Каротажная станция

СОВЕТСКИХЦИАЛИС 1 ИЧЕСНИХ БЛИН 19) з 511 6 0 ИЗОБРЕТЕНИ ОПИСАН Н АВТОРСИО ЕТЕПЬСТВУ . ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики(56 ) 1. Авторское свидетельство СССРИ 506823, кл, Е 2 В 47/00, 1974,2. Авторское свидетельство СССРИ 598014, кл . С 01 Ч 9/00, 19753, Патент США Ю 3256479,кл. 324-1., опублик, 19664 . Патент США У 332993 1,кл. 340-18, опублик. 196.5, Саркисов И, К., Горбовицкий Г,БЧванов Я.А, Цифровая каротажная лаборатория ЛЦК,- В сб,:Геофизическаяаппаратура, вып. 68, Л., "Недра",1979, с, 106- 115.(прототип ),(54) (57) 1. КАРотАжнАЯ стАнЦИЯ, содержащая скважинные приборы, каротажнцй кабель, мерный. ролик, блокпитания скважинных приборов, измерительные блоки, промежуточные вычислители, шины регистрации данных,блок управления,цифровой регистратор, имеющий каналы глубины и скорости каротажа и канал магнитныхметок, аналоговый регистратор,блок масштабирования аналоговой записивыходы которого подключены кизмерительным. входам аналогового регистратора, устройство управления лентопротяжными механизмами, первыйвыход которого подключен к входууправления лентопротяжным механизмомвизлогового регистратора, а второй выход - к входу канала глубины циф" рового регистратора, датчик магнитных меток каротажного кабеля, выход которого подключен к входу канала магнитных меток цифрового регистратора и к первому входу канала магнитных меток аналогового регистратора, а выход канала магнитных меток цифрового регистратора подключен к и второму входу канала магнитных меток . аналогового регистратора, датчик пере. мещения каротажного кабеля, вход которого соединен с мерным роликом, а выход подключен к первому входу устройства управления лентопротяжными механизмами, устройство измере" ния скорости каротажа, вход которого подключен к.выходу датчика перемещения каротажного кабеля, а выходк входу .канала скорости каротажа цифрового регистратора, о т л и ч е ю щ а я с я тем, что, с целью облегчения условий. труда оператора, повышения безопасности обслуживания, .повышения достоверности зарегистри- рованных в процессе каротажа данных путем раздельной унификации Форматов записи геофизических параметров на шкале цифрового регистратора и шкале аналогового регистратора, .блок управления включает устройства . согласо" вания с каротажным кабелем для раз" личных методов каротажа, устройства управления измерительными и силовыФми переключателями скважинных приборов и индикации их состояний устройства Фильтрации информационных сигналов на Фоне питающих скважинный прибор силовых напряжений, каждое из которых подключено к коммута11)35 ционному гнезду, расположенному на лицевой панели блока управления, выходы каротажного кабеля, входы и выходы измерительных блоков и промежуточных вычислителей, выходы .блока питания скважинных приборов, входы шин регистрации данных введены в блок управления и также подключены к коммутационному гнезду, а осуществление необходимых соединений внутри блока управления выполнено в виде набора сменных по количеству типов скважинных приборов коммутирующих вставок, каждая иэ которых представляет собой ответную часть коммутационного гнезда с электрическими соединениями, необходимыми для данного типа скважинных приборов, к выходам шин регистрации данных подключены входы измерительных каналов .цифрового регистратора и первые входы каналов блока масштабирования аналоговой записи , выходы измерительных каналов цифрового регистратора подключены к вторым входам каналов блока масштабирования аналоговой записи.2,Каротажная станция по и, 1, о ти и ц а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения надежности контроля цифровой записи, цифровой регистраторвыполнен с возможностью одновременной записи и воспроизведения данныхи состоит иэ аналого-цифрового преобразователя,счетчика глубины, контроллера, накопителя на магнитной лен"те и цифроаналогового преобразователя, соединенных шинами интерфейса,причем входы каналов аналого-цифрового преобразователя являются входа"ми . измерительных каналов цифровогорегистратора, а выходы каналов цифроаналогового преобразователя являются выходами измерительных каналовцифрового регистратора. 