Устройство для телеконтроля буровых работ

 

::у;сАЙЙЙ

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмх

Республмк (и) 6109.82

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 14.10.75(21)2182042/22 03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано15.06.78.Бюллетень ¹22 (51) М. Кл.

E 21 В 45/00

G 08 С 19/28

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (53) УДК 622.24,08 (088,8) (45) Дата опубликования описания 22.05. 78

П. И. Зозуля, В. Н. Коршунов, В, И. Виноградов, В. Г. Иодунай и А. E. Сорокотягина (72) Авторы изобретения

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕЛЕКОНТРОЛЯ БУРОВЪ|Х

РАБОТ

Изобретение относится к средствам технического обеспечения автоматизированной системы управления технологическими процессами бурения нефтяных и газовых. скважин.

Известны телеизмерительные устройства, содержащие датчики тепеконтропя, приемник, передатчик, блоки управления синхрониза» ции, кодирования, распределители и выходные приборы (1).

Однако в известных устройствах выходы датчиков поочередно подключаются поопедоватепьно во времени к блоку кодирования распределителями независимо от того, изменилась информация на выходах датчиков или нет, т. е. длительность сообщения при передаче зависит только от числа контро пируемых параметров и не зависит от наличия новых данных. Вследствие этого, в известных устройствах подобного назначения имеет место снижение производитель ности за счет избыточности передаваемой информации, не несущей новых данных.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению явля2 ется устройство для тепеконтропя буровых работ, содержащее на контролируемом пункте - буровой установке приемный тракт, содержащий приемник, демодулятор и деко5 дер, передающий тракт, содержащий кодер, модулятор и передатчик, датчики тепеконтропя параметров бурения, подключенные к передающему тракту, блок" адресов, подключенный к входам кодера и выходам декоl0 дера, блок синхронизации и.управления, блок оперативной памяти, подключенный ас декодеру, блок постоянной памяти, блок регис трации и отображения информации1 и пульт управления (2).

Однако извес гное устройство характеризуется пониженной аффективностьто передачи информации тепеконтропя, так как непосредственное подключение информационных выходов датчиков тепеконтропя к входам передающего тракта контролируемого пункта увеличивает время передачи новых данных вследствие избыточности передаваемой информации. При этом длительность цикла оп роса контролируемого пункта остается поотоянной независимо от напичия новых даи

610982 ных и зависит только от числа контролируемых пунктов, подключенных к.пункту управления.

Цепью изобретения является повышение эффективности передачи информации путем сокрашения времени между передачами ноBbIx данных тепеконтропя.

Это достигается тем, по предлагаемое устройство снабжено блоком отбора новых данных и блоком адаптации с управпяюшими входами и адресными выходами, причем датчики тепеконтропя параметров бурения подключены к входам кодера передающего тракта через бпок отбора новых данных, а управпяюшие входы блока адаптации подключены к выходам блока отбора новых данных, адресные входы которого соединены с адресными выходами блока адапталии, Блок адаптации, управляемый блоком 0 отбора новых данных, .приспосабливает, дпитепьность сообщений с контролируемых пунктов к наличию новых данных на выходах датчиков тепеконтропя

Такое устройство позволяет сократить избыточность передаваемой информации и таким образом повысить эффективность передачи информации путем сокрашения времени межпу передачами новых данных тепеконтропя. 30

На фиг 1 представлена блоксхема контролируемого пункта (Kff); на фиг. 2блок-схема пункта уиравления (ПУ) предлагаемого устройства.

Аппаратура КП содержит датчики 1 те- 35 пеконтропя параметров бурения, бпок 2 отбора новых данных, бпок 3 адаптации с управпяюшими входами 4 и адресными выходами 5, бпок 6 адресов, блок 7 синхронизации и управпеиия: передающий тракт, содержащий кодер 8 мопупятор 9 и пере- датчик 10; приемный. тракт, содержащий приемник 11, демодулятор 12 и декодер

13 капая 14 связи.

Аппаратура ПУ содержит приемный тракт,43 состоящий из приемника 15, демодулятора

16 и декодера 17, передакнций тракт, содержащий кодер 18, модупятор 19 и передатчик 20, блок 21 адресов, бпок 22 син хронизации и управпеиия, блок 23 оператив- ной памяти, блок 24 постоянной памяти, блок 25 регистрация и отображения информации, пульт 26 управления.

На контролируемом пункте датчики 1 телеконтропя параметров бурения подключены к входам кодера 8 передающего трак та через блок 2 отбора новых данных, управляющий блоком 3 адаптации. Выходы бло ка 2 отбора новых данных соединены с управляюшими входами 4 блока 3 адаптации, 60 адресные выходы 5 которого соединены с адресными входами блока 2 отбора новых данных. Блок 6 адресов подключен к вхо-. дам кодера 8 и выходам декодера 13. Блок

7 синхронизации и управления обеспечивает сопряжение между всеми бпоками КП и функционирование их по заданному алгоритм му работы. Передатчик 10 и приемник ll подключены к каналу 14 связи.

