Глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины

ои 903565 Союз СоветсинкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0701180 (21) 2906172/22-03с присоединением заявки М(23) П рноритет Е 21 В 117/02 Ювоударстааааый комитет СССР во делам изооретеннй и открытий(53) УДК 622.2111,7, 05 (088. 8) В.Х.Исаченко,Л.П.Шумилов,Л.Л.Лебедев,А. А.М.Мелик-Шахназаров,А.Н.Рыбаков,В.Г.фр В.К.Борисенко,Г.А,Петров,В.М.Шентергер и 2) Авторы изобретения о Красного Зн промышленност овательский и про омплексной автома ости Московскийнефтехимичи Всесоюзнконструктои га рудово азовой орденской 7)Заявите но-иссленститут и н свой промышл(511) ГЛУБИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ЗАПИСИ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИНЫ со вторы к бурениюв частпа аметИзобретение относится нефтяных и газовых скважин ности к средствам измерения р ров траекторий скважин.Известно устройство для цифровой записи результатов каротажа, содержащее коммутатор каналов, преобразователь аналог - код, бок управления, блок памяти, блок воспроизведения, блок визуальной индикации и ЭЦВМ1,Также известно глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины, содержащее датчики, подключенные к информационным входам первого коммутатора, выходы которого соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, а управляющие входы первого коммутатора связаны с первыми выходами блока управления, первый выход которого подключен к первому выходу тайме ра, второй выход которого подключен к установочному входу счетчика адреса, счетный вход которого соединеь ыходом блока управления, с адресными входами блок а выходы " апамяти 21.Недостатками устройства в том, чтоне обеспечивается разовая регистрацияданных при остановках прибора, чтонеобходимо при измерении параметров,характеризующих параметры траекториискважины. Затем при остановках при Обора обеспечивает привязку данныхпо глубине, так как остановки движения прибора при подъеме инструментапроисходят через Фиксированные интервалы по глубине, равные длине свечи.15Замер при остановке прибора увеличи"вает точность измерения, поскольку.при остановке происходит успокоениедвижущихся-частей чувствительных элементов. Не обеспечивается запоми"нание момента времени, когда происхо"дит измерение параметров. Кроме того,не предусмотрен запрет регистрациипри переполнении памяти. Это снижаетнадежность и достоверность регистра 3 90356ции, так как после переполнения памя"ти запоминание осуществляется в техже ячейках памяти, в которых ранееуже были зафиксированы данные,Цель изобретения - повышение на.дежности за счет предотвращения по.терь информации в устройстве путемсинхронизации времени измерений смоментами останова.Указанная цель Достигается тем, 10что устройство снабжено блоком фиксации останова, вторым коммутатором,элементом И, триггером, элементомзапрета, сдвиговым регистром, причемвыход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми информационными входами второго коммутатора, вторые информационные входы которого подключены к третьим выходам таймера, ауправляющие входы второго коммутато- щра соединены с третьими выходами блока управления, второй вход которогоподключен к блоку фиксации останова,а четвертый выход - к первому вхоруэлемента запрета, второй вход которого 25связан с выходом триггера, первыйвход которого подключен ко второму вы"ходу таймера, а второй вход черезэлемент И соединен с соответствующими выходами счетчика адреса, уп- уравляющий вход блока памяти подключен к выходу элемента запрета, информационные входы - к выходам второгокоммутатора, а выходы блока памятичерез сдвиговый регистр подключены квыходу устройства.Кроме того, блок фиксации останова выполнен в виде последовательно включенных датчиков вибраций, усилите. ля, интегратора, порогового элемента, триггера и дифференцирующей цепи.На фиг. 1 изображена схема глубинного устройства, на фиг. 2 - блок фиксации останова, схема.Автономный скважинный прибор включает в себя датчики измеряемых параметров 1 (например, зенитного угла,азимута и угла установки отклоняю 50щих систем),первый коммутатор 2,аналого"цифровой преобразователь 3,второй коммутатор ч, таймер 5, блокпамяти б, счетчик адреса 7, сдвиговыйрегистр 8, блок управления 9, элементзапрета 10, блок фиксации останова5511, элемент И 12, триггер 13.