3, Каротажная станция по и, 1, о тл и ц а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения точности воспроизведения аналоговых диаграмм после каротажа путем синхронизации скорости воспроизведения со скоростьюкаротажа, выход канала скорости каротажа цифрового регистратора подключен к второму входу устройствауправления лентопротяжными механизмами .Изобретение относится к прикладной скважинной геофизике и можетбьть использовано при создании каро"тажных станций, содержащих цифровойи аналоговый регистраторы и пред"назначенных для промыслово-геофизических нефтяных и газовых скважин,В устройстве для оперативной совместной обработки данных комплекса геофизицеских измерений .в скважинах, инФормационные сигналы от измерительных блоков (каротажных панелей ) подаются на цифровой регистратор непосредственно, а на аналоговыйрегистратор через блок обработкиданных 1 1,Недостатком данного устройства является отсутствие предварительной обработки данных, записываемых цифровым регистратором, что при многообразии типов скважинных приборов, работающих с измерительными блоками,и при наличии переключателей диа 10 2паэонов измерений в самих скважинных приборах не дает возможности унифицировать форматы записи геофизических параметров на носитель цифрового регистратора (унификация вепичины измеряемого геофизического параметра, приходящейся на единицу шкалы цифрового регистратора), Какследствие, в устройстве недостаточна достоверность .зарегистрированных в процессе каротажа данных.В автоматизированной информационно-измерительной системе для геофизических исследований скважин регИстрация геофизических параметров производится цифровым и .аналоговым регистраторами 12),Однако в таком устройстве отсутствует предварительная обработка дан 20 ных с целью унификации форматов; записи на носитель цифрового регистратора (входящие в систему цифровой вычислитель поправочных коэффициентов3 103 и цифровой блок корректировки параметров вводят только поправки за режимы работы датчиков и электронных схем скважинного прибора; имеющих временной и температурный дрейф).Аппаратура для каротажа и абслу" живания включает аналоговый регист.ратор, силовые и измерительные блоки, программирующую панель 3 ,Однако данное устройство не содержит цифрового регистратора и его структурная схема применительно к станции с цифровым регистратором требует значительных переработок. Одним из недостатков данного аналога является ограниченность. функций программирующих вилок (только коммутации ), что в ряде случаев затрудняет унификацию форматов записи геофизических данных. в дальнейшем обработку записанныхна носитель цифрового регистратораданных, а также сопоставление данных по разным интервалам однойскважины и по разным скважинам.Какследствие, в данной системе. такженедостаточна достоверность зарегист"рированных в процессе каротажаданных.0 Наиболее близкой к изобретениюявляется-каротажная лабораторияЛКЦ, содержащая скважинные приборы, каротажный кабель, мерный ро,лик, блок питания скважинных приборов, измерительные блоки, промежу,точные вычислители, шины регистрации данных, блок управления, цифровой регистратор, имеющий каналы глубины и скорости каротажа и каналмагнитных меток, аналоговый регист-.ратор, блок масштабирования аналоговой записи, выходы которого под"ключены к измерительным входам ана"логового регистратора, устройство 25 управления лентопротяжными меха"низмами, первый выход которого под"ключен к входу управления лентопротяжным механизмом аналогового регистратора, а второй выход - к вхо"ду канала глубины циФрового регистратора, датчик магнитных меток каротажного кабеля, выход которогоподключен к входу канала магнитныхметок цифрового регистратора и кпервому входу канала магнитных меток аналогового регистратора, а вы"ход канала магнитных меток цифрового регистратора подключен к второму входу канала магнитных меток 40аналогового регистратора, датчикперемещения каротажного кабеля, вход 45 50 55 Известна также система для регистрации и обработки данных каротажа, содержащая аналоговый и цифровойрегистраторы 1 4 1,Недостатком этой системы является подключение аналого-цифрового преобразователя цифрового регистраторапараллельно входам аналогового регистратора (гальванометрам фоторегистратора ), Ввиду малого (порядка200 ) динамического диапазона основной шкалы каротажного аналоговогорегистратора перед записью в выходные аналоговые сигналы измерительныхблоков, представляющие собой медленно изменяющиеся напряжения постоянного. тока, необходимо вводить масштабные коэффициенты и напряжениясдвига (устранение .