Устройство для измерения глубины скважины
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕИЛЬСТВУ
С©юэ Советскик
Социалистических
Респ
Е 21 В 47/04
Государственный комитет
СССР
Ао делан изобретений и открытий (5З) УД)(622,243 (088. 8) Опубликовано 3Q1280.Áþëëåòåíü М48
Датаопубликованияописания 30,12 80
Н. A. P. Рагимов, Ю. А, Саркисов, Н. Н. Сохранов и П. Ф. Фролов (72) Авторы изобретения
Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ
СКВАЖИНЫ
Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к устройствам для измерения глубины нахождения скважинного снаряда. например при каротаже.
Известно устройство для измерения глубины при каротаже, содержащее электромеханические и электронные счетчики импульсов, осуществляющие счет импульсов квантования по глубине, вырабатываемых датчиком импульсов квантования, связанным с мерным роликом (1) . Устройство содержит блок считывания магнитных меток (последние наносятся на кабель через 10-20 м и !5 служат дополнительным источником информации о глубине нахождения скважинного снаряда), двоично-десятичный реверсивный счетчик и блок коррекции.
Блок коррекции осуществляет прием маг-20 нитной метки с кабеля и исправляет показания счетчика, которые могут отличаться от истинной глубины из-за проскальзывания кабеля относительно мерного ролика, несоответствия диаметра 2з кабеля диаметру канавки в мерном ролике и прочих мешающих факторов путем установки нуля или девяти в двух младших декадах счетчика в зависимости от направления движения снаряда. 30
Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от ложных меток, а также не учитывается поправка на начальную глубину Xo, равную расстоянию от измерительной точки снаряда до ближайшей метки на кабеле. В результате глубина в счетчике не соответствует истинному положению измерительной точки снаряда.
Известно также серийное устройство, в состав которого входит измеритель глубины (2). Последний содержит основной двоично-десятичный счетчик для измерения глубины, счетчик коррекции и счетчик слежения за коррекцией .
Это устройство обладает рядом недостатков: нет защиты от ложных меток, приводящих к сбоям основного счетчика; sa один метр до прихода кабельной метки основной счетчик глу.бины останавливается, и работают счетчики коррекции и слежения за коррекцией, на этом участке полная информация о глубине отсутствует, что является большим неудобством для оператора; наличие нескольких .взаимосвязанных счетчиков снижает общую надежность устройстват отсутствует поправка на
Йр.
791960
Известно также устройство измерения глубины скважин, в которое для повышения точности привязки промыслово-геофизической информации к глубинам залегания пластов введены так же регистр коррекции и дешифратор, выходы которого через переключатель и схемы И, ИЛИ соединены с управляющиМи входами триггера, разрешающего йрохождение корректирующего импульса с датчика магнитных меток глубины в отрезки времени, соответствующие наиболее вероятному их появлению. Выходы первых двух (младших) декад счетчика связаны с входами дешифратора.
Перед началом спуско-подъемной операции в регистре коррекции и переклю- 15 чателе дешифратораiустананливается значение Начальной глубины,2, буранное расстоянию от измерительной точки глубинного снаряда до ближайшей метки. При этом жестко связанные вза- Я имно смещенные контакты переключателя подключают к триггеру шины дешифратора, соответствующие,z> + И д, где
И вЂ” некоторое число шагов квантования д, равное половине желаемой ширины ворот, обычно И = 5 при д = 0,1м.
При спуске или подъеме импульсы с выходов дешифратора в окрестности каждой метки снимаются дважды — эа Ь Д до ожидаемого прихода метки и через
ИД после, устанавливая и сбрасывая триггер. Выходной сигнал триггера формирует временные ворота,.в течение которых метка может быть принята для проведения коррекции показаний счетчжса. Собственно коррекция заключает- 5 ся в занесении по сигналу метки в две младшие декады счетчика значения .Уб. / набранного в регистре коррекции13).
Недостатком известного устройства является возрастание затрат íà o6opy- 40 дование при повышении точности задания ZO, В известном устройстве сигналы на выходах дешифратора, управляющие триггером, формируются через каждые 0,5 м, а значит временные ворота 45 могут быть открыты и закрыты только на глубинах, кратных 0,5м. Но тогда величина поправки на Zo должна также быгь кратной 0,5 м с тем, чтобы мсмент наиболее вероятного появления 50 корректирующей метки приходился на середину ворот. Beличина 2о, однако, определяется объективными факторами (конструкцией глубинного снаряда), известна с большой точностью (до
0,01м) и, как правило, не кратна .
0,5м. Тогда для обеспечения точной привязки число градаций глубины на выходах деаифратора должно соответствовать числу возможных градаций ,« ц . Следовательно, при задании Z© 60 с точностью 0,5м достаточно иметь 20 выходон дешифратора. и положений переключателя, при точности 0,1м — 100 . выходов дешифратора и положений переключателя и т.д., т.е. повышение 45 точности задания Zo влечет допол,нительные затраты на оборудование,a также снижение надежности ввиду наличия многопоэиционного переключателя. В некоторых случаях необходимо изменять ширину временных ворот, например увеличить при неточной разметке кабеля или большой погрешности датчика квантования либо уменьшить при высоком качестве последних.
В известном устройстве такая опеация не предусмотрена и связана с ольшими неудобстнами ввиду необходимости сложных коммутаций.
Целью изобретения является создание измерителя глубины, объем оборудования, надежность и функциональные возможности которого не зависят от точности задания Zo.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор, узел задания первого слагаемого, схема сравнения и счетчик ворот, первый вход сумматора подключен к выходу узла эадания первого слагаемого, входы которого связаны с шинами прямого и обратного счета, второй вход сумматора подключен к выходу регистра коррекции, а выход сумматора — к схеме сравнения, второй вход которой сое- динен с выходами корректируемых разрядов дноично-десятичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к первому входу триггера и входу блокировки счетчика, счетный вход которого связан с выходом датчика импульсов квантования по глубине, а выход подключен ко второму входу триггера.
