Комплексно-комбинированный прибор для каротажа скважин

 

КОМПЛЕКСНО-КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ КАРОТАЯСА СКВАЖИН, содержащий скважинную часть, соединенную линией связи - каротажным кабелем с наземной частью, причем скважинная часть включает несколько скважинных зондов, каждый из которых содержит блок согласования с линией связи, в состав которого вх едят трансформаторы и блок питания, и измерительные зонды , каждый из которых содержит послвдовательно соединенные датчики сигналов , коммутатор и преобразователь измерительной информации, наземная часть включает блок управления прибором , блок демодуляции измерительной информации, согласующий трансформатор , блок питания и цифровое регистрирующее устройство, соединенное с одним из выходов блока управления прибором, причем первичная обмотка согласующего трансформатора наземной части соединена с линией связи, вторичная - с блоком демодуляции измерительной информации, а средняя Точка первичной обмотдси - с блоком питания , отличающийся тем, что, с целью расширения спектра частот И динамического диапазона измеряемых сигналов, в каждый скважинный зонд введены соединенные между собой блоки модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих н синхронизирующих сигналов, при этом блок согласования с линией связи дополнительно содержит резиссл торы обратной связи, развязывающие диоды и разделительный конденсатор, причем у первого трансформатора.одна из первичных обмоток соединена непосредственно с линией связи и средние точки первичной и вторичной обмоток через последовательно соединен00 ные развязывающие диоды соединены с блоком питания и через резисторы -sO обратной связи - с землей и линией СлЭ связи, а у второго -. один конец перsD вичной обмотки через разделительный конденсатор соединен с линей связи, а другой - с землей, концы другой первичной обмотки первого трансформатора и вторичной обмотки второго трансформатора являются выходами блока согласования и соединены соответственно с блоками модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих и синхронизирующих сигналов , соединенными через унифицированную магистраль с измерительными зонда

СОЮЗ СОВЕтсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 6 01 V 1/40 с

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ,"

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3535935/18-25 (22) 11.01.83 (46) 23.04.84.Бюл. 1i (72) Б.П.Балашов, В.М.Антоненко, В.В.Воевода, А.И.Паули и С.А.Пинтусов (71) Сибирское особое конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтегеофизика" (53) 550.83(088.8) (56). 1. Мечетин В.Ф. и др. Комплексная каротажная аппаратура на семижиль" ном кабеле "КАС-1". — Сб. "Нефтепромысловая геофизика", М., 1978, вып.8, с. 156-160.

2. Лаптев В.В. и др. Агрегатированная система скважинной геофизической аппаратуры для исследования. бурящих скважин. — Сб. ".Нефтепромысловая гео физика", М, 1978, вып. 8, с. 174-18/.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 911411, кл. 6 01 V 1/40, 1980 (прототип). (54)(57) КОМПЛЕКСНО-КОМБИНИРОВАННЫЙ

ПРИБОР ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащий скважинную часть, соединенную линией связи — каротажным кабелемс наземной частью, причем скважинная часть включает несколько скважинных зондов, каждый из которых содержит блок согласования с линией связи, в состав которого вх дят трансформаторы и блок питания, и измерительные зонды, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчики сигналов, коммутатор и преобразователь измерительной информации, наземная часть включает блок управления прибором, блок демодуляции измерительной информации, согласующий трансформатор, блок питания и цифровое регист„„Я0„„1087939 А рирующее устройство, соединенное с одним из выходов блока управления прибором, причем первичная обмотка согласующего трансформатора наземной части соединена с линией связи, вторичная — с блоком демодуляции измерительной информации, а средняя точка первичной обмотки - с блоком питания, отличающийся тем, что, с целью,расширения спектра частот и динамического диапазона измеряемых сигналов, в каждый скважинный зонд введены соединенные между собой блоки модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих и синхронизирующих сигналов,, при этом блок согласования с линией Е связи дополнительно содержит резисторы обратной связи, развязывающие диоды и разделительный конденсатор, С причем у первого трансформатора одна из первичных обмоток соединена непосредственно с линией связи и средВааюй, ние точки первичной и вторичной обмоток через последовательно соединенные развязывающие диоды соединены с блоком питания и через резисторы обратной связи — с землей и линией ( связи, а у второго †. один конец первичной обмотки через разделительный конденсатор соединен с линей связи, а другой — с землей, концы другой первичной обмотки первого трансформатора и вторичной обмотки второго трансформатора являются выходами Дф» блока согласования и соединены соответственно с блоками модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих и синхрониэирующих сигналов, соединенными через унифицированную магистраль с измерительными зонда1087939 ми, в наземную часть введен дополнительный сог .асующий трансформатор, первичная .обмотка. которого соединена с вновь введенным блоком модуляции синхронизирующих и управляющих сигналов, а вторичная - с землей и через вновь введенный разделительный конl

