Инклинометр

 

ИНКЛИНОМЕТР, содержащий датчики углов, подключенные к информационным входгии коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу 1::: - -- i 1 . . -.I -.-: гчьл;шт5:кА блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющи-; ми входами коммутатора и блока памяти , а вход блока управления подключен к выходу таймера, и автономный источник питания, первый выход которого через тумблер соединен с таймером , блоком управления и блоком памяти, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления от автономного источника питания и уменьшения уровня помех , таймер выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов стабильной частоты; счетчика и коммутационного реле, через контакты которого второй выход авто-§ номного источника питания связан с (Я датчиками и аналого-цифровым преобразователем , причем последний управляющий выход блока управления подключен на вход Сброс счетчика таймера , а блок памяти выполнен в виде 2 мультиплексных регистров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК у. р) Е 21 В 47 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

PE ИЙ И OTKPblTHA (21 ) 3510817/22-03 (22) 16.11.82 (46) 07.03.84. Бюл. 9 9 (72) Г.Н. Ковшов, Р.И. Алимбеков, Г.В. Ииловзоров, В.З. Ахметзянов, A.Ñ. Шулаков, Р.A. Султанаев, С.К. Прищепов, А.Н. Сергеев, Ю.Н. Кочемасов и И;Б. Андреев (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622.242 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 326356,. кл. E 21 В 47/02, 1972.

2. Патент США Р 4040730, кл. 73-5, опублик. 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 903565, кл. Е 21 В 47/02, 1982 (прототип}. (54) (57) ИНКЛИНОМЕТР, содержащий датчики углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу

ÄÄSUÄÄ1 7 А блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управления подключен к выходу таймера, и автономный источник питания, первый выход кото-. рого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления от автономного источника питания и уменьшения уровня помех, таймер выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов стабильной частоты, счетчика и коммутационного реле, через контакты которого второй выход авто- Pg номного источника питания связан с датчиками и аналого-цифровым преобразователем, причем последний управляющий выход блока управления подключен на вход "Сброс" счетчика таймера, а блок памяти выполнен в виде Я мультиплексных регистров.

1078040

Изобретение относится к области нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для определения геометрических параметров пространственного положения забоя скважины.

Известен инклинометр однократйо- 5

ro действия, содержащий корпус, чувствительные элементы датчиков азимутального и зенитного углов, автономный источник электрического тока, реле времени, арретир, устрой- 10 ство считывания информации (1 ).

Недостатком данного устройства является низкая точность измерений и сложность считывания информации.

Известно также глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины, содержащее первичные преобразователи, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок управления, таймер, счетчик адреса и блок памяти (2 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, поскольку в нем не предусмотрена регистрация измерений именно в момент остановки движения прибора по скважине и поэтому измерения могут быть произведены при случайных отклонениях подвесов первичных преобразователей.

Известен также инклинометр, со- 30 держащий датчики углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок 35 управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управления подключен к таймеру, и автономный источник питания, пер- 40 вый выход которого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти (3).

Данное устройство обладает более высокой-точностью измерений 45

rto сравнению с другими аналогами, так как регистрация измерений производится в фиксированные моменты останова движения прибора по скважине.

Недостатком известного устройства является большое энергопотребление от автономного источника питания, обусловленное тем, что, начиная с момента включения таймера перед спуском устройства в скважину и заканчивая считыванием записанной информации из блока памяти, запитанными,являются все узлы и блоки устройства. Кроме того, к недостатку можно отнести большой объем избыточ- 60 ной информации, записываемой в блок памяти. Информационная избыточность заключается в большом количестве точек измерения, приходящемся на еди- ницу длины траектории скважины (в данном случае единицей длины является одна свеча колонны труб).

С другой стороны, для скважин, проходка которых осуществляется в твердом грунте с многократными заменами долота, каждые последующие измерения с использованием известного,инклинометра будут дублировать предыдущие. A для скважин, проходка которых осуществляется в мягком податливом грунте, без смены долота, многократные измерения по траектории скважины с использованием известного устройства вообще не имеет практической ценности для проходки данной конкретной скважины, которая уже имеет вполне определенное пространственное положение забоя, а могут лишь носить характер геофизических исследований.

Целью изобретения является снижение энергопотребления от автономного источника питания и уменьшение уровня помех.

Поставленная цель достигается тем, что в инклинометре, содержащем датчики углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого через аналого-цифро- вой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управления подключен к выходу таймера и автономный источник питания,первый выход которого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти, таймЕР выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов стабильной частоты, счетчика и коммутационного реле, через контакты которого второй выход автономного источника питания связан с датчика-, ми и АЦП, причем последний управляющий выход блока управления подключен на вход "Сброс" счетчика таймера, блок памяти выполнен в виде мультиплексных регистров.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Инклинометр однократного измерения с цифровой записью параметров содержит датчики 1 (азимута, зенитного угла и угла установки отклонителя), коммутатор 2, АЦП 3, блок

4 памяти с регистрами, блок 5 управления, таймер 6„ выполненный в виде последовательно соединенных генератора 7 импульсов стабильной частоты, счетчика 8, коммутационного реле 9 с контактами 10, тумблер 11 и автономный источник 12 питания.

Устройство работает следующим образом.

1078040

Составитель И. Карбачинская

Техред О.Неце Корректор Л. Пилипенко

Редактор Г. Волкова

Заказ 889/23 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

При,включении тумблера 11 от авi тоиомного источника 12 питания запи- тываются генератор 7 импульсов стабильной частоты, счетчик 8, блок

5 управления и регистры блока 4 памяти и таймер начинает счет времени.

После этого инклинометр транспортируется в забой скважины. По истечении времени большего, чем время дос.тижения инклинометром забоя, таймер

6 отрабатывает импульс на вход блока 5 управления, разрешая.его ра боту. Затем срабатывает коммутационное реле 9 и замыкает койтакты 10.

При этом происходит предварительная установка в ноль счетчиков блока 5 управления и регистров в блоке 4 памяти и запитываются датчики 1 и

АЦП 3. После этого блок управления отрабатывает программу опроса сигналов с датчиков 1, их аналого-цифровое преобразование в AIIJI 3 и запись в регистры блока 4 памяти и командой по последнему выходу сбрасывается счетчик 8 в ноль, запрещая тем самым его дальнейшую работу. Реле 9 обесточивается и размыканнем контактов 10 отключает датчики 1 и AIIII от автономного источника 12 питания.Таким образом, начиная с этого момента, остаются запитанными только таймер 6, блок 5 управления и регистры блока 4 памяти. После извлечения инклинометра вместе с изношенным долотом на поверхность земли, происходит считывание информационных кодов из регистров блока памяти, их дальнейшая расшифровка и обработка.

Предлагаемое устройство по срав5 нению с известным обладает меньшим энергопотреблением и кроме того, в нем устранена информационная избыточность. Снижение энергопотребления от автономного источника пита10 ния достигается тем, что наиболее энергоемкие узлы и бпоки устройства запитываются только в моменты измерения, а на периоды транспортировки в забой и обратно - отключаются. Постоянно запитанными являются лишь цифровые элементы таймера, блока управления и регистры в блоке памяти.A применение цифровых микросхем на основе МОП-структур сводит к минимуму потребление постоянно запитанных блоков инклинометра. Информационная избыточность устраняется в предложенном устройстве тем, что измеряются геометрические параметры пространственного положения только точки забоя скважины, а это в свою очередь позволяет упростить блок памяти, и упростить организацию записи информационных кодов в регистры, что также снижает в конечном итоге энергопотребление, устройства, упрощает его структуру в целом и увеличивает его ресурс.