На пункте управления блок 21 адресов соединен с входами кодера 18 и выходами декодера 17, а также входами блока

23 оперативной памяти, блока 24 постоянной памяти и блока 25 регистрации и отображения информации. Блок 23 оперативной памяти подключен к выходам декодера 17 и входам блока 24 постоянной памяти, соединенного с блоком 25 регистрации и отображения информации. Пульт 26 управления соединен с блоком 22 синхронизации и управления. Приемник 15 и передатчик 20 подключены к каналу 14 связи. Блок 22 синхронизации и управления обеспечивает сопряжение между всеми бпоками ПУ, синх ронную н сннфазную работу ПУ с КП и заданные режимы работ.

Обмен информацией между ПУ и КП осуществляется в полудуплексном режиме, т,е. сообщения от ПУ и от КП передаются поо чередно.

Сообщения состоят из серий, разделенных служебными. сигналами и представляющих собой четыре последовательные двухчастотные посылки.

Каждый байт информации преобразуется в последовательные двухчастотные посылки и передается отдельной серией. Каждой серии дается смысловое значение, например старт", "код адреса КП», "код видов опе раций,"данные телеизмерения, "данные тепесигнапизации", стоп .

Устройство функционирует следующим образом.

Режим работы устройства (автоматический циклический ипи ручной) устанавпивает ся с пупьта 26 управления на ПУ (фиг. 2).

При этом блок 22 синхронизации и управления устанавливает связь между блоками по заданной программе, вырабатывает тактирующие и служебные сигналы сопряжения и. синхронизации, по которым на вход кодера

18 передающего тракта ПУ последователь но поступают информационные сигналы, формирующие серии сообщения с ПУ на КП.

Сообщение с ПУ на КП содержит серии старт, код адреса КП и стоп». Коды адресов КП формируются в блоке 21 адресов. В кодере 18 информация каждого байта (серии) кодируется и модулятором 19 преобразуется в последовательные частот610982 ные посылки, поступающие не вход передет чика 20. Длительность посылок определяется частотой тактирующих сигналов, вырабатываемых блоком 22 синхронизации и управления. 5

После окончания . передачи информации аппаратура ПУ переходит в режим приема.

На контролируемом пункте (фиг. 1) информация с кодом адреса КП в виде частотных посылок поступает из канеле 14 связи через приемник 11 на вход демодулятора

12 приемного тракта КП, декодером 13 преобразуется в параллельный код и подеется на вход блока 6 адресов. Выделяемые декодером 13 синхронизирукщие такты пос тупают в блок 7 синхронизации и управления и обеспечивают синхронную и синфезную работу аппаратуры КП и ПУ.

В блоке 6 адресов происходит сравнение 2О принятого кода адреса КП с кодом адреса, присвоенного данному КП. Если коды адресов не совпадают, блок 7 синхронизации и управления по сигналу с блока 6 адресов запрещает прием информации с ПУ. При 35 совпадении кодов адресов аппаратура КП воспринимает остальную информацию, пос пе чего блок 7 синхронизации и управления переводит КП в режим передачи и вырабатывает соответствующие тактирующие, синх- зО ронизируюшие и служебные сигналы дпя блока.2 отбора новых данных, блока 3 адаптации, блока 6 адресов и кодера 8, формирующих сообщение с КП на ПУ. Сообщение с КП на ПУ содержит серии "стерт», "код адреса КП", и серий данных тепеконтьроля, (n + 1) - я серия " стоп

Количество ть " серий данных тепеконтроля, а значит и длительность сообщения . с КП на ПУ, определяется наличием новых 40 данных телеконтропя. Это осуществляетси блоком 2 отбора новых денных и блоком

3 адаптации.

Блок 2 отбора новых данных предназначен дпя приема информации с выходов датчиков 1 тепеконтропя, хранения ее, выявления наличия новых денных и выдачи их в кодер 8 по сигналам с блока 3 адаптации. Он содержит на каждый байт информации два регистра памяти, схему сравнения, О уэеп выдачи информации, адресные входы и выходы сигнапов разрешения на обслуживание.

Блок 3 адаптации содержит распределитель-двоичный счетчик со сквозным первносом и матричным дешифратором, узеп регулирования длительности сигналов серий при изменении информации не выходах датчиков 1, управляющие входы 4 и адресные выходы 5, Блок 2 отбора новых данных и бпок 3 адаптации взаимодействуют следующим образом.

Информация с выходов датчиков 1 тепе контроля записывается в первый регистр памяти блока 2 отбора новых данных и сравнивается с предыдущей информацией, хранящейся во втором регистре памяти. При изменении одного ипи нескопьких сигналов в байтах информации от датчиков 1 схема сравнения1блока 2отбора новых данныхийформа ции от датчиков 1 формирует сигналы раэрвше» ния на обслуживание, которые поступают на соответствующие управляющие входы 4 блока 3 адаптации.