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и может быть использовано, в частности, при разработке универсальной многоканальной телеизмерительной системы для аппаратуры сейсмического, радиоактивного, электрического и других видов каротажа.

В практике скважинных исследова1 ний для изучения околоскважинного пространства большой интерес представляют многокомпонентные сейсмичес-. кие наблюдения. отчетливо выраженная поляризация поперечных. волн открывает большие 15 перспективы для более полного использования динамических характеристик волн при определении положения сложных геологических границ. Для изучения поляризации волн путем трехком-. 2б понентных наблюдений требуется многоканальная скважиниая аппаратура, которая позволяла бы передавать сейсмическую информацию в диапазоне частот .

0-330 Гц и динамическом диапазоне о, д от десятых долей микровольта до единиц вольт. Телеизмерительнея система должна обеспечивать помехоустойчивую передачу информации.

Вследствие того, что большая часть ЗО каротажных данных при исследовании скважин обрабатывается на ЗВИ, необходимо создать телеизмерительиую систему, которая обеспечивает наименьшее количество преобразований данных каротажа, передачу данных с минимальными искажениями и максимальной скоростью, нормирование параметров информационных и управляющих сигналов и оптималь* ное сопряжение с обрабатывающей или управлйющей ЭВМ.

Известен комплексно-комбинированный прибор каротажной аппаратуры денсатор — с линией связи, причем блоки демодуляции измерительной информации и модуляции синхронизирующих и управляющих сигналов, блоки управления и питания и цифровое регистрирующее устройство соединены унифицированной магистралью.

2 . КАС-1 на семижильном кабеле содержащий скважинную часть, соединенную линией связи (каротажным кабелем) с наземной частью, причем скважинная, часть состоит из блока телеизмерительной системы амплитудной модуляции (AN), блока телеизмерительной системы частотной модуляции (ЧИ) и блока телеизмерительной системы частотно-импульсной модуляции (ЧИМ), а наземная частьиз блоков питания и измерительных преобразователей для каждой телесистемы 1 ).

Недостатками данного устройства являются невысокая скорость передачи информации по кабелю и узкий частотный спектр передаваемых сигналов. Кроме того наличие трех телеиэмерительных системтребует три различных источ ника питания и три блока управления,а наличие трех панелей управления с мно- жеством контрольных и управляющих устройств делает работу оператора напряженной и утомительной. Последнее повышает вероятность ошибок и брака геофизйческих измерений. Применение семижильного кабеля влечет эа собой трудно исключаемое взаимовлияние между линиями передачи .информации и линиями, по которым осуществляется питание скважинных приборов.

Известны комплексно-комбинированные приборы, входящие в состав агрегатизированной системы скважинных приборов (АСГП), содержащие скважинную часть, соединенную линией. связи (каротажным кабелем).с наземной частью, причем в екважинную часть входит блок телеизмерительной системы, который через блоки методов соединен с измерительными, зондами и через блок пйтания — с каротажным кабелем, а наземная часть содержит блок измеритель1087939 4 ной системы, блок функциональных преобразователей, блок управления и контроля, блок питания и регистратвр, входы и выходы которых соединены межI ду собой и с каротажным кабелем через 5 блок коммутатор цепей.

Информация от измерительных зондов поступает в блоки методов, где преобразуется к виду, удобному для передачи через телесчстему и линию связи в наземную часть, где осуществляется ее прием, преобразование и передача на аналоговые или цифровые регистраторы станции. Управление работой скважинной аппаратуры осу-. ,ществляется либо со специального блока управления и контроля, либо автоматически — с помощью бортовой

ЭВМ. Питание скважинной части осу- ществляется переменным током

400 Гц от блока питания каротажной станции. Наличие единой телеиэмерительной системы обеспечивает информационную совместимость различных мето25 дов каротажа. Управление прибором более автоматизировано(21.