Измерение ширины ворот достигается тем, что узел задания первого слагаемого и счетчик ворот выполнены перестраиваемыми, причем цепи установки первого слагаемого и изменения коэффициента пересчета связаны.
На чертеже приведена функциональная схема устройства.
Устройство состоит из дноично-десятичного счетчика 1 со схемой записи кода. Схемы записи кода корректируемых декад счетчика 1 (например, Д, и Д )подключены к ныходам регистра коррекции 2. Счетный вход счетчика 1 подключен к выходу датчика 3 импульсов квантования по глубине. Выходы узла определения направления движения кабеля 4 подключены к шинам напранления счета в двоично-.десятичном счет1чике и узлу задания первого слагаемо,го 5, выход которого связан с первым входом сумматора б, второй вход последнего подключен к выходу регистра коррекции 2, а выход - к схеме сравнения 7, причем второй вход последней соединен с выходом первых двух декад ,счетчика 1 (Д„ и Д ) . Выход схемы сравнения связан одновременно с входом блокировки счетчик зоны приема меток 8 и первым входом триггера 9,выход которого соединен с одним из ° нхо791960 дов схемы И 10,второй вход последней подключен к выходу датчика корректирующих меток ll,а выход — к входу управления коррекцией регистра 2.При необходимости изменения ширины ворот узел задания первого слагаемого 5 и счетчик ширины ворот выполняются перестраиваемыми,причем цепи перестройки связаны, например, механически.
Устройство работает следующим образом.
При спуске (подъеме) снаряда с датчика 3 на счетчик 1 поступают импульсы квантования по глубине, обес- печивающие ее подсчет,и шифрацию. В зависимости от направлення движе .ия, бпределяемого узлом 4, задается с 1э помощью узла 5 первое слагаемое, представляющее собой код числа -И при спуске или +И при подъеме, где )) — половина желаемой ширины ворот в числе шагов квантования, например 5. Вторым слагаемым является код начальной глубины . о, снимаемый с регистра коррекции 2. Оба слагаемых подаются на вход сумматора 6, на выходе которого .получается число 20" И при спуске и
7 +)) при подъеме, определяющее грани- цу открывания временных ворот. Данное число сравнивается с текущей глубиной на младших декадах счетчика 1 (так как коррекция производится только в пределах младших декад), на схеме 30 сравнения 7, при срабатывании последней импульс устанавливает триггер
9 в единичное: состояние, разрешая прохождение сигнала метки глубины, через схему И 10 и снимая блокировку. 35 счетчика зоны приема. меток 8, коэффициент пересчета которого равен 2И, т.е. ширине ворот. Прошедший через открытую схему И 10, импульс с датчика корректирующих меток 11 производит коррекцию показаний счетчика. глубины 1,. По заполнении счетчика 8 импульсами с.датчика 3 происходит возврат триггера 9 в исходное состояние,и схема И 10 закрывается.
Для изменения ширины ворот узел 4 задания первого слагаемого 5 выполняется таким образом, чтобы имелась воэможность задания (например, с помощью переключаемого шифратора) нескольких слагаемых, счетчик 8 выполняется перестраиваемым и цепи перестройки связываются так, чтобы числу,й, заданному узлом 5, соответствовал коэффициент пересчета, равный 2И.
В п,редлагаемом устройстве затраты i5 на оборудование практически не зависят (или очень слабо зависят) от точности задания и измерения глубины. Действительно, восьмиразрядные сумматор и схема сравне ия (на две декады) обеспечивают задание Z> с точностью до О,lм при той же точности измерения глубины. Увеличение точности в 10 раз (до 0,01м) влечет за собой добавление лишь одного десятичного разряда сумматора и схемы сравнения, в то время как в прототипе в аналогичных условиях требуется десятикратное увеличение числа выходов дешифратора и переключателя.
Основные .узлы предлагаемого устройства (сумматор, схема, сравнения, счетчик) хорошо поддаются интеграци являются универсальными и легко перестраиваются, обуславливая тем са1мым удобства использования в цифровых программируемых системах регист рации и обработки геофизических исследований.
Формула изобретения
Устройство для измерения глубины скважины, содержащее счетчик, регистр коррекции, датчик импульсов квантования по глубине, триггер, датчик корректирующих меток, схемы И и ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено узлом задания первого слагаемого, сумматором, схемой сравнения и счетчиком зоны приема меток и узлом направления движения, при этом вход счетчика подключен к, выходу датчика импульсов. квантования
> по глубине, а узел направления движения кабеля подключен к счетчику и к входу узла задания первого слагаемого, выход которого,связан с первым входом сумматора, а второй вход лоследнего подключен и выходу регистра коррекции, а выход сумматора - к схеме сравнения, причем второй ее вход соединен с выходами первых двух декад счетчика, при этом выход схемы сравнения связан с входом счетчика эоны приема меток и первым входом триггера, выход которого соединен с одним иэ входов схемы И, второй ее вход подключен к выходу датчика корректирующих меток, а выход схемы
И - к входу регистра коррекции.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 392233, кл. E 21 В 47/00, 27.07.73 .
2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Устройство управ- ления ФО19. Кишинев, завод Виброприбор, 1977.
3. Авторское свидетельство СССР
В 512284, кл, E 21 В 47/00, 30.04.76.
Составитель И. Карбачинская
Редактор Д. Павлова Техред M,påßâåî Корректор В. Синицкая
Заказ 9435/34 Тираж 626 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытиЯ
ll3035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4
