СИСТЕМА ТЕЛЕСИГНАЛИЗАЦИИ СО СКВАЖИН Российский патент 1999 года по МПК G08C17/00 G08C21/00 

Изобретение относится к нефтедобывающему производству и может быть использовано для передачи аварийных сигналов со скважин, а также в строительстве для передачи и обработки данных строительных участков.

Известна система для передачи аварийной сигнализации со скважин с использованием проводной линии связи [1]. Но данная система требует значительных затрат на прокладку и эксплуатацию кабелей связи. Использовать эту систему можно там, где уже проложены кабели или близко расположены они от скважин и от групповых пунктов сбора нефти.

Известны системы с использованием силовых цепей в качестве линий связи [2] , [3], [4]. Но они очень громоздки из-за применения развязывающих фильтров между устройствами передачи и силовыми линиями.

Известна система телесигнализации со скважин [5], прототип, использующая передающее оборудование, установленное на скважине и содержащее радиопередатчик, ключи управления, реле времени, блок питания, мультивибратор с изменением частоты, значения которых несут информацию о номере скважины, а также оборудование, установленное на групповом пункте, содержащее приемник, состоящий из усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, полосового фильтра усилителя промежуточной частоты, детектора и усилителя низкой частоты, а на диспетчерском пункте установлено приемное устройство состоящее из полосового фильтра, усилителя, детектора, блока ключей, двух частотомеров и микропроцессора.

Но данная система телесигнализации не предусматривает процесса разделения сигналов, поступивших со скважин с наложением по времени сигналов, и в ней используется процесс передачи сигналов по проводным линиям связи.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение функциональных возможностей и надежности различения сигналов при поступлении их от различных скважин с наложением по времени.

Цель достигается тем, что система телесигнализации, содержащая на объектах контроля (скважине) дебитомер (датчик) кодер, передатчик и блок питания, причем выход датчика соединен с выходом блока питания, выход которого соединен с кодером и первым входом передатчика, на групповом пункте приемник и полосовые фильтры, дополнительно введены декодер, блок памяти, блок управления памятью, модем связи и приемопередатчик, причем выход приемника соединен с входом декодера через полосовые фильтры и первым входом блока управления памятью, первый выход декодера соединен с первым входом модема, первый выход которого соединен с входом передатчика приемопередатчика, а второй выход декодера соединен с первым входом блока управления памятью, выход которого соединен со вторым входом блока памяти, второй вход блока управления памятью соединен с выходом приемника приемопередатчика, на диспетчерском пункте приемопередатчика, демодем, кодер, блок управления кодером, контроллер связи с ЭВМ, ЭВМ, причем выход приемника приемопередатчика соединен с входом демодема, выход которого соединен с входом контроллера связи с ЭВМ, информационный выход которого соединен с информационным входом ЭВМ, а управляющий выход ЭВМ соединен с входом блока управления кодером, выход которого соединен с через кодер с входом передатчика приемопередатчика.

Сущностью изобретения является применение метода разделения сигналов по их энергии, а распознавание сигналов по сочетанию частот в двухчастотном сигнале.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что наряду с блоком фильтров в приемнике применяется декодер, содержащий n звеньев, каждое из которых состоит из квадратичного детектора, интегратора, порогового устройства и блока схем совпадений.

Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна". На основании приведенного анализа можно сделать вывод, что заявленное решение имеет новые признаки и отвечает условию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена структурная схема системы телесигнализации со скважины для n объектов контроля (ОК).