Недостатки данных устройств — низкая скорость передачи информации и узкий частотный спектр передаваемых сигналов. Кроме того,в отдельных слу-З чаях в системе АСГП используется се-. мижильный каротажный кабель. Питанйе прибора переменным напряжением

400 Гц влечет за собой необходимость. преобразования напряжения сети в на- 35 пряжение 400 Гц с последующими выпрямлением напряжения 400 Гц в постоянное и дополнительной фильтрацией выпрямленного напряжения для питания скважинной части прибора, 4 чтобы исключить влияние пульсаций на полезный сигнал. При этом сужается динамический диапазон измеряемых сигналов, нижний предел которого ог-, раничивается уровнем пульсаций выпрям.45 ленного напряжения 400-Гц.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является комплексно-комбинированный прибор для каротажа скважин, содержащий сква- 50 жинную часть, соединенную линией связи — каротажным кабелем — с наземной частью, причем скважинная часть включает несколько скважннных зондов, каждый из которых содержит блок согласо-5 вания с линией связи, в состав которого входят трансформаторы и блок питания, и измерительные зонды, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные датчики сигналов, коммутатор и преобразователь измерительной информации, а наземная часть

I включает блок управления прибором, блок демодуляции измерительной информации, согласующий трансформатор, блок питания и регистрирующее устройство, соединенное с одним из выходов блока управления прибором, причем первичная обмотка согласующего трансформатора наземной части соединена.с линией связи, вторичная — с блоком демодуляции измерительной информации, а средняя точка первичной обмотки— с блоком питания.

Злектрические схемы скважинного зонда питаются переменным напряжением частоти 400 Гц, которое подается от блока питания в наземной части аппаратуры.

Передача сигналов управления и информации осуществляется синхронно с частотой питающего напряжения. Блоком управления прибором вырабатываются сигналы управления — импульсы с различными частотами заполнения. Комбинация этих импульсов по частоте и длительности, синхронно с частотой питающего напряжения, через линию связи поступает иа схему формирования сигналов управления — синхронизации в блоке согласо-. вания с линией связи. Далее эти импульсы поступают в измерительные зонды по шине управления — синхрониэации. В каждом измерительном зонде находится блок управления зондом, в котором осуществляется выделение и дешифрация сигналов управления. Сигналы от датчиков измерительного зонда через коммутатор поступают в блок преобразования измерительной информации на вход формирователя сигналов с датчиков и далее на частотно-импульсный модулятор, управление которыми осуществляется от блока управления зондом.

Информация от каждого измерительного зонда в модулированном и преобразованном виде с временным уплотнением поступает по шине передачи измерительной информации в блок согласования.с линией связи и далее через согласующие трансформаторы выходного каскада, линию связи и согласующий трансформатор наземной части — в блок демодуляции информационного сигнала. От измерительных зондов в блок управления прибором поступает импульс синS 1087 хранизацин, где он выделяется и вместе с информационным сигналом поступает в регистрирующее устройствоГ3 3.

В случае применения частотно-импульсных модуляторов с центральной частотой, равной 125 кГц, по изме5 рительнаму каналу могут быть переданы сигналы с частотами 0-50 Гц.

Однако дальнейшее расширение: спектра передаваемых сигналов ограннчи- 1а вается тем, что питание скважиннага прибора осуществляется переменным напряжением 400 Гц. И для того, чтобы качественна передавать сигналы с частотой 100" 130 Гц, нто необходима для передачи сейсмической информации при трехкомпоиентных наблюдениях, требуется применять фильтры с большой крутизной. Нижний предел.динамического диапазона, а следовательно, чувствительность зондов, orpam haevca уровнем пульсаций выпрямленного напряжения 400 Гц.

Кроме того, при управлении исполнительными устройствами, работающими в процессе измерения (переключение зондав, датчиков, изменение масштабов s коэффициенте усиления . и т.д.) мощность, потребляемая скважынным прибором, изменяется. Чтобы обеспечнть стабильность питающих напряжений s скважиином приборе, нужно заведома увеличивать напряжение питания 4ОО Гц, чта в целом снижает надежньсть и экономичность прибора.