Работа устройства происходит сле 11 ующим образом. Перед спуском в скважину глубинное устройство включается, Таймер 5, начинает отсчет времени, После включения скважинный прибор транспортируется к забою скважины. Транспортировка может осуществляться, например, путем сброса прибора внутрь колонны бурильных труб или путем спуска внутрь колонны бурильных труб на троссе. Через заранее установленный интервал времени, начиная от момента включения прибора, меньший, чем время движения прибора к забою скважины, таймер 5 подает сигнал на установочный вход счетчика адреса 7, который устанавливает счетчик адреса 7 в исходное нулевое состояние. При этом счетчик адреса 7 дает на адресные входы блока памяти 6 код, соответствующий подключению к информационным входам блока памяти 6 первой группы ячеек па. мяти. Одновременно тот же самый сигнал от таймера 5 поступает на устано" вочный вход триггера 13, который уп- равляет работой элемента запрета 6. При поступлении сигнала на установочный вход триггера 13 он устанавливается в положение, когда на его выходе сигйал логического нуля, открывающий элемент запрета 6. При этом управляющие сигналы от блока управления 9 могут беспрепятственно проходить через открытый элемент запрета 10 на управляющий вход блока памяти 6. Во время движения автономного скважинного прибора внутри колонны бурильных труб к забою скважины блок фиксации останова 11, реагирующий на,движение прибора, запрещает рабо" ту блока управления и, следовательно регистрацию параметров. После достижения прибором нижней части колонны бурильных труб движение прибора прекращается и блок фиксации останова 11 дает на блок управления 10 команду на осуществление цикла регистрации параметров. При этом .первый датчик 1 через первый коммутатор 2 подключается к входу аналого-цифрового преобразователя 3. Выход аналого-цифрового преобразователя 3 через второй коммутатор соединяется с информаци-, онным входом блока памяти 6. По сигналу, поступающему из блока управления 9 через открытый элемент запрета 10 на управляющий вход блока памяти 6, цифровой код, соответствующий значению первого измеряемого парамет. ра, запоминается в первой группе яче903565 8 лок фиксации останова 11, назначение которого дать команду, поступающую на блок управления о начале очередного цикла измерения и регистрации, содержит датчик вибраций 14, усилитель 15, интегратор 16, пороговый элемент 17, триггер 18 и диф ференцирующую цепь 19. При этом работа блока фиксации останова 11 происходит следующим образом. Датчик вибраций 14, в качестве которого может быть использован, например, акселерометр, сейсмодатчик и т,п., дает сигнал при перемешивании глубинного устройства в скважине. Сигнал датчика вибрации 14 усиливается уси" лителем 15 и поступает на интегратор 16, который исключает влияние случайного кратковременного прекращения вибрации, а также обеспечивает приостановке глубинного устройства выдержку времени, необходимую для успокоения чувствительных элементов дат" чиков. С выхода интегратора 16 сигнал поступает на пороговый элемент 17, прямой и инверсный выходы которого соединены со входом 5 триггера 18. Инверсный выход триггера 18 подключен к дифференцирующей цепи, с вы 5ек памяти блока памяти 6.После этогоблок управления 9 дает сигнал насчетный вход счетчика адреса 7, который переключается в следующее посленулевого состояние. При этом код адресных входов блока памяти 6 подключает к информационному входу блокапамяти 6 вторую группу ячеек памяти. Затем по сигналу блока управления 9 первый коммутатор 2 подключает вк аналого-цифровому преобразователю3 второй датчик 1. Код, соответствую 1щий значению второго измеряемого параметра, с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 через второйкоммутатор 4 поступает на информационный вход блока памяти 6 и по команде блока управления 9 запоминается во второй группе ячеек памяти блока памяти 6. Блок управления 9 перек -20лючает счетчик адреса 7 в следующееположение, после чего к информационному входу блока памяти 6 подключается третья группа ячеек памяти,Аналогично осуществляется запоминание кода, соответствующего значениямпоследующих измеряемых параметров,После окончания опроса всех датчиков1 блок управления 9 переключает входывторого коммутатора 4 и к информационноному входу блока памяти 6 подключается выход таймера 5. По команде блокауправления 9 в блоке памяти 6 запоминается время, когда был произведенданный замер. 8 зависимости от первоначальной установки таймера 5 этовремя может быть относительным иабсолютным. На этом цикл измеренияи регистрации заканчивается.Команда на начало следующего цикла оизмерения и регистрации выдается блоком фиксации останова 11 после того,как прибор начал двигаться и снова остановился.При подъеме прибора вместе сколонной бурильных" труб остановапроисходит в момент отвинчиванияи складывания очередной свечи. Такимобразом, при подъеме скважинногоприбора вместе с колонной. бурильныхтруб цикл регистрации осуществляетсякаждый раэ после перемещения приборана длину свечи. Это обстоятельство ис.