Автономная система для измерения параметров траектории скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B47/02 

1 Изобретение относится к бурению в частности к области наклонно нап равленного бурения скважин. Известна автономная система для определения параметров траектории скважины, содержащая датчики, выхо ды которых соединены с входами коммутатора, выход которого под-. ключей к входу аналого-1щфрового преобразователя (А1Щ), таймер, бло памяти, выход которого соединен с входом блока приема информации, блок- масштабирования и блок регист рации и визуальной индикации 0:1 Недостатком данной системы является низкая достоверность из-за отсутствия возможности контроля функционирования как в самой скважине, так и перед спуском в скважину. При отказе скважинного регистратора теряются данные, получе ные в процессе измерения. Наиболее близком к изобретению по технической сущности является автономная система для измерения параметров траектории скважин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммутатора, выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом АЦП, вьЕХод МЩ соединен с первым входом блока памятиj второй и третий входы котррого подключены к первым выходам блока управления записью и блока уттравления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации а второй - с входом блока регистрации , генератор тестовых сигналов таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, . второй выход которого соединен, с управляющим- входом коммутатора Однако известная система характ ризуется недостаточно высокой достоверностью измерений в виду того, что не контролируется достоверность функционирования блока преобразования сигналов, который находится между дaтчикa JИ и входом АЦП, самого АДП. Эта часть схе мы является наиболее сложной и в большей степени изменяет свои характеристики с изменениями парамет 18,2 ров внешнего возмущающего воздействия (изменение температуры, параметров питания). Кроме того, не контролируется достоверность функционирования скважинной части системы за весь период измерения, что может привести к записи в блок памяти ложной информации, так как скважинная часть системы функционирует при воздействии повьшенных температур и механических перегрузок. А в моменты времени, когда производится контроль в известной , .она может функционировать нормально (контроль осуществляется на поверхности перед сбросом скважинной части). Цель изобретения - повьшение достоверности измерений за счет контреля правильности функционирования всей схемы преобразования и записи в память скважинного прибора системы за весь период измерений. Поставленная цель достигается тем, что автономная система для измерения параметров траектории скважин, содержащая датчики, выходы которых соединены с входами коммута-тора, выход которого через блок преобразования сигнадов соединен с входом АЦП, выход АЦП соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы которого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, выход блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен с входом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации,. генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью цодключей к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, снабжена программируемым блоком управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора, причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока управления записью и програм 3

мируемого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления. . .

На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы.

Система состоит из автономного скважинного прчбора и наземного устройства.

Автономней скважиннкй прибор содержит датчики t, генератор 2 тестовых сигналов, коьшутатрр 3, блок 4 преобразовавия еигнад.ов, АВД 5, блок 6 памяти, блок 7 управления, блок 8 упранления зшшсыо, программный блок 9 управления контролем и таймер JO.

Наземное устройство содержит бло 11 приема информагри блок 12 масштабирования, блок 13 1визуальной индикации и блок 14 регистрации.

(Система работает следунцш образом,

ij Перед спуском прибора в колойну бурильнь1Х труб проверяется работоспособность всей системы. Для этого скважинньй прибор присоединяется к наземнЕому устройству помощи приспосрбледая (иа.пример, шаблон с известным углом, направленный в известную сторону по азш.уту), задаются зталюнные углы по зениту и азимуту. На блоке визуальной индикации эд1тыааются измеренные сигналы и сравниваются с контрольньми. При этом проверяется работоспособность генератора тестовых сигналов, который вьфабатывает эталонный аналоговый сигнал с известньши параметрами, соответствздащнй определенным измеряем величинам. Это необходимо для проверки ..всей системы в целом и, в частности, для проверки блока Л преобразования сигналов, в состав которого (для известных схем преобразования сигналов с датчика азимзгга и зенитного угла) входят фазовый детектор, фазочувствительный вьшрямитель, усилитель и т.д.

Далее скважинный прибор спуркается в колонну бурильных труб.

При достижении забоя по командам блока 8 управления записью блок 7 управления, в состав которого входит генератор управляющих команд и схема совпадения вырабатьшает определенную последовательность электрических сигналов, необходимых

600164

для реализации заданного алгоритма измерений в данной точке траектории скважины, а также разрешает запись информации в блок 6 памяти, Блок 7 5 управления имеет несколько вариантов исполнения, например представляет собой устройство с жесткой логикой функционирования и имеет два режима - рабочий и контрольный. В

0 рабочем режиме блок 7 управления вырабатьшает все необходимые сигналы для реализации измерений и запоминания информации. При этом управляющие команды формируются по сигналам с таймера и устройства индикации останова колонны бурильных труб,входящего в состав блока управ ; ления записью, В контрольном режиме, инициализируемом по сигналу

0 программируемого счетчика блока 9, коммутатор 3, управляемый блок 7 управления подключают к измерительному тракту генератор 2 тестовых импульсов, запуск которого также

5 осзпдествляет блок 9. Команда на

включение генератрра 2 тестовых импульсов и управление коммутатора 3 в контрольном режиме проходит лишь при наличии на схеме совпадения

- разрешающего сигнала с генератора

управляющих команд блока 7 управле;ния, .