Цель изобретения — расширение спектра частот и динамического днапа зона измеряемых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в комплексно-комбинированном приборе для каботажа скважин, содержащем скважинную часть, соединенную линией связи - каротажным кабелем — с наземной частью, причем скважинная часть включает несколько срважинных зондов, каждый as которых . 4S содержит блок согласования с линией .связи, в состав которого входят транс форматоры и блок питания, и измерительные зонды, каждый из которых содержит последовательно соединенные 5 датчики сигналов, коммутатор и преобразователь измерительной информации, наземная часть включает блок управления прибором, блок демодуляции измерительной информации, согласующий .трансформатор, блок питания и цифровое регистрирующее устройство, соединенное с одним из выходов бпока

939 6 управления приборам, причем первичная обмотка согласующего трансформатора наземной части соединена с линией связи, вторичная — с блоком демодуляции измерительной информации, а.средняя точка первичной обмотки - c блокам питания, в к"ждый скважннный зонд введены саединенйые между собой блоки модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих и синхроннзирующих сигналов, нри этом блок согласования с линией связи дополнительно содержит резисторы обратной связи, развязывающие диоды и разделительный конденсатор, причем. у первого трансформатора одна из пер-. вичных обмоток соединена непосредст.венно с линией связи и средние точки первичной и вторичной обмоток через последовательно соединенные развязывающне диоды соединены с блоком питания и через резисторы обратной связи . — с землей н линией связи, а у второго - один конец первичной обмотки через разделительный конденсатор соединен с линией связи, а другой— с землей, концы другой первичной обмотки первого трансформатора н вторичной обмотки второго трансформатора являются выходами блока согласования и соединены соответственно с блоками

1 модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих н синхра" низирующнх сигналов, соединеннымн че- ", рез унифицированную магистраль с измерительными зондами:, в наземную часть введен дополнительный согласующий трасформатор, первичная обмотка которого соединена с вновь введенным блокам модуляции сннхронизирующих и управляющих сигналов, а вторичная - с землей и через BHosb введенный разделитель« ный конденсатор - с линией связи, причем блоки.демодуляции.измерительной информации и модуляции сннхраннзнрую-. щнх и управляющих сигналов, блоки уп« равления и питания и цифровое регистрирующее устройство соединены унифицированной магистралью.

Ф

На фиг.1 показана блок-схема комплексно-каратажного прибора (подключение исполнительных механизмов. скважинных зондов не показано) на фиг.2 - структурные схемы блоков модуляции измерительной информации и демодуляции управляющих н синхронизирующих сигналов скважинного прибора, 7 . 1087939 8 разделительный конденсатор 8 соединен с линией 10 связи, а другой — с зем-. лей. Концы другой первичной обмотки З5 трансформатора 2 и вторичной обмотки трансформатора 3 являются выходаьщ блока 1 согласования и соединены с блоком 11 модуляции измерительной информации и блоком 12 демодуляции управляющих и синхронизирующих сигналов скважинной .части, через унифицированную магистраль 13 соединенными с блоком 9 питания блока 1 согласо45 вания и скважинными зондами 14 — 16, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчики 17, коммутатор 18 и преобразователь 19 измерительной информации, в качестве которого может быть использован! 50 обычный аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Выходы блока 12 демодуляции соединены с входами блока 11 .

1 модуляции. К магистрали 13 каждого 1 из скважинных зондов через регистры данных и состояния подключены исполнительные механизмы зондов, каждый из которых имеет блок управления (подна фиг.3 — - структурная схема блока демодуляции измерительной информации наземной части, на фиг.4 — структурная схема блока модуляции управляющих и синхронизирующих импульсов наземной части; на фиг.5 — структурная схема контроллера пульта управления блока управления прибором наземной части; на фиг.6 — структурная схема микропроцессора блока управления при10 бором наземной части.

