Устройство для измерений температуры в скважине

 

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНЕ, содержащее датчик температуры, блок коммутации, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и схему управления, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности измерений, оно «1абжено дополнительными датчиками температуры, блоком линеаризации, блоком сравнения, блоком адресации и узлом считывания, причем выход аналого-цифрового преобразователя через блок сравнения связан со схемой управления , а один из выходов последней через блок адресации и блок памяти связан с и. блоком сравнения, при зтом соответствующие выходы аналого-цифрового преобразователя, блока адресации н схемы управления подключены к узлу считывания, а датчики через блок линеаризации подключены к блоку коммутащш.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) 4(5() Е 21 В 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛИ4 ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3665801/22-03 (22) 10.10.83 (46) 07.04.85. Бюл. Н 1.3 (72) С. А. Казанцев, А. Д. Дучков и С. И. Чазов (71) Институт геологии и геофизики им. 60-летия СССР Сибирского отделения .Ай СССР (53) 622.241 (088.8) (56). I. Авторское свидетельство ССС Р

М 1035210, кл. Е 21 В 47/06, 1982.

2. Руководство по гидрологическим работам в океанах и морях. Л., Гидрометеоиздат, 1977. с. 537-546. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ

ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНЕ, содержащее датчик температуры, блок коммутации, анас лого- цифровой преобразователь, блок памяти и схему управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения операти в ности измерений, оно снабжено дополнительными датчиками температуры, блоком лине ар изации, блоком сравнения, блоком адресации и узлом считывания, причем выход аналого- цифрового преобразователя через блок сравнения связан со схемой управления, а один из выходов последней через блок адресации и блок памяти связан с блоком сравнения, при зтом соответствующие выходы аналого-цифрового преобразователя, блока адресации и схемы управления под- . ключены к узлу считывания, а датчики через блок линеаризации подключены к блоку Ъ коммутации.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел считывания выполнен в виде счетчика и блока преобразований, выходы которых соединены с блоком индикации, н блока переключате1148992 лен, связанного со схемой управления, причем вход блока преобразований подключен к выходу. блока адресации, а вход счетчика к соответствующему выходу аналого-цифро. вого преобразователя.

Изобретение относится к геофизике и пред. назначено для длительного измерения и запоминания температуры в скважинах и может быть использовано для таких же измерений в водоемах, а также для накапливания ин- 5 формации с других датчиков.

Известно устройство, применяющееся для длительных температурных измерений (13.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерений температуры в скважине, содержащее датчик температуры, блок коммутации,, аналого-цифровой преобразователь, блок памя-ти н схему управления 12).

Недостатком известного устройства является 15 то, что температурный канал не может быть использован для измерений температуры на разных глубинах в скважине, так как он за-. коммутирован в общей схеме и не может быть выделен без переделки измерителя. Кро- 20 ме того, он рассчитан для измерений температуры лишь от одного датчика, Ограничена дискретность измерений — наибольший период

1 ч, Для кодирования сигнала от датчика температуры использован поэтапно работающий 25 аналого-цифровой преобразователь, недостатком которого является низкая помехозащищенность, что приводит к усложнению измерителя. Наличие в аналого-цифровом преобразователе и блоке памяти электромеханических узлов 3п снижает надежность измерителя, увеличивает энергопотребление. Измеритель не позволяет оперативно получать значения измеренных температур . Магнитная запись результатов измерений расшифровывается с помощью ЭВМ в центре обработки данных.

Целью изобретения является повышение оперативности измерений, помехозащищенности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что уст 4О ройство для измерений температуры в скважи не, содержащее датчик температуры, блок коммутации, . аналого-. цифровой преобразователь, блок памяти и схему управления 1 снаб-, жено дополнительными датчиками температуры,45 блоком линеаризации, блоком сравнения, блоком адресации и узлом считывания, причем выход аналого-цифрового преобразователя через блок сравнения связан со схемой управления, а один из выходов последней через блок адресации и блок памяти связан с блоком сравнения, при этом соответствующие выходы аналого-цифрового преобразователя, блока адресации и схемы управления подключены к узлу считывания, а датчики через блок линеаризации подключены к блоку коммутации. Кроме того, узел считывания выполнен в виде счетчика и блока преобразований, выходы которых соединены с блоком индикации, и блока переключателей, связанного со схемой управления, причем вход блока преобразований подключей к выходу блока адресации, а вход счетчика — к соответствующему выходу аналого-цифрового преобразователя.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 измерения, узел 2 считывания и температурные датчики

3. Блок 1 иэмерейия, включает блоки линеаризацни, коммутации 5, аналого-цифровой преобразователь 6, схему 7 управления, бло-, ки 8 сравнения, памяти 9 и адресации 10

Узел 2 считывания служит для оперативного воспроизведения записанной в блоке 9 памяти информации. Он состоит иэ блока 11 переключателей, блоков 12 преобразования, счетчика 13 показаний памяти и блока 14 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Температурные датчики 3 размещаются в с скважине на разных глубинах (глубина прахтически ограничивается длиной проводной связи и воэможностями герметизации датчиков).

