Телеметрическая система для каротажа скважин (ее варианты)

 

Телеметрическая система для каротажа скважин относится к области геофизического приборостроения, в частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной аппаратуре. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей телесистемы, повьшение ее надежности и помехоустойчивости . Телесистема состоит из наземной и скважинной частей, соедйденных каро.тажным кабелем, В наземную часть телесистем входят контроллер со средствами регистрации и отображения информации и модем для связи контроллера со скважинным прибором, В скважинную часть входят измерительные модули, каждый из которых содержит блок управления зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважинньй прибор при помощи приборной магистрали. Для достижения цели изобретения в приборную магистраль введены линии захвата магистрали и изолированная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля, а в каждый измерительный модуль введены контроллер связи с наземной частью телесистемы и модем. Модем своим первым входом - выходом подключен к двунаправленной линии информации и питания магистрали, являющейся продолжением жилы каротажного кабеля. Вторым входом - выхйдом мос дем подключен к первому двунаправS ленному входу контроллера связи, вто (Л рой дв-унаправленньш вход контроллера связи подключен к линии захвата магистрали и к входу модема. Третий двунаправленный вход контроллера связи через шину информации подключен к блоку управления зондомj которьй ю . Подключен через управляющую шину к О5 четвертому двунаправленному входу контроллера связи. По второму варисд анту в скважинный прибор введен транО5 слятор информации, в приборную ма ГО гистраль введены линия питания, линия захвата магистрали и изолированная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля, Транслятор одним входом - выходом подключен к каротажному кабелю, .а другим входом - выходом .- к информационной линии магистрали , к которой подсоединен первый вход - выход модема. Выход транслятора подключен к линии питания, а вход - к линии захвата магистрали. 2 с,п, ф-лы, 5 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

%КЮТИ.-1, Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ в скважинный прибор при помощи приборной магистрали. Для достижения цели изобретения в приборную магистраль введены линии захвата магистрали и изолированная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля, а в каждый измерительный модуль введены контроллер связи с наземной частью телесистемы и модем. Модем своим первым входом — выходом подключен к двунаправленной линии информации и питания магистрали, являющейся продолжением жилы каротажного кабеля. Вторым входом — выхбдом модем подключен к первому двунаправленному входу контроллера связи, второй двунаправленный вход контроллера связи подключен к линий захвата магистрали и к входу модема. Третий двунаправленный вход контроллера связи через шину информации подключен к блоку управления зондом, который

;:подключен через управляющую шину к четвертому двунаправленному входу контроллера связи. По второму варианту в скважинный прибор введен транслятор информации, в приборную магистраль введены линия питания, линия захвата магистрали и изолировано, ная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля. Транслятор одним входом — выходом подключен к каротажному кабелю, .а другим входом — выходом . — к информационной линии магисурали, к которой подсоединен первый вход — выход модема. Выход транслятора подключен к линии питания, а вход — к линии захвата магистрали.

2 с.п. ф-лы, 5 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3762632/24-25 (22) 10.07.84 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) П.А.Бродский, Д.В.Белоконь, А.П.Грузомецкий, В.Г.Диченко, Е.Д.Захаров и В.В,Кузнецов (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 911411, кл. G 01 V 1/40, 1980.

Заявка Франции № 2379694, кл. Е 21 В 47/12, опублик. 1979. (54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН (ЕЕ ВАРИАНТЫ) (57) Телеметрическая система для каротажа скважин относится к области геофизического приборостроения, в о частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной аппаратуре. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей телесистемы, повышение ее надежности и помехоустойчивости. Телесистема состоит из наземной и скважинной частей, соедиденных каротажным кабелем. В наземную часть телесистем входят контроллер со средствами регистрации и отображения информации и модем для связи контроллера со скважинным прибором.

В скважинную часть входят измерительные модули, каждый из которых содержит блок управления зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные

„„SU„„1265672 А 1

1265672

Изобретеине относится к геофизическому приборостроению, в частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной скважинной аппаратуре. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей телеметрической системы для каротажа скважин, повышение ее надежности и помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена блок-схема телеметрической системы по первому варианту; на фиг.2 — то же, по второму варианту; на фиг.3 — блок-схема транслятора информации; на фиг.4— блок-схема контроллера связи; на фиг.5 — временная диаграмма работы телеметрической системы.

Телеметрическая система по первому варианту (фиг.1) содержит в наземной части контроллер 1, средства

2 отображения и регистрации, наземный модем 3, каротажный кабель 4, в скважинной части — измерительные мо дули 5, объединенные с помощью приборной магистрали, состоящей из линий йнформации и питания 6, брони 7, захвата магистрали 8. Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 связи, к которому шиной 11 управления и шиной 12 информации

1 подключен блок 13 управления зондом, к которому подключены датчики и исполнительные устройства 14 измерительного модуля 5. Линия 6 информации и питания является также и линией питания измерительных моду,. лей скважинного прибора.