Комплексно-комбинированный прибор для каротажа скважин содержит в скважинной части от одного до шести скважинных приборов, каждый иэ которых включает блок 1 согласования с линией связи — каротажным кабелем, содержащий согласующие трансформаторы 2 и 3, резисторы 4 и 5 обратной связи, развязывающие диоды 6 и 7, разделительный конденсатор 8 и блок 9 пита: ния, причем одна из первичных и вторичная обмотки согласующего трансформатора 2 соединены непосредственно с

25 линией 10 связи, соединяющей скважинную часть с наземной, а их средние точки через последовательно соединенные раэвязывающие диоды б и 7 — с блоком 9 питания и через резисторы

5 и 4 обратной связи с землей и линией 10 связи. У трансформатора 3 один конец первичной обмотки через ключение исполнительных механизмов не показайо).

В наземной части аппаратуры находится блок 20 управления прибором, который содержит микропроцессор 21 цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 22 и контроллер 23 пульта управления, соединенные с пультом 24 управления, причем микропроцессор 21, ЦАП 22 и контроллер 23 соединены .с унифицированной магистралью 25. Выход ЦАП 22 является выходом блока 20 управления и соединен с аналоговым регистратором- 26. К унифицированной магистрали 25 подключен блок 27 моду ляции управляющих и синхронизирующих импульсов, соединенный с первичной обмоткой дополнительного согласующего трансформатора 28. Один конец вторичной обмотки трансформатора 28 соединен с землей, а другой— через разделительный конденсатор 29 одновременно с линией 10 связи и входом обратной связи источника 30 питания, один из выходов которого соединен со средней точкой согласующего трансформатора 31, а другой — с землей.

Первичная обмотка трансформатора

31 соединена,с линией 10 связи, а вторичная — с блоком 32 демодуляции измерительной информации. Блоки источника 30 питания, демодуляции 32 измерительной информации и цифровой магнитный регистратор 33 подключены к унифицированной магистрали 25.

Блок 11 модуляц.m измерительной информации содержит преобразователь

34 параллельного кода в последовательный, вход которого соединен с унифицированной магистралью 13, а выход через последовательно соединенные схему 35 формирования служебных разрядов, схему 36 управления предискажением, схему 37 управления усилителем мощности — с усилителем 38 мощности. Управляющие гходы схем

35-37 соединены с выходом схемы 39 формирования синхрочастоты, другой выход которой соединен со схемой 40 разрешения модуляции, выход которой соединен о схемой 37 управления усилителем мощности,:а входы являются входами блока 11 модуляции и соединены с блоком 12 демодуляции управляющих и синхрониэирующих сигналов.

Выходы усилителя 38 мощности являются выходами блока 11 модуляции и

9 10879 соецинены с первичной обмоткой транс- . форматора 2 блока 1 согласования.

Блок 12 демодуляции управляющих и синхронизирующих сигналов содержит входной фильтр 41, соединенный через схему 42 выделения экстремумов с последовательно соединенными схемой 43 формирования кода, преобразователем

44 последовательного кода в параллельный и магистральными ключами 45, а также через схему 46 выделения синхроимпульсов — с унифицированI ной магистралью 13., Выходы схемы 46 выделения,синхроимпульсов соединены через .схему 47 выделения с Унифи . цированной магистралью 13, с преобразователем 44 последовательного кода в параллельный и входом схемы 40 разрешения модуляции блока 11 модуляции.

Другой выход преобразователя 44 соединен с унифицированной магистралью

13 через схему 48 распознавания адреса, выходы которой соединены со схемой 40 разрешения модуляции блока 11 модуляции и регистром 49 памяти. Входами блока 12 демодуляции являются входы фильтра 41, соединенные со вторичной обмоткой трансформатора 3 блока 1 согласования.

Блок 32 демодуляции измерительной информации наземной части содержит входной фильтр 50,соединенный со схе- мой 51 выделения экстремумов, выход которой соединен со схемой 52 выде ления синхрочастоты непосредственно и через схему 53 выделения последова35 тельного кода, причем выход схемы 53, соединенный со схемой 52„ и выход схемы 52 подключен к преобразователю 54 последовательного кода в па40 раллельный. Выход преобразователя 54 соединен со схемой 55 разрешения записи кода, выход которой подключен к регистру 56 памяти. Другой выход преобразователя 54 через регистр 56

45 памяти одновременно подключен к схеме 55 разрешения записи кода и через магистральные ключи 57 к магистрали

25 и контроллеру 58, выходы которого .соединены со схемой 55 разрешения

50 записи кода и магистральными ключами 57. Входы входного фильтра 50 являются входами блока 32 демодуляции и соединены со вторичной обмоткой трансформатора 31.

