Автономная система для измерения параметров траектории скважин

Автономная система для измерения параметров траектории скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АВТОНОЙЙМ СЙСТЕЩ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАР ШЕТРОВ ТРАЕКТОРШ СКВАЩН, содержащая датчики, вькоды которых соединены с входами коммутатора , выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом аналого-цифрового преобразователя , вБгход аналогсцифрового преобразователя соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы которого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно , вькод блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен свходом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, отличающая с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет контроля правильности функционирования всей схемы преобразования и записи в память сквазвинного прибора системь за весь период измерений, она снабжена программируемым блоком v управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора, причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока . б управления записью и программируеi мого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления . 00

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(з ) Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3629762/22-03 (22) 05.08.83 (46) 07.06.&5. Бюл. 9 21 (72) Г.Н. Ковшов, P.H. Адимбеков, В.З. Ахметзянов и А.С. Шулаков (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622.242(088.8) (56) 1. Патент США к 4047430, кл. 73-151, опублик. 1977.

2. Авторскае свидетельство СССР

Н 941558, кл. К.21 В 47/02, 1980. (54)(57) АВТОНОЪЙАЯ СИСТЕЬВ Д2И

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИН, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-.цифрового преобразователя соединен с первым входом блока памяти„ второй и третий входы которого подкпючены к первым выходам блока управления за-. писью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, пер„„Я0„„11 ÎÎ18 A вый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй — с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер., при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений эа счет контроля правильности функционирования всей схемы преобразования и записй в память скважинного прибора системы за весь период измерений, она снабжена программируемым блоком управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора, причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока управления записью и программируе(мого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления.

1 11

Изобретение относится к бурению, .

s частности к области наклонно нап.равленного бурения скважин.

Известна автономная система для определения параметров траектории скважины, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого под-. ключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), таймер, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, блок;масштабирования и блок регистрации и визуальной индикации $13 .

Недостатком данной системы является низкая достоверность из-за отсутствия возможности контроля функционирования как в самой скважине, так и перед спуском в скважину. При отказе скважииного регистратора теряются данные, получен-. ные в процессе измерения.

Наиболее близком к изобретению по технической сущности является автономная система для измерения параметров траектории скважин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом АЦП, выход АЦП соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы котррого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй — с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления,, второй выхоп. которого соединен с управляющим входом коммутатора. 2 .

Однако известная система характеризуется недостаточно высокой достоверностью измерений в виду того, что не контролируется достоверность функционирования блока преобразования сигналов, который находится между датчиками и входом АЦП, самого АЦП. Эта часть схемы является наиболее сложной и в большей степени изменяет свои характеристики с изменениями парамет60018 2 ров внешнего возмущающего воздействия (изменение температуры, параметров питания). Кроме того, не контролируется достоверность функционирования скважинной части системы за весь период измерения, что может йривести к записи в блок памяти ложной информации, так как скважинная часть системы функцио- . нирует при воздействии повышенных температур и механических перегрузок. А в моменты времени, когда производится контроль в известной системе,,она может функционировать нормально (контроль осуществляется на поверхности перед сбросом скваl жинной части) °

Цель изобретения — повышение достоверности измерений за счет контроля правильности функционирования всей схемы преобразования и записи в память скважинного прибора системы за весь период измерений.

Поставленная цель достигается тем, что автономная система для измерения параметров траектории сква" жин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммута-, тора, выход которого через блок пре-, образования сигналов соединен с входом АЦП, выход АЦП соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы которого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй — с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, снабжена программируемым блоком управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора., причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока управления записью и програмдля реализации заданного алгоритма измерений в данной точке траектории скважины, а также разрешает запись информации в блок 6 памяти. Блок 7 управления имеет несколько вариантов исполнения, например представляет собой устройство с жесткой логикой функционирования и имеет два режима — рабочий и контрольный. В рабочем режиме блок 7 управления вырабатывает все .необходимые.сигналы для реализации измерений и запоминания информации. При этом управляющие команды формируются по сигналам с таймера и устройства индикации останова колонны бурильных труб, входящего в состав блока управления записью. В контрольном режиме, инициалнзируемом по сигналу программируемого счетчика блока 9, коммутатор 3, управляемый блок 7 управления подключают к измерительному тракту генератор 2 тестовых импульсов, запуск которого также осуществляет блок 9. Команда на включение генератора 2 тестовых импульсов и управление коммутатора 3 в контрольном режиме проходит лишь при наличии на схеме совпадения разрешающего сигнала с генератора управляющих команд блока 7 управления °

По сигналам с блока 7 управления датчики 1 посредством коммутатора

3 поочередно подключаются к входу блока А преобразования сигнала, где происходят выделение, формирование и усиление информационных сигналов в аналоговой форме. Далее информационный сигнал поступает на вход АЦП 5, с выхода которого цифровой код поступает в блок памяти, предназначенный для хранения информации о параметрах траектории скважины во всех измеряемых точках.

