Автономная система для измерения параметров траектории скважин

 

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