В качестве источника 30 питания 5$ использован стабилизированный источник постоянного напряжения с обратной связью по напряжению.

39 10

Блок 27 модуляции управляющих н синхрониэирующих сигналов содержит подключенные к унифицированной магистрали 25.контроллер 59 и магистральные ключи 60. Выход магистральных ключей 60 через последовательно соединенные преобразователь 61 параллельного кода в последовательный, схему 62 формирования служебных разрядов и схему 63 управления предискажением соединен. с одним из входов схемы 64 управления усилителем мощности, к другому входу которой подключена соединенная со входом магистральных ключей 60 схема 65 формирования синхрочастоты. Выход схемы 64 через усилитель 66 мощности соединен с входом выходного фильтра

67, выходы которого являются выходами блока 27 модуляции и соединены с . согласующим трансформатором 28.

Контроллер 23 содержит объединенные по входу и соединенные с магистралью 25 регистр 68 режима, регистр 69 состояния прибора и регистр 70 управляющего слова, другие входы которого соединены с пультом 24 управления. Выходы регистров

68 и 69 также подключены к пульту 24 управления. Контроллер 23 содержит также последовательно соединенные формирователь 71 последовательности сигналов интерфейса и схему 72 опознавания, соединенные с магистралью 25.

Микропроцессор 21 содержит процессор 73, оперативное запоминающее устройство ОЗУ 74 и постоянное запоминающее устройство ПЗУ 75, соединенные с магистралью 25 ° Процессор 73 содержит объединенные по входам блок 76 внутреннего управления, аперационный блок 77, интерфейсчый блок 78 и блок 79 наружного управления, дополнительно соединенный с блоком 76 внутреннего управления, причем блок 78 и 79 соединены с магистралью

25.

Прибор работает следующим образом.

Наземная часть прибора и скважинные зонды, количество которых может быть от одного до шести, соединяются между собой линией 10 связи (трехжильным каротажным кабелем). Две жилы линии 10 связи, концы которых соединяют первичную обмотку согласующего трансформатора 31 со вторичной обмоткой согласующего трансформатора 2 блока 1 согласования первого скважинного прибора, служат для подачи в скважинные зонды питающего напряжения и приема из слово, которое содержит адресную и информационную части. Адресная часть содержит код номера прибора, к которому адресуется управление, и код устройства, к которому непосредственно относится команда управления. Микропроцессор 21 пересыпает параллельный код управляющего слова через унифицированную магистраль 25 в блоке 27 модуляции, в котором происходит преобразование параллельного кода в последовательность биимпульсных сигналов. Каждый раэ ояд кода независимо от его значения (О или 1) передается биполярным импульсом. Однако значения этих разрядов различаются фазой биполярного сигнала относительно опорной стабильной по фазе частоты, вырабатываемой схемой 65 формирования синхрочастоты блока 27 модуляции. При этом передача управляющих и синхрониэирующих сигналов в скважинном зонде осуществляется относительно опорной частоты 50 кГц, а передача измерительной информации от скважинных зондов осуществляется относительно опорной частоты 200 кГц.

Таким образом, сигналы на входе блока демодуляции 12 скважинного 11 1087939 12 скважинных зондов измерительной инфор- трансформаторы 28 и 3, введены размации. Третья жила линии 10 связи, делительный конденсатор 29 в наземI один конец которой одновременно сое- ной части прибора и конденсатор 8 динен со входом обратной связи бло- в блоке 1 согласования скважинного ка источника 30 питания и .раздели- зонда. (5 тельным конденсатором 29, а другой— С другого выхода блока источниi.со средней точко, делителя, образо- ка 30 питания ряд постоянных напряжеванного резисторами 4 и 5 обратной ний, например, 5, . 9, «Ф12В, связи, и разделительным конденсато-,одновременно поступает в унифициром 8 блока 1 согласования каждого 10 рованную магистраль 25, для питания скважинного прибора, служит длч по- наземной части прибора магистраль 25 дачи на блок источника 30 питания содержит линии питания, линии данных, напряжения обратной связи и переда-. адресные линии и линии сигналов— чи в скважинные зонды управляющей и идентификаторов обмена. синхронизирующей информации., Управление скважинными зондами

