Устройство для определения параметров траектории скважины

 

О П И С А Н И Е („)987085

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.07.81 (21) 3318493/22-03 (51) М. К . с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Е 21 В 47/02

Гвсударствевлнй комитет

СССР

Опубликовано О?.01.83. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 17.01.83 (53) УДК 622.242 (088.8) пв делан нзобретений и вткрнтий

А. М. Мелик-Шахназаров, А. Н. Рыбаков,.В. Г. Фролов и В. Х. Исаченко (72) Авторы изобретения

7

Московский ордена Октябрьской РеволЪтцщг и ордена

Трудового Красного Знамени институт нефтехй1вической и газовой промышленности им. И. М. Губкина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к бурению, в частности к определению направления скважины.

Известно устройство для определения параметров траектории скважины, содержащее измеритЕльный элемент, коммутатор каналов и стрелочный индикатор (1).

Недостатки этого устройства заключаются в отсутствии регистрации и цифровой индикации, а также в необходимости ручной компенсации для получения значения каждого измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения параметров траектории скважины, содержащее коммутатор каналов, преобразователь кода, цифровой регистратер, шину данных, к которой подключен первый выход блока измерений (2).

Однако данное устройство характеризуется низкой надежностью из-за отсутствия визуальной индикации измеряемых параметров, вследствие чего при отказе цифрового регистратора, обладающего низкой надежностью, теряются данные, полученные в течение спуска-подъема измерительного устройства. Кроме того, в этом устройстве отсутствуют средства для повышения точности изм ерения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства, а также точности за счет введения блока округления.

Указанная цель достигается тем, что устройство для определения параметров траек5 тории скважины. содержащее коммутатор каналов, преобразователь кода, цифровой регистратор, шину данных, к которой подключен первый выход блока измерений, снабжено регистром числа измерений, дополнительным преобразователем кода, счетчиком каналов, дешифратором каналов, блоком умножения, блоком задания масштабирующих коэффициентов, блоком округления, блоком двоично-десятичных счетчиков, блоком дешифрации, блоком визуальной индикац и, блоком управления, шиной числа измеренчй, причем вход преобразователя кода подключен к шине данных, выход соединен с входом коммутатора каналов, выход которого подключен к первым входам блока умножения, вторые входы которого соединены с выход ми блока задания масштабирующих коэффициентов, а входы блока умножения через блок округления подсоединены к первым входам блока двоично-десятичных счетчиков, выходы которого соединены через

987085 блок дешифрации с входами блока визуальной индикации и цифровым регистратором, выход последнего подключен к входу блока управления, выходы которого соединены с управляющим входом блока округления, с управляющим входом цифрового регистратора, с управляющим входом преобразователя кода, с управляющим входом дополнительного преобразователя кода и входом блока измерений, второй выход которого соединен через шину числа измерений с входом регистра числа измерений, выход последнего подключен к входу дополнительного преобразователя кода, вы од которого подсоединен к входу счетчика каналов, первый выход которого через дешифратор каналов соединен с управляющим входом коммутатора каналов, а второй выход — — с вторым входом блока двоично-десятичных счетчиков.

1lа фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — логическая схема блока округления.

Схема содержит блок измерений, регистр 2 числа измерений, поеобразователь

3 кода, дополнительный преобразователь 4 кода, коммутатор 5 каналов, дешифратор 6 каналов, счетчик 7 каналов, блок 8 управления, блок 9 задания масштабирующих коэффициентов, блок !О умножения, блок 11 округления, блок 2 двоично-десятичных счетчиков, блок 13 дешифрации, блок 14 визуальной индикации, цифровой регистратор 15, шину 16 данных, шину 17 числа измерений, двоичный счетчик 18,элемент И 19, элемент ИЛИ 20.

Устройство работает следующим образом.