постоянной"составляющей сигнала, превышающей в не.которых случаях в несколько раз изменяющуюся составляющую), формируя.тем самым формат аналоговой записив единицах измерения геофизическогопараметра на 1 деление (например,1 см) шкалы, зависящий от разрезаисследуемого интервала скважины, Каротажный цифровой регистратор обладает гораздо большим динамическимдиапазоном (порядка 10000 ), поэтому подключать его параллельно входаманалогового регистратора и записывать на него те же данные, что ина аналоговый регистратор,.т,еданные, промасштабированные для разреза конкретного исследуемого интервала,конкретной скважины,нецелесаобразно, так как это затрудняет которого соединен с мерным роликом,а выход подключен к первому входу устройства управления лентопротяж ными механизмами, устройство изме" рения скорости каротажа, вход ко" торого подключен к выходу детчика перемещения каротажного кабеля, а выход ко входу канала скорости каротажа циФрового регистратора5,1.Структурная схема. лаборатории обеспечивает запись геофизических параметров с измерительных блоков через пульт коммутации и переключения масштабов на аналоговый регист.- ратор; входные цепи цифрового регистратора подключаются параллельно входам аналогового регистрато 103551850 Цель изобретения - облегчение условий труда оператора, повышение безопасности обслуживания, повышера (гальванометрам фоторегистратора),Недостатком данного устройства является подключение входных цепейцифрового регистратора параллельновходам аналогового регистратора,Кроме того, измерительные блокиразличных методов каротажа включают не только основные измерительныепреобразователи, но и устройствафильтрации информационных сигналов на фоне питающих скважинныйприбор напряжений (в каждый измерительный блок вводятся коллекторныепровода, находящиеся под потенциалом питающих скважинный прибор напряжений ), Это приводит к повторе"нию в блоках ряда однотипных узлови ухудшает безопасность обслуживания,Кроме того, устройства коммутации 20наземных блоков и управления скважинными приборами сосредоточены не водном блоке, а в двух- панели коммутации и переключения масштабов ив блоке управления скважинными при; 25борами, что затрудняет работу оператора,Во всех рассмотренных устройствах отсутствует возможность одновременно с записью данных на цифровой регистратор проводить воспроизведение данных с цифрового регистратора на аналоговый регистратор,чтоснижает надежность контроля цифровой записи,Кроме ТОГО в режиЗ 5ме воспроизведения данных после каротажа с целью изменения форматааналоговой записи .или тиражирования данных на носитель аналоговогорегистратора отсутствует синхронизация со скоростью проведенногокаротажа скорости воспроизведенияданных с носителя цифрового регист.ратора на носитель аналогового регистратора, что снижает точность 45воспроизведения аналоговых диаграмм в тех случаях, когда нежелательно трансформирование частотного спектра воспроизводимых данных всторону больших частот, напримерпри записи методами, дающими силь-но дифференцированную по разрезу скважинь 1 информацию, на аналоговый регистратор с низкой частотой пропускания.55 ние достоверности зарегистрированных в процессе каротажа данных путем раздельной унификации, форматов записи геофизических параметров на шкале цифрового регистратора и шкале аналогового регистратора, повышение надежности контроля цифровой записи, повышение точности воспроизведения аналоговых диаграмм в режиме воспроизведения данных после каротажа путем синхронизации скорости воспроизведения со скоростью каротажа.