С высоковольтного выхода блока осуществляется с пульта 24 управисточника 30 питания постоянное на- ления блока 20 управления по програмпряжение величиной 250-300 В подает- ме, которая хранится в постоянном ся через среднюю точку первичной об- запоминающем устройстве 75 микромотки согласующего трансформатора 31, процессора 21. С помощью кнопок и линию 10 связи, среднюю точку вторич- переключателей оператор задает на ной обмотки согласующего трансфор- пульте 24 управления номер скважинматора 2 и развязывающие диоды 6 ного зонда, к которому обращается, и 7 на вход блока 9 питания блока 1 и операции, которые необходимо произсогласования первого скважинного >> вести в скважинном зонде, например,. зонда и бдновременно аналогичным об- управление прижимными устройствами, разом на остальные скважинные зонды. изменение масштабов в коэффициенте

Поскольку величина постоянного напря- усиления, переключение зондов, датжения составляет сотни вольт, паде- чиков и т.д. При пуске в регистре 70 нием напряжения на диодах 6 и 7 мож- контроллера 23 формируется управляющее

30 но пренебречь. Величина постоянного напряжения на входе блока 9 питания будет изменяться обратно пропорционально изменению мощности, потребляемой скважинным зондом. Напряжение, пропорциональное напряжению на входе„ 5 блока 9 питания, снимается с резисторов 4 и 5 обратной связи, через линию 10 связи подается на вход отрицательной обратной связи источника

30 питания и воздействует на него таким образом, чтобы компенсировать изменение напряжения на входе блока 9 питания, осуществляя таким

Ф образом стабилизацию питающего

45 напряжения. Выход делителя, образованного резисторами 4 и 5 и соеди-! ненного со входом отрицательной обратной связи, соединен также через линию 10 связи с выходом аналогичного делителя во всех скважинных зондах.

Поскольку каждый скважинный зонд опрашивается в отдельности, то изме- нение напряжения питания проявляет- ся только на входе блока 9 питания того скважинного зонда, в котором

Я производятся переключения. Для того, чтобы постоянное напряжение обратной связи не намагничивапо согласующие

13 108793 зонда и на входе блока 32 демодуляции наземной части практически не содержат низкочастотных составляющих. Управляющая информация из блока 27 модуляции передается через согласующий трансформатор 28 и разделительный конденсатор 29 в линию 10 связи, а затем через разделительный конденсатор 8 и согласующий трансформатор 3 блока 1 согласования -10 в блок 12 демодуляции каждого скважин. ного зонда. В блоке 12 демодуляции происходит преобразование биполярного после довательного кода управляющего слова в униполярный. В случае совпадения адресной части слова с адресом данного скважинного прибора в блоке 12 демодуляции происходит преобразование последовательного кода в параллельный, и результирующий код управляющего слова выводится на унифицированную магистраль 13,.

С поступлением в магистраль 13 кода, содержащего номер регистра данных (не показан), осуществляющего обмен информацией между магистралью и исполнительным механизмом или устройством, упарвляющее слово переписывается в этот регистр. Комбинация значений разрядов управляющего слова, записанного в регистре данных, определяет режим работы данного исполнительного механизма. После приема управляющего слова блока 12 демодуляции устанавливает на одном из управляющих входов схемы 40 блока 11

35 модуляции, сигнал разрешения модуляции. Информация о состоянии исполнительных механизмов и узлов после выполнения команды управления заноО 40 сится в соответствующие этим узлам и механизмам регистры состояния.

По команде опроса содержимое регистpos состояния считывается через унифицированную магистраль 13 в блоке 11 .45 модуляции. Параллельный код, содержащий номер устройства и информацию о его состоянии, преобразуется в бло ке 11 модуляции в последовательный, К слову состояния добавляется код номера прибора и с появлением на

5, другом управляющем входе блока 11 модуляции синхронизирующего имнульса осуществляется модуляция результирую щего кода: путем преобразования его в биимпульсный. Причем с целью иовы-55 шения пропускной способности кабельной линии связи с учетом передаточной характеристики каротажного кабеля осу"

9 14 ществляется амплитудное предискажение кода схемой 36 блока 11 модуляции.

