Глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) Е 21 В 47/00 ЗСИОИВИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ь 11.1.10 ТЫЕА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт кибернетикиН Азербайджанской ССР(56) 1. Патент США У 3977245,кл. 73-151, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство СССРУ 829895, кл. Е 21 В 47/00, 1979.(54)(57) ГЛУБИННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СКВАЖИННЫХ ПАРА 1 ЕТРОВ, содержащий герметичный корпус, в котором расположены датчикискважинных параметров, соединенныес преобразователем электрическихсигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени,блок памяти и блок электропитания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности, онснабжен триггером. управления, че 801162956 А тырьмя логическими элементами И, дву= мя одновибраторами и логическим элементом ИЛИ, при этом входы первого и второго логических элементов И подключены к первому выходу преобразователя электрических сигналов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера .управления, нулевой и единичный выходы которого соответственно подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И, выходы которых соединены с входами первого н второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам третьего и четвертого логических элементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, один из выходов которого подключен к информационному Феей входу блока памяти. ааЬИзобретение относится к средствам для исследования скважин и может быть использовано в глубинных приборах для измерения параметров в скважине при отсутствии телеметрического 5 канала связи.Известен глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров, содержащий герметичный корпус, датчики скважинных парамет ров, преобразователь электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок памяти и блок электропитания 1Недостатком указанного прибора 15 является то, что все результаты измерения регистрируются в блоке памя. ти независимо от их информативности, чем ухудшаются его метрологические характеристики и ограничивается об ласть применения.Наиболее близким к предлагаемому является глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров, содержащий герметический 25 корпус, в котором расположены датчик скважинных параметров, связанные с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, З 0 блок памяти и блок электропитания 2 1,.Однако известное устройство имеет ,сложную аппаратурную реализацию,недостаточно технологично и надежно.Цель изобретения - повышение надежности, упрощение и улучшение его метрологических характеристик.Поставленная цель достигается тем, что глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных пара метров, содержащий герметичный корпус, в котором расположены датчикискважинных параметров, соединенныес преобраздвателем электрическихсигналов в цифровые данные,.генератор электрических сигналов времени,блок памяти и блок электропитания,снабжен триггером управления, четырьмя логическими элементами И, дву мя одновибраторами и логическим злементом ИЛИ, при этом первые входы первого и второго логического элемента И подключены к первому выходупреобразователя электрических сигйалов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера управления,нулевой и единичный выходы которого соответственно подключены к вторымвходам первого и второго логическихэлементов И, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых соответственно полключены к первому и второму входамтретьего и четвертого логическихэлементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которо.го соединен с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, один из выходов которого подключен к информационному входу блокапамяти.На фиг.1 изображен блок глубинного прибора в подземном положении(спуск в скважину); на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.Глубинный прибор содержит герметичный корпус 1, датчики 2 скважинныхприборов параметров, преобразователь3 электрических сигналов в цифровыеданные, генератор 4 электрическихсигналов времени, триггер 5 управления, первый б, второй 7 логическиеэлементы И, первый 8 и второй 9одновибраторы, третий 1 О н четвертый11 логические элементы И, логическийэлемент ИЛИ, 12, блок 13 памяти, блок14 электропитания.В подземном положении корпус 1 механически соединен с устройствомспуска и подъема глубинного прибора.Глубинный прибор для измерения ирегистрации скважинных параметров работает следующим образом.С помощью устройства и подъемаглубинный прибор спускают в скважину. Скважинные параметры (температура, давление и др.) воздействуют надатчики 2, которые преобразуют скважинные параметры в электрическиесигналы определенного вида, напримерв частоту .переменного напряжения.Такой же электрический сигнал,соответствующий временам отсчетов.скважинных параметров, вырабатываетгенератор 4, Преобразователь 3 преобразует электрические сигналы датчиков 2 и генератора 4 в числовыекоды,В начале работы устройства триггер5 управления находится в определенномсостоянии. Допустим, что триггер 5управления находится в состоянии "О";В этом случае первый сигнал с второго выхода преобразователя 3 электри1162956 ческих сигналов в цифровые данные поступает на счетный вход триггера 5 управления и устанавливает его в .единичное состояние. При этом положительный потенциал с единичного выхода триггера 5 управления поступает на вход первого логического элемента И 6 и открывает его.В момент равенства аналоговогосигнала с выхода датчиков 2 скважинных параметров и пилообразного напряжения с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, посту пивших в преобразователь 3 электри 15. ческих сигналов в цифровые данные на первом выходе преобразователя 3 вырабатывается сигнал равенства.Известно, что промежуток времени от начала пилообразного напряжения20 до появления сигнала равенства на пер, вом выходе преобразователя 3 пропорционален значению аналоговой величины в данный момент времени.Сигнал равенства, полученный с первого выхода преобразователя 3, поступает на первые входы логических элементов И 6 и 7.Далее этот сигнал проходит черезоткрытый сигналом с единичного выхо 30да триггера 5 управления первый логический элемент И 6,поступает навход одновибратора 8 и запускаетего. При этом на прямом выходе первого одновибратора 8 формируетсяпотенциал положительной полярностй,а на его инверсном выходе формируется потенциал обратной полярности.. Время задержки одновибратора 8и 9 выбирается одинаковым и равняется шагу. дискретизации ло времени.