При подъеме колонны бурильных труб на расстояние, равное шагу проведения измерений, и ее остановке блок 8 управления. записью снова разрешает запись в блок 6 памяти, и цикл повторяется.

В состав программируемого блока

9 управления контролем входит коммутатор, управляющий режимом работы генератора тестовых сигналов, программируемый счетчик импульсов, коммутационное поле для набора соот/

3 1160018 4 мируемого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы. 5

Система состоит. из автономного скважинного прибора и наземного устройства;

Автономный скважинный прибор со.— держит датчики 1, генератор 2 тесто- 1О вых сигналов, коммутатор 3, блок 4 преобразования сигналов, АЦП 5, блок б памяти, блок 7 управления, блок 8 управления. записью, программный блок 9 управления контролем и 15 таймер 10.

Наземное устройство содержит блок

11 приема информации, блок 12 масштабирования, блок 13 визуальной индикации и блок 14 регистрации. . 2О

Система работает следущим образом., Перед спуском прибора в колонну бурильных труб проверяется работоспособность всей системы. Дня этого 25 скважинный прибор присоединяется к наземНому. устройству цри помощи приспособления (например, шаблон с известным углом, направленный в известную сторону по азимуту), задаются эталонные углы по зениту и азимуту. На блоке визуальной индикации считываются измеренные сигналы и сравниваются с контрольными.

При этом проверяется работоспособ35 ность генератора тестовых сигналов, который вырабатывает. эталонный аналоговый сигнал с известными параметрами, соответствующий определенным измеряемым вепичинам. Это необходимо для проверки .всей системы в целом и в частности для провер ки блока 4 преобразования сигналов, в состав которого (для известных схем преобразования сигналов с датчика азимута и зенитного угла) вхо- дят фазовый детектор, фазочувствигельный выпрямитель, усилитель и т.д.

Далее скважннный прибор спускается в колонну бурильных труб.

При достижении забоя по командам блока 8 управления записью блок

7 управления, в состав которого входит генератор управляющих команд и схема совпадения вырабатывает определенную последовательность электрических сигналов, необходимых ветствующего режима работы. Программируемый счетчик в соответствии с управляащим сигналом коммутационного поля периодически вырабатывает сигнал запуска контрольного режима, выдаваемый в блок 7. Коммута-, тор блока 9 в соответствии с режимом, заданным на коммутационном поле, перестраивает синхронно генератор 2 тестовых сигналов (имеется в виду амплитуда и форма выходного напряжения} таким образом, чтобы имитировались датчики 1, подключенные к входу коммутатора 3.

Контроль работоспособности скважинной части в процессе изменения осуществляется по команде блока 9, при этом блок 7 управления запускает генератор 2 тестовых сигналов и подключает его к входу схемы посредством коммутатора 3. Результат тестирования в виде цифрового кода регистрируется в блоке 6. Периодичность контрольного режима определяется блоком 9 и может быть . различной, для чего блок 9 выполнен программируемым.

После проведекия измерений во всех заданных точках. траектории скважины и по окончании подьема колонны бурильных труб осуществля.— ется считывание кодов.ий блока 6 памяти посредством блока 11 приема

160018 б информации, входящего в состав наземной части системы. Далее-информация через блок 12 масштабирования поступает в блок 13 визуальной

5 индикации и блок 14 регистрации.

В блоке 12 масштабирования также по содержимому блока 6 памяти .происходит формирование информации о количестве точек измерения, иден10 тифицируются контрольные. режимы .

Вся эта информация также поступает в блоки 13 и 14. Достоверность ин" формации может быть определена но контрольному коду, поступающему из блока памяти и выводимому в блоки

13 и 14.

Таймер 10 содержит опорный генератор, делитель частоты и служит для синхронизации работы блоков

2р 7-9. Блоки 7-9 формируют необходимые управляющие сигналы, используя сигналы с таймера 10.

Предлагаемая система позволяет

2S произвести проверку работоспособности как всей системы в целом, так н отдельно скважннного прибора за весь период измерений. Кроме того, имеется возможность использозо вать эту часть информации, которая . является достоверной (при сбоях в работе скважинного прибора в какиете,моменты времени).

1160018

Составитель И. Карбачинская

Редактор А. Биикина, Техред А.Бабинец Корректор В. Гирняк

ВЮВУ е !

Заказ 3708/27 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственваго комитета СССР по деаам изобретений и открытий

113035, Москва., Ж"Ы, Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патеиз" » г..Ужгород, ул. Проектная, 4