Телеметрическая система для передачи и приема забойных параметров в процессе бурения

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»941552 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.01.80 (21) 2866650/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 21 В 44/00

Гесудлретвеклна кенлтет

СССР (53) УДК 550.834:

622. 241 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.82

IIo делан лзабретеннй и еткрнткй (72) Авторы изобретения

Ю. Ю. Дмитрюков, В. М. Григорьев, А. Г. Хайров и А. А. Молчанов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (71) Заявитель (54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

И ПРИЕМА ЗАБОЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ В ПРОЦЕССЕ

БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может использоваться для исследования скважин в процессе их бурения.

Известны устройства, использующиеся в телеметрических системах для передачи забойных параметров по беспроводному электрическому (гальваническому) каналу связи (1).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство, содержащее генератор переменного тока, подключенный к колонне бурильных труб через релейный блок, управляемый модулятором, выполненным в виде счетчика для хранения измерительной информации, блока записи и считывания, и формирователь импульсов дозаполнения счетчика, причем вход формирователя соединен с выходом генератора, а выход формирователя через блок записи и считывания связан со счетчиком, выход которого подключен к релейному блоку (2).

В этом устройстве модулятор осуществляет число-импульсную модуляцию несущей частоты. Устройства, использующие для передачи информации сигналов с числоимпульсной модуляцией, при которой излучение сигналов передатчиком чередуется с паузами, обладают низкой помехоустойчивостью, в силу чего дальность действия их невелика и в случае гальванического канала связи не превышает 2,0 — 2,5 км ) при среднем электрическом удельном сопротивлении разреза порядка 5 — 10 Ом.м).

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и увеличение дальности действия телеметрических систем с гальваническим каналом связи.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей глубинную часть, включающую генератор переменного тока, подключенный через релейный блок к двум участкам колонны бурильных труб, разобщенных электрическим разделителем, наземную часть, включающую фильтр, усилитель, блок регистрации и канал связи, rè÷бинная часть снабжена тактовым генератором, генератором кода, фазовым модулятором, блоком управления и блоком канальных счетчиков, при этом выходы тактового генератора подключены соответственно к вхо941552

55 дам генератора кода, фазовоп> модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода, фазового модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода и блока канальных счетчиков, причем один из входов релейного блока связан с выходом фазового модулятора, а выход блока канальных счетчиков подключен к входу блока управления, в наземную часть введены фазовый детектор, решающий блок, блок согласованных фильтров и тактовый генератор, при этом фильтр подключен к блоку регистрации через последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор, решающий блок и блок согласованных фильтров, связанный с тактовым генератором, причем последний подключен к фазовому детектору, решающему блоку и блоку регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема глубинной части системы; на фиг. 2 — блоксхема наземного пульта.

Глубинная часть содержит тактовый генератор 1 и генератор кода 2, фазовый модулятор 3, блок управления 4, блок канальных счетчиков 5, релейный блок 6, генератор переменного тока 7, электрический разделитель 8.

Наземный пульт системы содержит фильтр 8, усилитель 9, фазовый детектор

10, решающий блок 11, согласованные фильтры 12, блок регистрации 13, тактовый генератор 14.

Система работает следующим образом.

Информация, поступающая от первичных преобразователей в число-импульсном виде через блок управления 4 записывается в канальные счетчики 5 и в двоичном коде в определенной последовательности, которая задается импульсами тактового генератора 1, поступает к генератору кода 2, где двоичный код преобразуется в кодовую псевдослучайную последовательность.

Эта последовательность подается на фазовый модулятор 3, на его второй вход с тактового генератора 1 подаются импульсы с частотой несущих колебаний. На входе

;;>ахового модулятора 3 получается напряжение несущей частоты, манипулированное по фазе. Это напряжение управляется работой релейного блока, куда подается напряжение от генератора переменного тока 7, выходное напряжение релейного блока б вводится в канал связи посредством электрического разделит.ля 8.

Таким образом, устройство вырабатывает широкополосный шумоподобный сигнал с фазовой манипуляцией, служащий носителем информации и обладающий высокой помехоустойчивостью.

Принятый антенной сигнал через фильтр

8 и усилитель 9 подается на фазовый детек5

15 г0 г5

Зо

35 тор 10, к выходу которого подключен решающий блок 11, опредлеляющий знак символа и выполненный на двоичном счетчике, на вход которого с тактового генератора

14 поданы импульсы заполнения, а разрешение на счет поступает с фазового детектора 10. При этом, если разрешение на счет продолжается более половины длительности символа, решающий блок! 1 блокируется и на выходе его появляется «1», в противном случае «О».

После окончания символа (длительность которого фиксирована и известна) с тактового генератора 11 происходит сброс счетчика, и обнаружение знака символа начинается сначала. Полученная кодовая последовательность вводится в согласованные фильтры 12, число которых равно числу используемых кодов. Согласованные фильтры

12 выполнены на регистрах сдвига, к триггерам которых подключены сумматоры на резисторах. Выходы сумматоров связаны с блоком регистрации 13.

Использование шумоподобного сигнала как носителя информации и осуществление приема с помощью согласованных фильтров позволяет увеличить дальность действия системы до 5000 и.

11рименение предложенной телеметрической системы для прогнозирования продуктивных горизонтов и оптимизации процесса бурения глубоких и сверхглубоких скважин позволяет сократить расход на бурение и геофивические исследования скважин и дает значительную экономию в народном хозяйстве страны. Предполагаемый экономический эффект составляет около 300 тыс руб. в год на комплект.

Формула изобретения

Телеметрическая система для передачи и приема забойных параметров в процессе бурения, содержащая глубинную часть, включающую генератор переменного тока, подключенный через релейный блок к двум участкам колонны бурильных труб, разобщенных электрическим разделителем, наземную часть, включающую фильтр, усилитель, блок регистрации и канал связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения дальности действия канала связи, глубинная часть снабжена тактовым генератором, генератором кода, фазовым модулятором, блоком управления и блоком кана,пьных счетчиков, при этом выходы тактового генератора подключены соответственно к входам генератора кода, фазового модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода и блока канальных счетчиков, причем один из входов релейного блока связан с выходом фазового модулятора, а выход

941552

Составитель Г. Данилова

Редактор Л. Веселовская ° Тех ред А. Бойкас Корректор М. Шарошн

Заказ 4785/! 6 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий!

13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 блока канальных счетчиков подключен к входу блока управления, в наземную часть введены фазовый детектор, решающий блок, блок согласованных фильтров и тактовый генератор, при этом фильтр подключен к блоку регистрации через последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор, решающий блок и блок согласованных фильтров, связанный с тактовым генератором, причем последний подключен к фазовому детектору, решающему блоку и блоку регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 255888, кл. Е 21 В 44/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 595500, кл. Е 21 В 44/00, 1975.