Телеметрическая система по второму варианту (фиг.2) содержит в на40 земной части контроллер 1, средства

2 отображения и регистрации, наземный модем 3, каротажный кабель 4, к которому подключена скважинная часть, содержащая измерительные модули 5, соединенные с помощью приборной магистрали, .состоящей из линий информации 6, брони 7, захвата магистрали

Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 связи, подсоединенный при помощи шины 11 управления и шины 12 информации к блоку 13 управления зондом, к которому подключены датчики и исполнительные, устс ° ройства 14 измерительного модуля-.5.

В.данном варианте в скважинный прибор введен транслятор 15, к которому подключена приборная магистраль, содержащая, кроме перечисленного, и линию 16 питания.

Транслятор (фиг.З) содержит прямой 17 и обратный 18 преобразователи информации, передатчик 19 и приемник

20, сетевой фильтр 21 и инвертор 2?.

Контроллер связи (фиг.4) содержит сдвиговый регистр 23, дешифратор 24 адреса, устройство 25 управления и соединен с блоком управления зондом при помощи шины- 12 информации, содержащей шины команд 26, и данных

27 и управления 11, содержащей проводы строба приема 28, строба передачи 29, конца работы 30.

Информация по линии информации передается в виде сигналов, соответствующих принятому виду модуляции.

Иодем 9 выполняет демодуляцию принимаемой информации и преобразует ее в двоичный код. При передаче информации в наземное оборудование в модеме

3 проводится модуляция двоичного кода. Кроме того, при наличии сигнала на линии захвата магистрали сигнал с линии информации модемом 9 не воспринимается.

Контроллер 10 связи преобразует последовательный двоичный код в гараллельный и наоборот и, кроме того, управляет работой линии 8 захвата магистрали.

Блок 13 управления зондом может быть выполнен как по жесткой логической схеме, так и программируемым, с применением микропроцессорных уст-. ройств, и предназначен для управления датчиками и исполнительными мехайизмами 14, преобразования аналоговых сигналов в двоичный код и наоборот, первичной обработки информации.

Телеметрическая система по первому варианту работает следующим 8браЮ зом.

Команда из наземной части телесистемы поступает по каротажному кабелю 4 и линии 6 информации и питания одновременно, во все модемы 9 измерительных модулей 5, где преоб разуется, если на линии 8 захвата магистрали нет сигнала, в последоо вательный цифровой код, который подается в контроллеры 10 связи. Команда в контроллерах 10 связи преоораэуется в параллельный код, который проверяется в дешифраторе 24 адреса и, если принятая команда принадлежит одному из измерительных модулей

1265672

5, то тот вырабатывает сигнал строба приема, по которому принимается команда из шины 26 команд соответст- . вующим блоком 13 управления зондом.

Кроме того, контроллер 10 связи, при- 5 нявший команду, выставляет сигнал захвата на линию 8 захвата магистрали, тем самым блокируя модемы 9 остальных измерительных модулей 5. Блок

13 управления зондом, по готовности данных, выдает в контроллер 10 связи строб передачи, go которому тот снимает данные с шины 27 данных, преобразует их в последовательный. код, который модулируется в модеме 9 и по линии 6 информации и питания и каротажному кабелю 4 поступает в наземный модем 3. Передача данных повторяется но мере надобности. По окончании работы измерительного модуля 5 блок 13 управления зондом выставляет сигнал конца работы, по которому сбрасывается сигнал с линии 8 захвата магистрали. Все модемы 9 измерительных модулей 5 переходят в режим приема команд из линии 6 информации и питания магистрали.

Для питания используют линию 6 информации и питания магистрали, обратным проводом является линия 7 бро-ЗО ни магистрали.

Блок-схема телесистемы и ее работа при использовании многожильного кабеля аналогичны.

В телеметрической системе по второму варианту обмен между наземным и скважинным оборудованием может проР водится не электрическими сигналами, а, например, с помощью акустических 40 или радио-излучений, или с йомощью световодов.

Команда при помощи одного из перечисленных методов подается на транслятор 15 скважинного прибора. Прямой45 преобразователь 17 преобразует ее вэлектрические импульсы и при помощи передатчика 19 передает в линию 6 информации магистрали. Питание, если это требуется, отфильтровывается и подается в линию 16 питания магистрали.

