Автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения

 

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИНЫ В ПГОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь , второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования , блок регистрации, блок визуальной иняикации и блок управления записью, выход которого соединен с входом первого и второго коммутатора, таймер и блок памяти, о т л ичающая

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

I(9(SU (I (I 1 4

4 (g ) ) Е 21 В 47/02 ф

;", :139

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "; .. ;:""

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3577279/22 — 03 (22) 11..04.83 (46) 07.04.85. Бюл. N" 13 (72) Г. Н. Ковшов, P. И. Алимбеков, В. 3. Ахметзянов и А. С. М1улаков (71) Уфимский ордена Ленина авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 622.242 (088.8) (563 1. Авторское свидетельство СССР

N 903565, кл. Е 21 В 47/022, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР N 941558, кл. Е 21 В 47/022, 1982 (прототип). (543 (57) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВА—

)KHHbl В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальной индикации и блок управления записью, выход

1 которого соединен с входом первого и второго коммутатора, таймер и блок памяти, о т л ич а ю ш а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения траектории скважины и надежности системы, она снабжена блоком осреднения сигналов, блоком программирования времени и количества циклов измерения и блоком программирования сигнала записи по глубине, дополнительным таймером, блоком памяти, блоком управления приемом информации, блоком меток, при этом выход блока программирования сигнала записи по глубине соединен с блоком управления приемом информации, один из выходов последнего соединен с входом блока осреднения,-другой вход кото<, рого подключен к коммутатору, а его выход соединен с входом блока памяти, причем вход дополнительного таймера соединен с входом блока масштабирования, выход допол« нительного таймера соединен с входом блока программирования сигнала записи .по глубине, выход которого соединен с входом блока управления приемом информации, выход которого соединен с вторым входом блока приема . информации.

l9%5L

1148986

Изобретение относится к бурению, в частнос ти к средствам измерения параметров траектории скважины.

Известно глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины, содержащее датчики, подключенные к информационным входам первого коммутатора, выходы которого соединены с входом первого коммутатора, выходы которого соединейы с входом аналого-цифрового преобразователя (AUII), а управляющие входы — с первыми входами блока управления, первый вход которого подключен к первому выходу таймера, второй выход которого подключен к установочному входу счетчика адреса, счетный вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а выходы с адресными входами блока памяти, блок фиксации останова, второй коммутатор, элемент И, триггер, элемент запрета, сдвиговой регистр, выход АЦП соединен с первыми информационными входами второго коммутатора, вторые информационные входы которого подключенъ1 к третьим выходам таймера, а управляющие входы соединены с третьими выходами блока управления, второй вход которого подключен к блоку фиксации останова, а четвертый выход — к первому входу элемента запрета, второй вход которого связан с выходом, триггера, а первый вход которого подключен ко второму выходу таймера, ЗО а второй вход через элемент И соединен с соответствующими выходами счетчика адреса, управляющий яход блока памяти подключен к выходу элемента запрета, информационные входы — к выходам второго коммутатора, а выходы блока памяти через сдвиговый регистр З5 подключены к выходу устройства. Блок фиксации останова выполнен в виде последовательно включенных датчиков вибраций, усилителя, интегратора, порогового элемента, триггера и дифференцирующей цепи t I) .

Недостатком данного устройства является низкая точность построения траектории скважины, так как параметры измеряются в точках, а интервал между точками равен длине свечи и не изменяется. Кроме того, недостатком является низкая надежность привязки точек измерения по. глубине, так как блок фиксации останова может выдавать ложные сигналы в зависимости от характера движения колонны бурильных труб.

Известна также автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения, содержащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, 55

АЦП, второй коммутатор, второй вход которого соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединсн с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальной индикации и блок управления записью, выход

i которого соединен с входом первого и второго коммутаторов таймер и блок памяти (2) .

Недостатками известной системы являются низкая точность построения траектории скважины, так как в связи с чем измерение производится в точках, а интервал между точками измерения равняется длине свечи и низкая достоверность измерений, так как параметр в данной точке скважины измеряется один раз и возможно ошибочное измерение. Кроме того, недостатком является низкая надежность привязки точек измерения по глубине — блок управления записью, содержащий сейсмодагчик, может выдавать ложную команду на измерение или запрет, не исключается возможность пропуска точек измерения по скважине.

II",ëü изобретения — повышение точности траектории скважины и надежности системы за счет более точной привязки результатов измерения по глубине скважины.

Поставленная цель достигается тем, что автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения, содержащая последовательно соединенные датчики, первый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, второй коммутатор, второй вход которого .соединен с выходом генератора тестовых команд, блок памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, выход которого соединен с входом блока масштабирования, блок регистрации, блок визуальной индикации и блок управления записью, выход которого соединен с входом первого и второго коммутаторов, таймер и блок памяти, снабжена блоком осреднения сигналов, блоком программирования времени и количества циклов измерения и блоком программирования сигнала записи по глубине, дополнительным таймером, блоком памяти, блоком управления приемом информации, блоком меток, при этом выход блока программи рования сигнала записи по глубине соединен с блоком управления приемом информации, ° один из выходов последнего соединен с входом блока осреднения, другой вход которого подключен к коммутатору, а его выход соединен с входом блока памяти, причем вход дополнительного таймера соединен с входом блока масштабирования, выход дополнительного таймера соединен с входом блока программирования сигнала записи по глубине, выход ко,торого соединен с входом блока управления приемом информации, выход которого соединен с вторым входом блока приема информации.