На устье скважины размещается блок 1 измерения, с которым датчики связаны проводной связью. Первое измерение производится нецосредственно после включения. Сигнал от дат- . чика (термистор) поступает в блок 4 лииеаризацни, который рассчитывается по данным

1148992

ЗЙВЙИ Заказ 1841t21 7жрап S40 Подпнсное

ФЮйайй 3ВВ «Вй?агат", гУигород, уа.проектная, 4 калибровки датчиков. В дальнейшем схема 7 управления включает измерительный блок через определенный интервал, предусмотренный прн постановке устройства, и производится очередной опрос всех датчиков. С блока линеаризации сигнал через блок 5 коммутации поступает в аналого-цифровои. преобразователь 6, состоящий нз преобразователя напряжения в частоту и счетчика импульсов, и далее закодированный сигнал го команде со 10 схемы 7 управления поступает в блок 9 памяти. Затем схема 7 управления выдает блоку

5 коммутации команду для подключения к аналого-цифровому преобразователю 6 следующего датчика. Другой управляющий импульс . поступает на блок 10 адресации, который при записи сигнала or следующего датчика определяет его переадресацию в памяти. После измерения и запоминания сигнала с последнего датчика схема 7 управления отключает от питания все блоки, кроме блоков памяти 9 и адресации 10. Через запрограммированный период схема 7 управления вновь включает устроиство и цикл измерений повторяется.. Время работы блока 1 измерения в автономном режиме определяется емкостью кристаллической памяти и длительностью цикла измерения.

Считывание информации, накопленной блоком 1 измерения, происходит следующим образом.

Узел 2 считывания подключается к блоку

1 измерения. Тактовые импульсы со схемы 7 управления через счетчик импульсов аналогоцифрового преобразователя 6 начинают постуrmb на счетчик 3 памяти в блоке 2 считы- 35 ваиия. Показания счетчика импульсов в аналого-цифровом преобразователе 6 постоянно сравниваются с результатами измерений, хранящимися в блоке 9 памяти. Как только показания счетчика в аналого-цифровом преоб- 4О разоввтеле станут равными числу, хранящемуся в. блоке 9 памяти, блок 8 сравнения выдает запрет на прохождение тактовых импульсов на счетчик 13 памяти в блоке считыва. ния. Таким образом, число тактовых импульсов в счетчике 13 памяти блока считывания равно числу импульсов, поступивших в счетчик аналого-цифрового преобразователя б, и рввно числу, записанному в блоке 9 памяти.

Со счетчика 13 памяти результат в дееятнчной5О форме (С) воспроизводится на семисегмент4 йьтх цифровых индикаторах блока 14 ицди кации. В то же время восьмиразрядный код адреса измерения нз блока 10 адресации пос-, тупает в блок 12 преобразования двоичного кода в десятичный и эта информация, соответствующая номеру замера и номеру датчика, также воспроизводится на индикаторах блока 14 индикации. Аналогичным образом производится считывание показаний, записанных в блоке 9 памяти по следующему адресу и т. д. После завершения считывания блок, 2 считывания отключается и блок 1 измерения вновь готов к записи измерений температуры.

В предлагаемом устройстве предусмотрена воэможность изменения числа датчиков, емкости кристаллической памяти, сдвига нли расширения интервала линеаризации, возможность использования датчиков разного вида, изменения периодичности измерений от минут до суток. Устройство, в том числе и блок памяти, выполнено на интегральных микросхемах(серия 176), что существенно уменьшает энергопотребление. В измерительном блоке ток снижен до 200 мкА при напряжении источника питания 6 В. Усредненная по времени (хранение информации и периодическое измерение) мощность, потребляемая измерительным блоком, не превышает 1,2 мВт. Блок считывания вследствие наличия световой инди-. кации потребляет большее количество энергии и требует отдельного источника питания 6В.

В предлагаемом устройстве нрнменен аналогоцифровой преобразователь на основе преобразования напряжения в частоту, что позволяет упростить и повысить его помехозаццццеиность.

Введение в устройство блоков лииеариэацнн, сравнения, адресации и считывания позволяет без дополнительной обработки выводить реальные значения температуры, записанные в память. Причем в скважине размещаются только датчики, что значительно упрощает и удешевляет предлагаемое устройство. Этому способствует также it rто, что блок считывания может быть использован для целой группы скважин, оборудованных датчиками и блоками измерения. Относительная погрешность измерений температуры предлагаемым устройством определяется в основном точностью градуирования и лииеариэацни., При градуировании термодатчиков посредством сравнения со ртутиьфМ термометрами TP — 1 (цена деления 001 С)

;погрешжкть ие превышает 0,03 С.