Инклинометр Советский патент 1984 года по МПК E21B47/02 

Изобретение относится к области нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для определения геометрических параметров пространственного положения забоя скважины.

Известен инклинометр однократного действия, содержащий корпус, чувствительные элементы датчиков азимутального и зенитного углов, автономный источник электрического тока, реле времени, арретир, устройство считывания информации Tl.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерений и сложность считывания информации.

Известно также глубинное устройство для цифровой записи параметров траектории скважины, содержащее первичные преобразователи, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок управления,таймер, счетчик адреса и блок памяти f2 J.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, поскольку в нем не предусмотрена регистрация измерений именно в момент остановки движения прибора по скважине и поэтому измерения могут быть произведены при случайных отклонениях подвесов первичных преобразователей.

Известен также инклинометр, содержащий датчики углов, подключенные к информационным входам коммутатора, выход которого аналого-цифровой преобразователь подключен к входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управления подключен к таймеру, и автономный источник питания, первый выход которого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти f3.

Данное устройство обладает более высокой- точностью измерений по сравнению с другими аналогами, так как регистрация измерений производится в фиксированные моменты осоганова движения прибора по скважине.

Недостатком известного устройств является большое энергопотребление от автономного источника питания, обусловленное тем, что, начиная с момента включения таймера перед спуском устройства в скважину и заканчивая считыванием записанной информации из блок.а памяти, запита нными .являются все узлы и блоки устройства. Кроме того, к недостатк можно отнести большой объем избыточной информации, записываемой в блок памяти. Информационная избыточность заключается в большом количестве точек измерения, приходящемся на едницу длины траектории скважины

(в данном случае единицей длины является одна свеча колонны труб). , С другой стороны, для cKBcURHH, проходка которых осуществляется твердом грунте с многократныАШ эаменами долота, каждые последующие измерения с использованием известного, инклинометра будут дублировать предыдущие. А для скважин, проходка которых осуществляется в мягксм

0 податливом грунте, без смены долота/ многократные измерения по траектории скважины с использованием известного устройства вообще не имеет практической ценности для

проходки данной конкретной скважины, которая уже имеет вполне определенное пространственное положение забоя, а могут лишь носить характер геофизических исследований.

Целью изобретения является снижение энергопотребления от автонс ного источника питания и уменьшение уровня помех.

Поставленная цель достигается тем, что в инклинометре, содержащем датчики углов, подключенные к информационньои входам коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к

входу блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управлеАия подключен к выходу таймера

и автономный источник питания,первый выход которого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти, таймер выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов стабильной частоты, счетчика и коммутационного реле, через контакты которого второй выход автономного источника питания связан с датчика-s

ми и АЦП, причем последний управляющий выход блока управления подк.лючен на вход Сброс счетчика таймера, блок памяти выполнен в виде мультиплексных регистров.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Инклинометр однократного измерения с цифровой записью параметров содержит датчики 1 (азимута, зенитного угла и уГла установки отклонителя), коммутатор 2, АЦП 3, блок 4 памяти с регистрами, блок 5 управления, таймер б, выполненный в виде последовательно соединенных генератора 7 импульсов стабильной частоты, счетчика 8, коммутационного реле 9 d контактами 10, тумблер 11 и автономный источник 12 питания.

Устройство работает следующим

образом.

При включении тумблера 11 от авФонсямного источника 12 питания записываются генератор 7 импульсов стабильной частоты, счетчик 8, блок

5управления и регистры блока 4 памяти и таймер начинает счет времени После инклинометр транспортируется в забой скважины. По истечении времени большего, чем время достижения инклинометром забоя, таймер

6отрабатывает импульс на вход блока. 5 управления, разрешая, его работу. Затем срабатывает коммутационное реле 9 и заьшкает контакты 10. При этсял происходит предварительная установка в ноль счетчиков блока 5 управления и регистров в блоке 4 памяти и эапитываются датчики 1 и АЦП 3. После этого блок управления отрабатывает программу опроса сигналов с датчиков 1, их аналого-цифровое преобразование в АЦП 3 и запись в регистры блока 4 памяти и командой по последнему выходу сбрасывается счетчик 8 в ноль, запрещая тем самым его дальнейшую работу. Реле 9 обесточивается и размыканием контактов 10 отключает датчики 1 и АЦП

от автономного источника 12 питания.Таким образом, начиная с этого момента, остаются запитанными только таймер 6, блок 5 управления и регистры блока 4 памяти. После извлечения инклинометра вместе с иэношенньо долотом на поверхность

земли, происходит считывание информационных кодов из регистров блока памяти, их дальнейшая расшифровка и обработка.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает меньшим энергопотреблением и кроме того, в нем устранена информационная избыточность. Снижение энергопотребления от автономного источника пита0ния достигается тем, что наиболее энергоемкие узлы и блоки устройства запитываются только в моменты измерения, а на периоды транспортировки в забой и обратно - отключаются. Постоянно запитанными явля5ются лишь цифровые элементы таймера, блока управления и регистры в блоке памяти.А применение цифровых микросхем на основе МОП-структур сводит к минимуму потребление

0 постоянно запитанных блоков инкли- нометра. Информационная избыточность устраняется в предложенном устройстве тем, что измеряются геометрические параметры пространст5венного положения только точки забоя скважины, а это в свою очередь позволяет упростить блок памяти, и упростить организацию записи информационных кодов в регистры, что

0 также снижает в конечном итоге энергопотребление, устройства, упрощает его структуру в целом и увеличивает его ресурс.

ИНКЛИНОМЕТР, содержащий датчики углов, подключенные к информационным входгии коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к входу 1::: - -- i 1 . . -.I -.-: гчьл;шт5:кА блока памяти, блок управления, выходы которого соединены с управляющи-; ми входами коммутатора и блока памяти, а вход блока управления подключен к выходу таймера, и автономный источник питания, первый выход кото- рого через тумблер соединен с таймером, блоком управления и блоком памяти, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления от автономного источника питания и уменьшения уровня помех, таймер выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов стабильной частоты; счетчика и коммутационного реле, через контакты которого второй выход авто-§ номного источника питания связан с (Я датчиками и аналого-цифровым преобразователем, причем последний управляющий выход блока управления подключен на вход Сброс счетчика таймера, а блок памяти выполнен в виде 2 мультиплексных регистров.