1148986

На чертеже приведена функщгональная схема системы.

Система состоит из автономного скважинного прибора и наземного устройства, кроме того, она содержит датчики 1, коммутатор 2, АЦП .3. коммутатор 4, блок 5 осреднения, блок 6 памяти, блок 7 управления записью, блок 8 программирования времени и количества циклов измерений, таймер 9, блок 1О приема информации, блок 11 масштабирования, блок

12 памяти, блок 13 регистрации, блок 14 визуальной индикации, блок 15 формирования меток глубин(БМГ), генератор 16 тестовых команд, блок 17 управления приема информации C JIoK 18 программир лись по глубине, таймер 19.

Система работает следующим образом.

Система приводится в рабочее состояние, так как в устройствах про раммируемых скважиниого прибора и наземного устройства

20 задана необходимая программа измерения; синхронно включены таймеры. Скважинный прибор сброшен в скважину и зафиксирован в немагнитной бурильной трубе. В процессе подъема колонны бурильных труб согласно за25 данной программе блок управления выдает команду, по которой коммутатор 2 поочередно подключает датчики 1 и подает на вход

АЦП 3, в котором сигналы с датчиков преобразуются в цифровой код и поступают на вход блока 5 осреднения. В устройстве программируемом задан интервал времени, за который происходит осреднение результатоы измерения. Этот интервал времени соответствует некоторому интервалу участка скважины.. 35

Сигнал времени поступает с таймера 9, согласно этому сигналу устройство программируемое формирует границы интервала и . порядковый номер измерения выдает сигнал в блок 7 управления записью, который вьща- 40 ет команду на запись результата из блока осреднения в блок 6 памяти. Измерение производится как при движении колонны, так и при остановах. Это возможно эа счет применения феррозондового датчика азимута и 45 синусно-косинусного трансформатора в качестве преобразователя зенитного угла и датчика угла отклонителя, а также применения поплавковой конструкции, заполненной вязкой жидкостью. Устройство программируемое мо- 50 жет работать по нескольким программам. Каждая программа управляет работой схемы в назначенном диапазоне времени с заданным интервалом времени осреднения. Это позволяет изменять интервал осреднення на различных 55 участках скважины. Необходимость наличия нескольких программ видна из следующего примера. Пусть параметры траектории скважины измеряются во второй раз с глубины

2000 м. Первое измерение было произведено с глубины 1500 м. После первого измерения пробуреио 500 м, которые необходимо проверить с минимально возможным интервалом осреднения. Учтем, что объем блока памяти скважинного прибора ограничен, например, до ста точек для записи параметров в 100 точках.

Распределять объем памяти равномерно для записи информации по всей длине скважины нет смысла, большую часть выделим на запись информации с последних 500 м скважины. Зная среднюю скорость подъема колонн (допустим

10 м/мин) вычисляем диапазон времени для первой программы Т1 — 500 10 — 50 мин, соответственно назначаем интервал времени осреднения Тц — 50 мин: 80 — 5/8 мин, который соответствует среднему интервалу по длине 500:8 — 6,2 м. Полное время /подъема. составляет ҄— 2000 м: 10 м/мин — 200 мин.

Для второй программы диапазон времени

T2 — 200 мин-50 мин — 150 мнм, отсюда интервал времени осреднения 1 — 150 мин:

22

: 20 точек — 7,5 мин, что соответствует среднему интервалу по участку скважины 1500 м

520 — 75 м. Вторая программа и соответстввенно второй диапазон времени являются резервными и контрольными и могут использоваться для сравнения с результатами измерения, проведенными в первый раз.

Наземное устройство работает следующим образом.

Блок программирования сигнала на запись по глубине 18 согласно заданной программе выдает сигнал в блок 17 управлейия приема информации, который вырабатывает команду на запись в блок 12 памяти порядкового номера интервала измерения и кода. глубины,;посту- . пающего с БМГ 15.

После извлечения на поверхность скважиниый прибор присоединяется к наземному устройству.

По команде блока 17 управления приема памяти чере." блок 10 приема информации н блок 11 масштабирования из блока памяти скважинного прибора подается блок 14 визуальной индикации н блок 13 регистрации параллельно из блока 12 памяти информация о глуби не соответствующего интервала измерения. Генератор 16 тестовых команд предназначен для проверки функционирования всей системы перед началом измерений .

- Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает повышенной точностью построения траектории скважины..

1148986

Редактор Г. Волкова

Закаэ 1841/21

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И, Карбачинская

Техред Л.Микеш Корректор М. Максимишинец