Через трансформатор 2 блока 1 согласования модулированный- по фазе код поступает в линию 10 связи, а затем через трансформатор 31 в блок 32 модуляции наэемн и части, где его преобразование осуществляется аналогично преобразованию управляющего слова в блоке 12 демодуляции скважинного зонда. Микропроцессор 21. пересылает информацию о состоянии скважинных приборов через унифицированную магистраль .25 в контроллер 23 блока 20 управления, где происходит дешифрация слова состояния и индикация его на транспарантах и индикаторах пульта 24 управления.

После окончания режима управления оператор переводит скважинные зонды в режим измерения.

В режиме измерения микропроцессор 21 посылает в скважинные зонды сигналы синхронизации (опроса) тем же путем, что ранее передавались управляющие слова. Сигналы от датчиков 17 измерительного зонда 16 через коммутатор 18 поступают на вход преобразователя 19, на выходе которого формируется код, пропорциональный напряжению на его входе. По сигналу опроса информация с выходного регистра преобразователя 19, содержащая код номера датчика, считывается через унифицированную магистраль 13 в блок 11 модуляции, где преобразуется в последовательный код. Затем к информационному слову добавляется код номера скважинного зонда, последовательный униполярный код преобразуется в процессе модуляции в биимпульсный и передается через согласую- щий трансформатор 2, линию 10 связи и согласующий трансформатор 31 в блок 32,демодуляции измерительной информации, где снова преобразуется в параллельный униполярный код.

Микропроцессор 21 пересылает информационное слово или для записи на магнитную ленту в цифровой магнитный регистратор 33 или через ЦАП 22.блока 20 управления в аналоговый регистратор 26.

Применение в качестве блока питания источника постоянного напряжения с отрицательной обратной связью по напряжению, осуществляемой с помощью вновь введенных резисторов обратной связи (делителя напряжения) 15

1087939

16 и развязывающих диодов, введение дополнительного согласующего трансформатора в наземной части и разделительных конденсаторов в наземной и скважинной частях позволяет обес- 5 печнть гальваническую развязку по питанию между скважинной и наземной частью, а также скважинными зондами между собой, исключить громоздкие фильтрующие цепи и тем самым сни- Ч зить уровень собственных шумов измерительных зондов и линии связи, 1 что s свою очередь позволяет расширить динамический диапазон и частотный спектр измеряемых сигналов.

Предлагаемое устройство позволяет, передавать информацию о 18 параметрах с частотой 200 кГц. Спектр пере— даваемых частот 0-130 Гц. Динамический диапазон передаваемых сигналов 2О с автоматическим переключением масштабов измерения 80 дБ.

За счет применения отрицательной обратной связи система питания обес печивает высокую стабилизацию напря- 25 жения питания скважинных зондов в широком интервале температур от -10 до 120 С, позволяет снизить величину е питающего напряжения примерно в полтоРа Раза по сравнению с переменным б напряжением, уменьшает воэможность пробоя, вследствие чего повышается надежность аппаратуры, и снижает общую потребляемую мощность.

Система питания скважинной части позволяет использовать в линии связи две развязанные между собой системы модулятор - демодулятор для измери- i тельных и управляющих и синхрониэирующих сигналов, обеспечивающие увеличение скорости передачи до 200 кГц, за счет более полного использования частотных свойств каротажного кабеля.

Применение унифицированных магистралей в наземной и скважинной частях предлагаемого устройства наиболее полно отвечает его назначению, поскольку дает возможность легко изменить функ/

t дии прибора применительно к любым видам каротажа простым изменением программных средств, а также скважинный зонд в целом, унифицировать измерительные зонды, упростить синхронизацию и управление исполнительными механизмамк, упростить управление скважинными зондами и обеспечить в наземной части сопряжение с ЭВИ и цифровыми регистраторамИ.

1087939

1087939

1087939

1087939

Фиг 4

1087939

Составитель Н.Журавлева

Редактор О.Черниченко Техред< С.Мигунова Корректор О.Тигор

Заказ 2667/43 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открштий

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

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