Поэтому на каждом одновибраторе 8и 9 сигналы равенства запоминаютсяна один такт, преобразования.В следующем шаге преобразования .сигнал с второго выхода преобразова 4теля 3 электрических сигналов в цифровые данные поступает на счетныйвход триггера 5 управления и устанавливает его в нулевое положение. Вэтом случае на инверсном выходе тригфвгера 5 управления вырабатываетсясигнал положительной полярности.Сигнал положительной полярности синверсного выхода триггера 5 управления поступает на второй вход второго логического элемента И 7 и открывает его, а сигнал отрицательнойполярности с прямого выхода триггера 5 управления поступает на второй вход первого логического элемена И 6 и запирает его.Аналогично описанному, в момент равенства аналогового сигнала с выхода датчиков 2 скважинных параметров и пилообразного напряжения с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, поступивших в преобразователь 3 электрических сигналов в цифровые данные, на его первом выходе вырабатывается сигнал равенства, который поступает напервые входы пер вого и второго логических элементов И 6 и 7. Так как первый логический элемент И 6 закрыт, а второй логический элемент И 7 открыт, то указанный сигнал проходит через второй логический элемент И 7 и поступает на вход второго одновибратора 9При этом на прямом выходе второго одновибратора 9 формируется сигнал положительной полярности, а на его инверсном . выходе формируется сигнал отрицательной полярности.Инверсные выходы первого и второго одновибраторов 8 и 9 подключены к соответствующим входам третьего логи- . ческого элемента И 10, а прямые.выходы первого и второго одновибраторов 8 и 9 - к соответствующим входам четвертого логического элемента И 11.Потенциалы прямых выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9 поступают на вход логического элемента И 11, а потенциалы с их инверсных выходов поступают на входы третьего логического элемента И 10, На выходах третьего н четвертого логических. элементов И 10 и 11 в периоды совпадения потенциалов положительной полярности от соответствующих выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9 вырабатываются сигналы положительной полярности. Если разность входного измеряемого нанряжения между двумя циклами положительная (в случае возрастания входного сигнала), то до момента исчезновения потенциала положи-. тельной полярности на первом входе третьего логического элемента И 10 от инверсного выхода первого одновибратора 8 на его второй вход от инверсного выхода второго одновибратора 9 поступает потенциал положительной полярности (фиг.2)., Тогда, начиная с момента С, в небольшом отрезке времени на обоих входах третьего элемента И 10 имеютсяпотенциалы положительной полярности,В результате в этбт момент времени на 5выходе третьего логического элементаИ 10 вырабатывается сигнал положительной полярности (фиг.2), длительность которого пропорциональна разности .входного сигнала между циклами 10преобразования.Этот сигнал поступает на первыйвход логического элемента ИЛИ 12 ис его выхода поступает на третий выход преобразователя 3 электрических 15сигналов в цифровые данные и с его .выхода цифровые данные поступают вблок 13 памяти,При этом на входы логического элемента И 11 от прямых выходов одновибраторов 8 и 9 поступают потенциалы отрицательной полярности, и на выходелогического элемента И 11 сигнал невырабатывается.Если разность входного измеряемого напряжения между двумя цикламипреобразования отрицательная, в этотмомент значение входного сигналаубывает, то до момента исчезновенияпотенциала положительной полярности ЗОна первом входе четвертого логического элемента И 11 от прямого выходаодновибратора 8 на его второй входот прямого выхода второго одновибратора 9 поступает потенциал положительной полярности (фиг.2), Тогда,начиная с момента С(фиг.2), в небольшом отрезке времени на обоих входах четвертого логического элементаИ 11 имеется потенциал положительной 4 ополярности. В результате в этот момент времени на выходе четвертого ло-.гического элемента И 11 вырабатывается сигнал положительной полярности(фиг.2), длительность которого пропорциональна разности входного сигнала между двумя циклами преобразования.Этот сигнал через логический элемент ИЛИ 12 поступает на второй вход 50преобразователя 3 электрических сигна лов в цифровые данные и через его третий выход цифровые значения данных поступают в блок 13 памяти.Если разность входного измеряемого напряжения между двумя циклами. преобразования равна нулю, то моменты изменения состояний одновибраторов 8 и 9 совпадают ( Сз, фиг, 2) . В результате в этот момент времени на обоих входах логических элементов . И 10 и 11 появляются потенциалы разной полярности и, следовательно, на их выходах сигналы не вырабатываются.Таким образом, в глубинном приборе происходит регистрация существенного значения скважинного параметра.Если поступивший числовой код соответствует несуществующему (избыточному) значению скважинного параметра, то на выходе логического элемента ИЛИ 12 сигнал не вырабатывается, следовательно числовой код указанного несуществующего значения с соответствующего выхода преобразователя 3 электрических сигналов в цифровые данные в блок 13 памяти не пересылается. Тем самым пропускается запись избыточного значения скважинного параметра, а в блоке 13 сохраняется предшествующее существенное значение,скважинного параметра.В результате. глубинный прибор обеспечивает регистрацию только существенных значений скважинных параметров, а все избыточные значения пропускает, не загромождая блок 13 памяти избыточной информацией.Преимушеством глубинного прибора является то, что в нем значительно упрощена схемная реализация за счет введения в устройство триггера, четырех элементов И, двух одновибраторов и элемента ИЛИ взамен громоздкого и дорогостоящего арифметического логического блока.Существенное сокращение количества оборудования позволяет снизитьсебестоимость глубинного прибора и повысить его надежность.1162956 Составитель В.Булыгиндактьр Е.Папп Техред С.Мигунова Корректор Л,Бе Заказ н 11П Патент , г. Ужгород, ул. Проектная Филиал 071/29ВНИИПИпо113035,Тираж 540 Государствен елам изобрет осква, Ж,Подписного комитета СССРий и открытийаушская наб., д. 4/