На фиг.2 представлена структурная схема декодера с блоками записи информации. Система телесигнализации со скважин состоит из оборудования: на ОК 1 из датчика 2, блока питания 3, кодера 4, радиопередатчика 5, причем выход датчика 2 соединен с блоком питания 3, выход которого соединен с кодером 4 и первым входом передатчика 5, второй вход которого соединен с выходом кодера 4, на групповом пункте 6 из приемника 7, блока полосовых фильтров 8, декодера 9, блока памяти 10, блока управления памятью 11, модема 12, демодема 13 и приемопередатчика радиосигналов 14, причем выход приемника 7 соединен через блок полосовых фильтров 8 с декодером 9 и первым входом блока управления памятью, первый выход которого соединен с первым входом блока памяти 10, второй вход которого соединен с выходом блока управления памятью 11, первый вход которого соединен с вторым выходом декодера 8, а второй вход блока управления памятью 11 соединен с выходом демодема 13, вход которого соединен с выходом приемника 16 приемопередатчика 14, а вход передатчика 15 приемопередатчика 14 соединен с выходом модема 12, на диспетчерском пункте 17 из приемопередатчика радиосигналов 18, модема 21, состоящего из демодема 22 и кодера 23, а также контроллера связи с ЭВМ 24, блока управления кодером 25 и ЭВМ 26, причем выход приемника 16 приемопередатчика 14 соединен через демодем 22 с входом контроллера связи с ЭВМ 24, информационный выход которого соединен с информационным входом ЭВМ 26, управляющий выход которой соединен с входом блока управления кодером 25, а выход кодера 23 соединен с входом передатчика 20 приемопередатчика 18.

Система телесигнализации работает следующим образом. При поступлении сигнала с датчика 2, а он появляется при выходе параметра, например дебита, за пределы нормы, включается блок питания 3, который обеспечивает питанием кодер 4 и передатчик 5. При этом на выходе кодера образуется низкочастотный сигнал, содержащий одну или несколько частот в диапазоне, например телефонного спектра. Значения частоты или набор определяется номером ОК, т.е. кодируются. С выхода кодера 4 сигналы поступают в передатчик 5, где они преобразуются в сигналы высоких частот и далее через антенну поступают на антенну приемника 7 группового пункта 6. При этом на выходе приемника 7 выделяется, в случае наложения по времени нескольких сигналов, суммарный сигнал сложной формы, содержащий несколько сигналов. Выделение отдельных сигналов происходит в блоке полосовых фильтров 8, а из них в декодере 9 определяются номера ОК, которые записываются в виде цифрового кода в блок памяти 10, по сигналам из блока управления памятью 11. По определенной программе с клавиатуры ЭВМ диспетчера или автоматически с ЭВМ поступает цифровой сигнал, содержащий информацию о номере ОК и ГП, через контроллер связи с ЭВМ 24 и под управлением блока управления кодером 25, в кодере 23 параллельный код преобразуется в последовательный и с помощью передатчика 20 приемопередатчика 18 высокочастотный сигнал поступает на вход приемника 16 приемопередатчика 14 группового пункта 6. После декодирования в демодеме 13, где определяется номер ГП, при правильном определении номера ГП, поступает сигнал управления с блока управления памятью 11 в блок памяти 10, в результате чего информация из памяти поступает в модем, где параллельный код преобразуется в последовательный и далее через передатчик 15 приемопередатчика 14 сигналы поступают в приемопередатчик 18 диспетчерского пункта 17. С выхода приемника 19 приемопередатчика 18 после демодема 22 информация через контроллер связи с ЭВМ 24 записывается в ЭВМ 26. Таким образом, информация о состоянии всех контролируемых ОК из блока памяти периодически переписывается в ЭВМ, где она подвергается обработке для составления отчета о работе скважин.

Анализ построения блоков системы телесигнализации со скважин показал, что все блоки можно выполнить, например так, как в прототипе. В качестве схемы передатчика можно использовать уже существующие. Отличительным признаком системы является устройство декодера 9. Он содержит n звеньев, содержащих квадратичный декодер 27, интегратор 28, пороговое устройство 29, причем блоки 27-29 соединены последовательно, как это показано на фиг.2. Выходы всех пороговых устройств соединены с блоком схем совпадений 30, выходы которых соединены с блоком памяти 10. Для запуска блока памяти сигнал с выхода приемника 7 поступает на вход блока управления памятью 11, где с помощью интегратора определяется признак изменения входного сигнала. По сигналам с блока управления памятью 11 информация о номере ОК записывается в блок памяти 10. Для передачи информации с блока памяти 10 поступают сигналы управления от демодема 13, где определяется номер ГП. При этом с блока управления памятью поступают сигналы разрешающие списывание информации из памяти. Информационные сигналы блока памяти 10 совместно с информацией о номере ГП, образованной в блоке формирования номера ГП 30, преобразуются из параллельного кода в последовательный, далее в передатчик и поступают на диспетчерский пункт.