По сигналам с блока 7 управления датчики 1 посредством коммутатора

3 поочередно подключаются к входу блока 4 преобразования сигнала, где происходят выделение, формирование и усиление информационных сигналов в аналоговой форме, Далее информационный сигнал поступает на вход АЩ 5, с выхода которого цифровой код поступает в блок памяти, предназначенный для хранения информации о параметрах траектории скваяины во всех изме15яемых точках.

При подъеме колонны бурильных труб на расстояние, равное шагу проведения измерений, и ее остановке

блок 8 управления, записью снова разрешает запись в блок 6 памяти, |j цикл повторяется.

В состав программируемого блока 9 управления контролем входит коммутатор, управляющий режимом работы генератора тестовых сигналов, программируемый счетчик импульсов, коммутационное поле для набора соотS

ветствующёго режима работы. Программируемый счетчик в соответствии с управлякяа ш сигналом коммутационного поля периодически вырабатьтает сигнал запуска контрольного режима , выдаваемый в блок 7. Коммутаг тор блока 9 в соответствии с режимом, заданным на коммутационном поле, перес.траивает синхронно генератор 2 тестовых сигналов (имеется в виду амплитуда и форма выходного напряжения) таким образом чтобы имитировались датчики 1, подключенные к входу коммутатора 3.

Контроль работоспособности скважинкой части в процессе изменения осуществляется по команде блока 9, при этом блок 7 управления запускает генератор 2 тестовых сигналов и подключает его к входу схемы посредством 1соммутатора 3.. Результат тестирования в виде цифрового кода регистрируется в блоке 6. Периодичность контрольного реяз1ма определяется блоком 9. и может быть различной, для чего блок 9 вьшолнен программируемым.

После проведения измерений во всех заданных точках/траектории скважины и по окончании подъема Колонны бурильных труб осуществляется считьшание кодов йё блока 6 памяти посредством блока 11 приема

60018

информации, входящего в состав наземной части систеК1ы. Далее-информация через блок 12 масштабирования поступает в блок 13 визуальной

5 индикации и блок 14 регистрации. В блоке 12 масштабирования также по содержимому блока 6 памяти происходит формирование информации о количестве точек измерения, иден10 тифиЦирзтотся контрольные, режикы. Вся эта информация также поступает в блоки 13 и 14. Достоверность информации может быть определена по контрольнсту КОДУ поступающему из

t$ блока памяти и выводимому в блоки 13 и 14.

Таймер 10 содержит опорный генератор, делитель частоты и служит для синхронизации работы блоков

20 7-9. Блоки 7-9 .формируют необходимые управляющие сигналы, используя сигналы с таймера 10.

.Предлагаемая система позволяет 25 произвести проверку работоспособности как всей Системы в целом, так и отдельно скважинного прибора за весь период измерений. Кроме того, имеется возможность использовать эту часть информации, которая является достоверной (при сбоях в работе скважинного прибора в какиет©ь моменты времени).

АВТОНОЙЙМ СЙСТЕЩ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАР ШЕТРОВ ТРАЕКТОРШ СКВАЩН, содержащая датчики, вькоды которых соединены с входами коммутатора, выход которого через блок преобразования сигналов соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, вБгход аналогс- цифрового преобразователя соединен с первым входом блока памяти, второй и третий входы которого подключены к первым выходам блока управления записью и блока управления соответственно, вькод блока памяти через блок приема информации соединен с входом блока масштабирования, первый выход которого соединен свходом блока визуальной индикации, а второй - с входом блока регистрации, генератор тестовых сигналов, таймер, при этом второй выход блока управления записью подключен к первому входу блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, отличающая с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет контроля правильности функционирования всей схемы преобразования и записи в память сквазвинного прибора системь за весь период измерений, она снабжена программируемым блоком v управления контролем, первый выход которого соединен с вторым входом блока управления, а второй выход подключен к первому входу генератора тестовых сигналов, выход которого соединен с входом коммутатора, причем второй вход генератора тестовых сигналов соединен с управляющим входом коммутатора, а выход таймера подключен к первым входам блока . б управления записью и программируеi мого блока управления контролем, а также к третьему входу блока управления. 00