., д, 4/8