Поставленная цель достигаетсЯ тем, что в каротажной станции ,содержащей скважинные приборы, каротажный кабель, мерный ролик, блок пита" ния скважинных приборов, измерительные блоки, промежуточные вычислители, шины регистрации данных, блок управления, цифровой регистратор, имеющий каналы глубины и скорости каротажа и канал магнитных меток, аналоговый регистратор, блок масштабирования аналоговой записи, выходы которого подключены к измерительным входам аналогового регистратора, устрой- стао управления лентопротяжными механизмами, первый выход которого подключен к входу управления лентопро" тяжнь 1 м механизмом аналогового регистратораа второй выход - к входу канала глубины цифрового регистратора, датчик магнитных меток каротажного кабеля, выход которого подключен к входу канала магнитных меток цифрового регистратора и к первому входу канала магнитных меток аналогового регистратора, а выход канала магнитных меток цифрового регистратора под ключен к второму входу канала магнитных меток аналогового регистратора, датчик перемещения каротажного кабеля, вход которого соединен с мерным роликом, а выход подключен к первому вхо" ду устройства управления лентопротяжнь 1 ми механизмами, устройство из" мерения скорости каротажа, вход которого подключен к выходу датчика перемещения каротажного кабеля, а выходк входу канала скорости каротажа цифрового регистратора блок управления включает устройства согласования с ка ротажным кабелем для различных мето" дов каротажа, устройства управления измерительными и, силовыми переключателями скважинных приборов и инди" кации их состояний, устройства фильт7 . 10355 рации информационных сигналов на фоне питающих скважинный прибор силовых напряжений, каждое из которых подключено к коммутационному гнезду, расположенному на лицевой панели блока управления, выходы каротажного кабеля, входы и выходы измерительных бло. ков и промежуточных вычислителей, выходы блока питания скважинных приборов, входы шин регистрации данных 1 О введены в блок управления и подключены к коммутационному гнезду, а осуществление необходимых соединений внутри блока управления выполнено в виде набора сменных по 15 количеству типов скважинных приборов коммутирующих вставок, каждая из которых представляет собой ответную часть коммутационного гнезда с электрическими соединениями, не обходимыми для данного типа скважинных приборов, к выходам шин регистрации данных подключены входы измерительных каналов цифрового регистратора и первые входы каналов бло ка масштабирования аналоговой записи, вторые входы каналов блока масштабирования аналоговой записи подключены. к выходам измерительнь 1 х каналов цифрового регистратора. 30Кроме того, цифровой регистраторвыполнен с возможностью одновременной записи и воспроизведения данных и состоит из аналого-цифрового преобразователя, счетчика глубины, контроллера, накопителя на магнитной ленте и цифроаналогового преобразователя,соединенных шинами интерфейса, причем входы аналого-цифрового преобразователя являются входами измеритель Онцх каналов цифрового регистратора,а выходы цифроаналогового преобразователя являются выходами измерительных каналов цифрового регистратора, з 45Выход канала скорости каротажацифрового регистратора подключен ковторому входу устройства управления. лентопротяжными механизмами .На чертеже приведена структурнаясхема предлагаемой каротажной станции.Каротажная станция содержит скважиннцй прибор 1, каротажный кабель2, мерный ролик 3, блок управления1, измерительные блоки 55, промежуточнце вычислители 66 блокМф питания 7 скважинных приборов, шины 8 регистрации данных, цифровой 4регистратор 9, блок масштабированияаналоговой записи 10, аналоговыйрегистратор 11, коммутирующие вставки 1212 р, датчик 13 магнитных меток каротажного кабеля, датчик1 М перемещения каротажного кабеля,устройство измерения 15 скорости каротажа, устройство 16 управлениялентопротяжными механизмами, Блокуправления 1 включает устройства 17согласования с каротажным. кабелемдля различных методов каротажа,устройства 18 управления измеритель-,ными и силовыми переключателями скважиннцх приборов и индикации их состояний, устройства 19 фильтрацииинформационных сигналов на фоне питающих скважинный прибор силовых напряжений, коммутационное гнездо 20. Цифровой регистратор 9 включает аналогоцифровой преобразователь 21, счетчикглубины 22, контроллер 23, накопитель на магнитной ленте 21, цифроаналоговый преобразователь 25, шиныинтерфейса 26,Окважинный прибор 1 подключен квходам каротажного кабеля 2, огибающего мерный ролик 3, с которым находится в механическом зацеплении датчик 1 ч перемещения каротажного кабеля,1Выходы каротажного кабеля 2, входы и выходы измерительных