Дальнейшая работа телесистемы не отличается от работы описанного перaoro варианта. При передаче данных в наземное оборудование на линии 8 захвата магистрали находится сигнал, который разрешает работу приемника

20 и обратного преобразователя 18, но запрещает через инвертор 2? работу передатчика 19 и прямого преобразователя 17. Данные, поступающие с линии 6 информации, поступают через приемник 20 в обратный преобразователь 18, который излучает сигнал в линию связи.

Данная телесистема рассчитана на исследование скважин различного наз- начения модульной и комбинированной аппаратурой, при этом получают наибольший экономический эффект за счет сокращения сроков исследования скважины, и может быть применена в одиночных приборах.

Введение. узлов обмена информацией в каждый измерительный модуль и введение в магистраль изолированной линии каротажного кабеля позволяют использовать в качестве магистрали жилы кабеля, а это, в свою очередь, придает системе новые функциональные возможности, становится возможной произвольная компановка модулей, причем модули могут эксплуатироваться как совместно, так и автономно, станосится возможным включить в скважинный прибор модули, у которых корпус является токовым электродом, возможна передача из одного прибора как цифровых, так и аналоговых сигналов.

Телеметрическая система отличается повышенной помехоустойчив. стью за счет минимального числа линий магистрали. Внедрение телесистемы позво» лит провести стандартизацию приборной магистрали скважинных приборов, протокола обмена информацией между наземным оборудованием и скважинным прибором и на этой основе унифицировать парк разработанных приборов вплоть до уровня функциональных узлов.

Облегчается модернизация парка аппаратуры для исследования скважин, переоснащенные нефтегазодобывающей и геолого-разведочной отраслей современной аппаратуры и внедрение современной технологии каротажных исследований. Совершенствование отдельных методов геофизических исследований скважин и соответствующей аппаратуры может осуществляться в данной системе независимо для каждого метода, а совершенствование аппаратуры метода сводится к усовершенствованию контроллера модуля и модификации

1265672

5 программнего обеспечения наземной части телесистемы.

Формула изобретения

1. Телеметрическая система, для каротажа скважин, состоящая из наземной и скважинной частей; соединенных каротажным кабелем, в наземную часть которой входят контроллер со средствами регистрации и отображения информации и модем для связи контрол-лера со скважинным прибором, а в скважинную часть — измерительные модули, каждый из которых содержит блок управления зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважинный прибор при помощи приборной магистрали, отличающаяся тем, что, с целью расширения функци" ональных возможностей телесистемы, повышения ее надежности и помехоустойчивости, в приборную магистраль введены линия захвата магистрали и изолированная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля, в каждый измерительный модуль введены контроллер связи с наземной частью телесистемы и модем, который свойм первым входом — выходом подключен к двунаправленной линии информации и питания магистрали, являющейся продолжением жилы каротажного кабеля вторым входом — выходом модем подключен к первому двунаправленному входу контроллера связи, второй дву.. направленный вход контроллера связй подключен к линии захвата магистрали и к входу модема, третий двунаправленный вход контроллера связи через шину информации подключен к блоку управления зондом, который подключен через управляющую шину к четвертому двунаправленному входу контроллера связи.. б

2. Телеметрическая система для каротажа скважин, состоящая из наземной и скважинной частей, соединенных каротажным кабелем, в назем . ную часть которой входят контроллер со средствами регистрации и отображения информации и модем для связи контроллера со скважинным прибором, а в скважинную часть — измерительные

10 модули, каждый из которых содержит блок управления зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважинныи прибор при помощи прибор15 ной магистрали, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей телесистемы повышения ее надежности и по9 мехоустойчивости, в скважинный при20 бор введен транслятор информации, в приборную магистраль введены линия питания, линия захвата магистрали и изолированная от корпуса прибора линия брони каротажного кабеля, а в каждый измерительный модуль введены

)контроллер связи с наземной частью системы и модем, причем транслятор одним входом — выходом подключен к коротажному кабелю,адругим входом выходом подключенк информационной линии магистрали,ккоторой такжеподключен первыйвход -выход модема, выход транслятора подключен к линии питания, а вход — к линии захвата магистрали, которая подключена к первому входу — выходу контроллера связи и к входу модема, который своим вторым входом — выходом подключен к второму входу — выходу контроллера связи, 40 который третьим входом — выходом через двунаправленную шину информации подключен к первому входу — выходу блока управления зондом, последний через двунаправленную шину управления

45 подключен к четвертому входу — выходу контроллера связи.

1265672

Фиг.2

1?65672

Шина нубию»

ЦИИ геина ума&низ

Фиг." КатВа аанные г",тааа прйена

Яагаат нагистрапи

L mph аереааачи

79неи перебачи

ФЬг.5

Составитель Н,Журавлева

Редактор Н.Гунько Техред И.Попович Корректор Т.Колб

Заказ 5659/42 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4