пользуется для обеспечения последующей привязки полученных данныхк глубине скважины. Дополнительно дляпривязки данных к глубине используется зафиксированное в скважинном приборе время, когда осуществлялся каж-,дый цикл регистрации,Повторная запись информации в ячейки памяти, в которых запись осуществлена ранее, исключается следующим образом. После того, как была осу. ществлена запись в последующую группу ячеек памяти блока памяти 6 на выходе элемента И 12, подключенного к адресным входам блока памяти 6, появляется сигнал, перебрасывающий триггер 13. На выходе триггера 13 появляется сигнал логической едини" цы, который поступает на второй вход . элемента запрета 10, запрещающий прохождение управляющих сигналов с блока управления 9 на блок памяти 6. Запоминание данных после этого прекращается. После извлечения глубинного устройства из скважины блок памяти 6 через сдвиговый регистр 8 подключается кабелем к наземному устройству расшифровки и обработки информации. С целью уменьшения количества жил соединительного кабеля и уменьшения числа контактов в разъемах информация блока памяти 6 передается в наземное устройство последовательным кодом, Преобразование параллельного кода в последовательный осуществляется сдвиговым регистром 8.ления, первый вход которого подключен к первому выходу таймера, второй выход которого подключен к установочному входу счетчика адреса, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выходы - с адресными входами блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности за счет предотвращения потерь информации в устройстве путем синхронизации времени измерений с моментафиксации останова, вторым коммутатором, элементом И, триггером, элементом запрета, сдвиговым регистром,причем выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми информационным входами второго коммутатора, вторые информационные входыкоторого подключены к третьим выходам таймера, а управляющие входы соединены с третьими выходами блока управления, второй вход которого подключен к блоку фиксации останова, а чет"вертый выход - к первому входу элемента. запрета, второй вход которого связан с выходом триггера, первый входкоторого подключен ко второму выхомент И соединен с соответствующимивыходами счетчика адреса, управляющий вход блоха памяти подключен к выходу элемента запрета, информационные входы - к выходам второго коммута тора, а выходы блока памяти через сдвиговый регистр подключены к выходу устройства2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е .е с я тем, что блок фиксации останова выполнен в виде последовательно включенных датчиков вибраций,7 903565 8хода которой сигнал начала цикла из- . ды - с первыми входами блока управмерений поступает на вход блока управления 9, При наличии вибраций,возникающих при движении устройства,пороговый элемент 17 срабатывает иустанавливает триггер 18 в состояние, когда на его инверсном выходесигнал логического нуля. При прекращении вибраций после выдержки времени, определяемой настройкой интег" 10ратора 16, пороговый элемент 17 устанавливается в нулевое состояниеи триггер 18 перебрасывается в положение, когда на инверсном выходе его ми останова, оно снабжено блокомпоявляется сигнал логической единицы, 15Этот сигнал дифференцируется дифференцирующей цепочкой 19 и в видеимпульса поступает на вход блокауправления 9. По этому сигналу осуществляется начало цикла регистрации, , 20Последующий импульс на выходе диффе"ренцирующей цепочки 19 может появиться только после того, как втечение определенного времени будутприсутствовать вибрации 1,т,е. прибор будет двигаться) и вновь прекра"тятся (прибор остановится) .Увеличение точности привязки данных к глубине и повышение оперативности расшифровки данных обус" 30лавливают экономический эффект, по" ду таймера, а второй вход через элелучаемый от применения данного уст"ройства. Применение глубинного устройства обросного типа, которыйподнимается вместе с колонной буриль-З 5ных труб значительно сокращает затраты времени, связанные с необходимостью останавливать работы на буровой,то требуется при измерении параметров траектории скважины обычными 40приборами на кабеле.формула изобретения451. Глубинное устройство для цифра вой записи параметров траектории скважины, содержащее датчики, подключенные к информационным входам первого коммутатора, выходы которого со единены с входом аналого-цифрового преобразователя, а управляющие вхо-. 1 усилителя, интегратора, пороговогоэлемента, триггера и дифференцирующейцепи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 693286, кл, Е 21 В 47/00, 1977,2. Патент США й 404730,кл.73-151,опублик. 1976,903565 Составитель И.Карбачинскатор К.Волощук Техред Т.Маточка тор С.Щомак дписное ектна илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул 65/15 Тираж 623 По ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж"35, Раушская наб.,д,М 5