блоков 55и промежуточных вычислителей 6 61"п 1 ф выходы блока питания 7 скважинных приборов, входы шин 8 регистрацииданных введены в блок управления ч и подключены к коммутационному гнезду 20, расположенному на его лицевой панелиК контактам коммутационного гнезда 20 подключены также расположенные в блоке управления, ч устройства 17 согласования с каротажнцм кабелем для различных методов каротажа, устройства 18 управления измерительными и силовыми переключателями скважиннцх приборов, устройства 19 Фильтрации информационных сигналов на Фоне питающих скважинный прибор силовых напряжений, К выходам шин 8 регистрации данных подключень 1 входы измерительных каналов. цифрового регистратора 9 и первые входы каналов блока масштабирования аналоговой записи 10, вторые входы которого подключены к выходам измерительных каналов цифрового регистратора 9. Вы" ходы каналов блока масштабированияаналоговой записи 10 подключены к измерительным каналам аналогового регистратора 11. Выход датчика 13 магнитных меток кабеля подключен к входу канвла магнитных меток цифрового регистратора 9 и к первому входу каналамагнитных меток аналогового регистратора 11, выход канала магнитных меток цифрового регистратора 9 подключен к второму входу канала маг нитных меток аналогового регистратора 11, Выход датчика 11 перемещения каротажного кабеля подключен к первому входу устройства 16 управления лентопротяжными механизмами. 15Вход устройства измерения 15 скорости каротажа подключен к выходу датчика 11 перемещения каротажного кабеля, а выход - к входу канала скорости каротажа цифровоГо реГистрато" 20 ра 9. Первый выход устройства 16 управления лентопротяжными механизмами подключен к входу управления лентопротяжным механизмом аналогового регистратора 11, а второй выход," 25 к входу канала глубины цифрового регистратора 9, Возможно вход промежуточного вычислителя 6 подклю,чать непосредственно к выходу измерительного блока 5, а также один или несколькоизмерительных блоков 55 л и/или промежуточных вычислителей 66 вводить в состав блока управлейия ч и или ) в состав коммуирующих вставок 12 12 , В цифровом35 регистраторе 9 аналого-цйфрового преобразователя 21, счетчик глубины 22, контроллер 23, накопитель на магнитной ленте 2 М и цифроаналоговый преобразователь 25 соединены шинами 40 интерфейса 26, причем входы каналов аналого-цифрового преобразователя 21 являются входами измерительных ка- налов цифрового регистратора 9, а выходы каналов цифроаналогового45 преобразователя 25 являются выходами измерительных каналов цифрового регистратора 9. Выход канала скорости каротажа цифрового регистратора 9 подключен к второму входу устройства 16 управления лентопротяжными механиэ 50 мами,. Каротажная станция функционирует следующим образом,В зависимости от,типа скважинного прибора 1 выбирается одна из коммути,рующих вставок 12112 г и вставляется в коммутационное гнездо 20 блока 103551810управления ч. Напряжение (ток) питания от источника питания 7 скважинных приборов через блок управления 1,коммутационное гнездо .20, одну иэкоммутирующих вставок 12112 р,одно из устройств 17 согласовайияс каротажным кабелем для данного метода каротажа, каротажный кабель 2поступает в скважинный прибор 1.Приналичии в скважинном приборе 1 переключателей пределов измерения или прижимного устройства используются устройства 18 управления измерительнымии силовыми переключателями скважиннь 1 х приборов и индикации их состояний. Сигналы, несущие информацию обизмеряемых скважинным прибором 1геофизических параметрах, разреза скважины, по каротажному кабелю 2 подают;ся на поверхность в блок управления1, где устройствами 19 отфильтровываются от питающих.