Номер каждого сигнала разрешения на обслуживание соответствует номеру байта (серии) с новыми данными. Согласно номерам поступивших на управляющие входы 4 сигналов-блок 3 адаптации формирует поспедоватеньно во времени сигналы адре сов (номера серий) байтов с новыми данными. Эти сигналы с адресных выходов 5 блока 3 адаптации поступают на соответствующие адресные входы блока 2 отбора новых данных, разрешая выдачу новой информации в кодер 8 передающего тракта КП. длительность сигналов серий, формируемых бпо ком 3 адаптации, зависит от состояния сигналов, поступающих на его упревпяюшие входы 4 с выходов блока 2 отбора новых данных.

Серии с неизменившейся информацией являются холостыми. Отсутствие сигналов серий на адресных выходах 5 блока 3 адаптации, соединенных с адресными входами блока 2 отбора новых данных, запрещает перепись неизменившейся информации с выходов блока 2 отбора новых данных в кодер 8 передающего тракта КП. На время выдачи информации блок 7 синхронизации и управления формирует .сигнал запрета ввода новой информации в блок 2 отбора новых данных, B кодере 8 информация каждого байта-серии кодируется, модулятором 9 преобразуется в последовательные часточ ные посылки, поступающие на вход передатчика 10. После получения квитанции с

ПУ аппарат КП переходит в режим приема.

Информация с КП в виде частотных посыпок поступает из канапе 14 связи в приемный тракт ПУ (приемник 15, демодупятор 16, декодер 17), где она проверяет ся и преобразуется в байты информации и синхронизирующие такты.

Синхрониэируюшие такты поступают на вход блока 22 синхронизации и управления и запускают его. Принятый байт с кодом адреса КП сравнивается в блоке 21 адре

610982 сов с адресом вызванного КП, При совпадении адресов бпок 21 адресов разрешает прием остальной информации в блок 23 оперативной памяти согласно поступившим адресам, 5

После окончания прием информации и при отсутствии ошибки в ней блок 22 синхронизации и управления обеспечивает считывание принятой информации в блок 24 поотоянной памяти,с вйходов которого информация выводится в бпок 25 регистрации и отображения, затем вызывается следующий

КП.

Устройство может использоватьси районными инженерногехнологическими служба-15 ми буровых предприятий РИТС в целях конт ропя и управпения основными технопогическими процессами при реализации оптимизированЪых проектов бурения скважин.

Подключение датчиков телеконтроля к 20 входам передающего тракта КП через блок отбора новых данных, управляющий блоком адаптации, сокращает время между передачами новых данных, т. е. увеличивает эффективность передачи информации. Это поз- 25 воляет своевременно принимать меры по ликвидации цредаварнйных ситуаций и рнизить цепроизводитепьные затраты времени при бурении скважин. . Попожитепьный технико-экономический 30 аффект при внедрении описываемого устройства ожидается за счет снижения непроизводитеньного времени в бурении скважин, т. е. сокращения срока проводки скважин и снижения себестоимости бурения скважин 35 в результате уменьшения непроизводитель ных расходов.

Формупа изобретения

Устройство для тел еконтроля буровых рабат, содержащее на контролируемом пунк- 40 те — буровой установке приемный тракт, содержащий приемник, демодулятор и декодер, передающий тракт, содержащий кодер, модулятор и передатчик, датчики телеконтроля параметров бурения, подкпючеииые к передающему тракту, блок адресов, подключенный к входам кодера и выходам декодера, блок синхронизации и управления, бпок оперативной памяти, подключенный к декодеру, блок постоянной памяти, блок регистрации и отображения. информации и пупы управления, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью "повышения эффективности передачи информации путем сокращения времени между передачами новых данных телеконтропя, оно снабжено блоком отбора новых данных и блоком адаптации с управляющими входами и адресными выходами, причем датчики телеконтроля параметров бурения подключены к входам кодера передающего тракта через блок отбора новых данных, а управляющие входы бпока адаптации подкпючены к выходам блока отбо» ра новых данных, адресные входы. кото- . рого соединены с адресными выходами блока адаптации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Купершмидт Я. А., Малов В. С., Пшеничников А. М. Современные телеизмерительные системы Хосэнергоиздат, М-Л„

1961, вып.44, с. 44-47.

2, Леонов A. И. Новая система диспетчерской связи и телеконтропя буровых работ в условиях АСУТ бурения, PHTC

" Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности, М„ВНИИОЗНГ, ¹ 33, 1973.

610982

Составитель Р, Гладун

Редактор Л. Батаяова, Техред 3. Фанта КорректорЛ, Небола

Заказ 3119/27 Тираж 734 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-38, Раушскаа наб, д. 4/8

Филиал ППП Патент,г, Ужгород, ул, Проектная, 4