Технико-экономическая эффективность заявляемой системы перед известной заключается в том, что данная система позволяет различить сигналы при наложении их по времени в условиях помех. Применение данной системы позволяет оперативно контролировать работу датчиков, разнесенных на большие расстояния с записью в ЗУ данных и далее в ЭВМ.

Литература
1. Справочная книга по добыче нефти. Под. ред. Ш.К.Гиматудинова. М.:, НЕДРА, 1974 г.

2. А.С. СССР 1596 364 00, 1988 г.

3. А.С. СССР 1580416 класс 00, 1987 г.

4. Тутчевич В.Н. Телемеханика, М. 1973, с. 257-260.

5. А. С. СССР 20 18 968 00. Система телесигнализации со скважины, автор Кричке В.О.

Изобретение относится к нефтедобывающему производству и может быть использовано для передачи аварийных сигналов со скважин. Техническим результатом изобретения является увеличение функциональных возможностей и надежности различения сигналов при поступлении их от различных скважин с наложением по времени. Технический результат достигается тем, что система содержит на объекте контроля датчик, блок питания, кодер, радиопередатчик, на групповом пункте приемник, блок полосовых фильтров, декодер, блок памяти, блок управления памятью, модем, демодем, приемопередатчик, выход приемника соединен через блок полосовых фильтров с декодером и первым входом блока управления памятью, первый выход которого соединен с первым входом блока памяти, второй вход которого соединен с выходом блока управления памятью, первый вход которого соединен с вторым выходом декодера, а второй вход блока управления памятью соединен с выходом демодема, вход которого соединен с выходом приемника приемопередатчика, а вход передатчика приемопередатчика соединен с выходом модема, на диспетчерском пункте приемопередатчик радиосигналов, демодем, кодер, контроллер связи с ЭВМ, блок управления кодером и ЭВМ, причем выход приемника соединен через демодем с входом контроллера связи с ЭВМ, информационный выход которой соединен с информационным входом ЭВМ, управляющий выход которой соединен с выходом блока управления кодером, а выход кодера соединен с выходом передатчика приемопередатчика. Блок декодера выполнен в виде n звеньев, каждое из которых содержит квадратичный детектор, интегратор, пороговое устройство, все выходы которых соединены с блоком схем совпадений, выходы которого соединены с адресными информационными входами блока памяти. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система телесигнализации со скважин, содержащая на объекте контроля датчик, блок питания, кодер и передатчик, на групповом пункте приемник, блок полосовых фильтров, на диспетчерском пункте приемопередатчик, причем датчик соединен с блоком питания, выход которого соединен с кодером и первым входом передатчика, второй вход которого соединен с выходом кодера, на групповом пункте выход приемника соединен с входом блока полосовых фильтров, отличающаяся тем, что дополнительно введены на групповом пункте декодер, блок памяти, блок управления памятью, модем, демодем, приемопередатчик, причем выход блока полосовых фильтров соединен через декодер с блоком памяти, выход которого соединен через модем с входом приемопередатчика, выход которого соединен через декодер с блоком управления памятью, первый вход которого соединен с выходом приемника, а второй вход блока управления памятью соединен с управляющим входом блока памяти, на диспетчерском пункте дополнительно введены демодем, кодер, контроллер связи с ЭВМ, ЭВМ и блок управления кодером, причем выход приемника приемопередатчика соединен с входом демодема, выход которого соединен с входом контроллера связи с ЭВМ, а управляющий выход ЭВМ соединен с входом блока управления кодером, а выход кодера соединен с входом передатчика приемопередатчика. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что декодер на групповом пункте состоит из n звеньев, каждое из которых содержит последовательно соединенные квадратичный детектор, интегратор, пороговое устройство и блок схем совпадений, выходы которых соединены с информационными входами блока памяти, информационные выходы которого соединены с входами модема, а выход управления блока управления памятью соединен с входом управления блока памяти и входом блока схем совпадений.