скважинный прибор напряжений и подаются в один иэизмерительных блоков 55 п , выб"ранный коммутирующей вставкой 12 дляданного скважинного прибора 1, Визмерительном блоке 5 происходит демодуляция информационных сигналов;выходные измерительные сигналы, пропорциональные измеряемым геофизическим параметрам, через блок управления ч, коммутационное гнездо 20и коммутирующую вставку 12 поступают на шины регистрации данных 8 ипри необходимости на входы одногоиз промежуточных вычислителей 6,61 Юс выхода которого модифицированныеизмерительнь 1 е сигналы через блокуправления 4 коммутационноегнездо 20 и коммутирующую вставку12 также поступают на шины 8 регистрации данных. Таким Образом, по шинам 8 регистрации данных на входыизмерительных каналов цифрового регистратора 9 подаются как измерительные сигналы с одного из измерительныхблоков 55 , так и модифицированные сйгналй с одного из промежуточных вычислителей 6.16 щ, Порезультатам эталонировки операторнастраивает каналы измерительногоблока 5 и промежуточного вычислителя 6, добиваясь, чтобы аналоговые измерительные сигйалы на шинах 8 регистрации данных были равны й =К Х",Мгде К: - -т И - емкость шкалыцифрового регистратора, например10000 ед.; Х- предел измерения гео103554физического параметра, например 00 смдиаметра ствола скважины., что обеспечивает унифицированные форматы записи геофизических параметров на шкале цифрового регистратора 9, Запись 5данных на аналоговый регистратор 11производится через блок масштабирования аналоговой записи 10, в котором оператор выбирает необходи мые фиксированные масштабы регист" 1 Орации и необходимые каналы аналогового регистратора 1, формируя темсамым унифицированные форматы записина шкале аналогового регистратора 11,например,2,5- и 1 О см диаметра ство" 15ла скважины, на одно деление шкалыаналогового регистратора. В режимезаписи данных измерительные и моди"фицированные аналоговые сигналы поступают на входы измерительных каналов 20аналогового регистратора 11 с шин регистрации данных 8 через блок масш табирования аналоговой записи 10, .В режиме воспроизведения данных измерительные и модифицированные аналоговые сигналы поступают, на входы измерительных каналов аналогового регистратора 11 с выходов измерительных каналов цифрового регистратора 9через блок масштабирования аналоговой зОзаписи 10 . Выбор режима регистрациив блоке масштабирования аналоговойзаписи 10 обеспечивается переключателями "Запись/Воспроизведение" в каждом из его каналов. В режиме записиданных . сигналы глубины от датчика14 перемещения кабеля синхронные.скорости вращения мерного ролика, по ступают ,на первый. вход устройства16 управления лентопротяжными меХаяиа.:.4мами,.с первого выхода которогоснимается. сигнал управления лентопротяжным механизмом . аналоговогорегистратора 11 а с второго выхода - сигнал управления лентопротяжнцм механизмом цифрового регистратора 9, В этом же режиме сигнал отдатчика 13 магнитных меток кабеляпоступает на вход канала магнитных меток цифрового регистратора 9 ипервый вход канала магнитных метоканалогового регистратора 11 и ис 12пользуется для точной привязки поглубине скважины измеряемых геофизи"ческих параметров,При свободном пьдъеме скважинного прибора 1, а также,,после окончания работ на скважине возможна перезапись данных с магнитнойленты цифрового регистратора 9 наноситель аналогового регистратора 11с целью изменения формата аналоговойзаписи или тиражирования ( режимвоспроизведения данных после каротажа . В этом случае уотройство 16управления лентопротяжными механизмами не использует сигналы глубинь 1 от датчика 14 перемещения кабеля,а имитирует сигналы глубины, которыесинхронизируются сигналом скоростикаротажа, поступающим с выхода канала скорости каротажа цифрового регистратора 9 на второй.аход устройства 16 управления лентопротяжнымимеханизмами. В этом же режиме с выхода канала магнитных меток кабеля цифрового регистратора 9 считанные с магнитной ленты сигналы магнитных меток каротажного кабеляподаются на второй вход канала магнитных меток аналогового регистратора 11.Применение данной каротажной станции с аналоговыми измерительнымисигналами, цифровым и аналоговымрегистраторами позволяет получитьрациональную структуру системы измерения первичных и модифицированных геоФизических параметров, обеспечивающую облегчение условийтруда оператора, повышение безопасности обслуживания, повышение досто"верности зарегистрированных в процессе каротажа раздел ьной унификации форматов записи геофизических параметров на шкале цифрового регистратора и шкале аналого"вого регистратора, повышение надежности контроля цифровой записи путемодновременной записи и воспроизведения данных , повышение точности вос- .произведения аналоговых диаграмм после каротажа путем синхронизациискорости воспроизведения со скоростью каротажа,