Результаты приведенных измерений накапливаются в блоке 1 измерений, который представляет собой автономный скважинный прибор, состоящий из ииклинометрических датчиков азимута, зенитного угла, датчика времени, выходы которых подключены к блоку памяти. Кроме того, в состав его входят счетчик числа измерений и блок фиксации останова. При каждом останове в процессе под ьема бурильной колонны, блок фиксации останова дает разрешение на запись в блок памяти параметров с выходов датчиков. При этом в счетчике числа измерений накапливается число проведенных измерений. После извлечения блока 1 измерений из скважины он подключается к остальной части устройства. При этом шина 17 числа измерений не пользуется для передачи измерений из блока измерений, проведенных скважинным прибором, а шина 16 данных — для передачи измерений из блока памяти.

Считывание информации из блока 1 измерений и работа устройства происходит по командам блока 8 управления, представляющим собой цифровой автомат с памятью. Первоначально блок 8 управления дает команду в блок 1 измерений на выдачу по шине 17 числа измерений в регистр 2 числа измере5

IÎ

15 зо

HHH общего количества произведенных измерений.

Затем содержимое регистра 2 числа измерений заносится по команде блока 8 управления в дополнительный преобразователь

4 кода, преобразующий двоичный код в число-импульсный, представляющий собой реверсивный счетчик, работающий на вычитание. Число-импульсный код общего количества измерений с выхода дополнительного преобразователя 4 кода поступает на счетчик 7 каналов, предварительно установленный в нулевое состояние.

В каждой точке, где произведены измерения, измеряется и параметров. Устройство содержит п каналов по числу измеряемых параметров. Счетчик 7 каналов осуществляет деление на и число-импульсного кода общего числа измерений. В результате на вход блока 12 двоично-десятичных счетчиков поступает число-импульсный код числа точек измерений. С выхода блока 12 двоично-десятичных счетчиков информация поступает в блок 13 дешифрации и далее — в блок 14 визуальной индикации и на цифровой регистратор 15. Таким образом, отображается и документируется количество точек измерений. На этом цикл считывания количества точек измерений заканчивается.

Затем по команде блока 8 управления из регистра 2 числа измерений производится повторная запись кода общего количества измерений в дополнительный преобразователь 4 кода. Далее, блок 8 управления дает команду в блок 1 измерений для выдачи по шине 16 данных в преобразователь кода 3 кода первого измерения и импульс на управляющий вход блока дополнительного преооразователя 4 кода, с выхода которого проходит импульс на вход счетчика 7 каналов, установленный в нулевое состояние в конце предыдущего цикла. Состояние счетчика 7 каналов анализируется дешифратором 6 каналов, который управляет коммутатором 5 каналов, в результате чего к выходу преобразователя 3 кода подключается первый канал устройства. Затем блок 8 управления дает команду на преобразователь 3 кода для преобразования двоичного кода первого измерения в число-импульсный.

Число-импульсный код первого измерения через коммутатор 5 каналов поступает на один из входов блока 10 умножения. Блок

10 умножения производит масштабирование измеряемых параметров. В качестве умножителей используются счетчики с переменным коэффициентом деления (двоичные умножители) . Масштабирующие коэффициенты для каждого канала устанавливаются в блоке 9 задания масштабирующих коэффициентов, который в простейшем случае может представлять собой регистр с предварительно записанными в нем кодами, которые поданы на вторые входы умножителей блока 10 умножения.

987085

Для уменьшения погрешности преобразования информация поступает в блок 11 округления, который представляет собой п двоичных счетчиков 18 (по числу каналов), выходы которых подключены через элементы

ИЛИ 20 к первым входам блока 12 двоичнодесятичных счетчиков. После окончания преобразования информации в канале устройства от блока 8 управления следует подача импульса округления на элемент И 19 блока 11 округления, который при наличии в старшем разряде двоичного счетчика 18 блока округления 11 единицы проходит через элементы И 19 и ИЛИ 20 на соответствующий первый вход блока 12 двоичнодесятичных счетчиков. При округлении с добавлением единицы в младший разряд.ошибка уменьшается в 13 раз.

Блок 12 двоично-десятичных счетчиков служит для преобразования число-импульсного кода в двоично-десятичный, который через блок 13 дешифрации поступает в десятичном коде на блок 14 визуальной индикации. Затем блок 8 управления дает команду в блок 1 измерений на выдачу по шине 16 даыных в преобразователь кода 3 кода второго измерения. При этом счетчик 7 каналов наращивается еще на единицу. В результате на управляющий вход коммутатора 5 каналов от дешифратора 6 каналов поступает сигнал на подключение второго канала устройства. Далее блок 8 управления дает команду на управляющий вход преобразователя 3 кода для преобразования кода второго измерения, десятичный код которого также отображается на блоке 14 визуальной индикации. После масштабирования, дешифрации и индикации кода второго измерения блок 8 управления дает команду в блок 1 измерений на выдачу кода третьего измерения, и цикл повторяется до тех пор, пока не будут преобразованы и индицированны все п измерений, произведенных в первой точке. При этом на выходе счетчика 7 каналов появляется импульс, который поступает на второй вход блока двоично-десятичных счетчиков. В результате на блоке 14 визуальной индикации отображается номер точки измерений (в данном случае — первая) и значения измеренных параметров в этой точке.

Затем блок 8 управления дает команду на цифровой регистратор 15 для выдачи изображаемой информации на печать, что позволяет документировать измеряемые параметры. По окончании печати осведомительный сигнал с цифрового регистратора 15 поступает в блок 8 управления.

Считывание информации второй точки измерений происходит аналогично описанному.

Работа устройства заканчивается, когда содержимое реверсивного счетчика, работающего на вычитание, в дополнительном преобразователе 4 кода не станет равным нулю, что соответствует концу хранимой информации в блоке измерений.

В случае выхода из строя цифрового регистратора 15 устройство считывает и отображает информацию в однократном режиме по командам оператора с инженерного пульта. При этом потери информации не происходит.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность определения параметров траектории скважины и создает дополнительные удобства в работе оператора.

Предполагаемый экономический эффект

14700 руб. на один прибор при планируемом вы пуске 300 ком пле кто в в год.

Формула изобретения го

У стройство для определения параметров траектории скважины, содержащее коммутатор каналов, преобразователь кода, цифровой регистратор, шину данных, к которой г5 подключен первыи выход блока измерений, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно снабжено регистратором числа измерений, дополнительным преобразователем кода, счетчиком каналов, 3Q дешифратором каналов, блоком умножения, блоком задания масштабирующих коэффициентов, блоком округления, блоком двоично-десятичных счетчиков, блоком дешифрации, блоком визуальной индикации, блоком управления, шиной числа измерений, при35 чем вход преобразователя кода подключен к шине данных, выход соединен с входом коммутатора каналов, выходы которого подключены к первым входам блока умножения, вторые входы которого соединены с выходами блока масштабирующих коэффициентов, а

40 входы блока умножения через блок округления подсоединен к первым входам блока двоично-десятичных счетчиков, выходы которого соединены через блок дешифрации с входами блока визуальной индикации и

45 цифровым регистратором, выход последнего подключен к входу блока управления, выходы которого соединены с управляющим входом блока округления, с управляющим входом цифрового регистратора, с управляющим входом преобразователя кода, с управ5О ляющим входом дополнительного преобразователя кода и входом блока измерений, второй выход которого соединен через шину числа измерений с входом регистра числа измерений, выход последнего подключен к входу дополнительного преобразователя кода, вы55 ход которого подсоединен к входу счетчика каналов, первый выход которого через дешифратор каналов соединен с управляющим входом коммутатора каналов, а второй вы987085

Составитель И. Карбачинская

Редактор М. Бандура Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 10238/10 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ход — с вторым входом блока двоично-десятичных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Померанц Л. И., Чукин В. Т. Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования скважин. М., «Недра», 1978, с. 246.

2. Молчанов А. А., Сираев A. Х. Скважинные автономные измерительные системы с магнитной регистрацией. М., «Недра», 1978, с. 40 (прототип) .