Глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров Советский патент 1985 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

1 , 1 Изобретение относится к средствам для исследования скважин и может быть использовано в глубинных приборах для измерения параметров в скважине при отсутствии телеметрического канала связи. Известен глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров, содержащий герметичный корпус, датчики скважинных параметров, преобразователь электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок памяти и блок электропитания fll Недостатком указанного прибора является то, что все результаты измерения регистрируются в блоке памяти независимо от их информативности, чем ухудшаются его метрологические характеристики и ограничивается область применения. Наиболее близким к предлагаемому является глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров, содержащий герметический корпус, в котором расположены датчик1| скважинных параметров, связанны с пр еобразователем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок памяти и блок злектропитания 2 Однако известное устройство имеет .сложную аппаратурную реализацию, недостаточно технологично и надежно. Цель изобретения - повышен,ие надежности, упрощение и улучшение метрологических характеристик. Поставленная цель достигается тем, что глубинный прибор для измер ния и регистрации скважинных параметров, содержащий герметичный корпус, в котором расположены датчики скважинных параметров, соединенные с преобразбвателем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок памяти и блок электропитания, снабжен триггером управления, четьфьмя логическими элементами И, дв мя одновибраторами и логическим эле ментом ИЛИ, при этом первые входы первого и второго логического элемента И подключены к первому выходу преобразователя электрических сигналов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера управления, нулевой и единичный выходы которого 6 соответственно подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых соответственно полключены к первому и второму входам третьего и четвертого логических элементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, один из выходов которого подключен к информационному входу блока памяти. На фиг,1 изо.бражен блок глубинного прибора в подземном положении (спуск в скважину); на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства. Глубинный прибор содержит герметичный корпус 1, датчики 2 скважинных приборов параметров, преобразователь 3 электрических сигналов в цифровые данные, генератор 4 электрических сигналов времени, триггер 5 управления, первый 6, второй 7 логические элементы И, первый 8 и второй 9 одновибраторы, третий 10 и -четвертой 11 логические элементы И, логический элемент ИЛИ 12, блок 13 памяти, блок 14 электропитания. В подземном положении корпус 1 механически соединен с устройством спуска и подъема глубинного прибора. Глубинный прибор для измерения и регистрации скважинных параметров работает следующим образом. С помощью устройства и подъема глубинный прибор спускают в скважину. Скважинные параметры (температура, давление и др.) воздействуют на датчики 2, которые преобразуют скважинные параметры в электрические сигналы определенного вида, например в частоту .переменного напряжения. Такой же электрический сигнал, соответствующий временам отсчетов скважинных параметров, вырабатывает генератор 4. Преобразователь 3 преобразует электрические сигналы датчиков -2 и генератора 4 в числовые коды, В начале работы устройства триггер 5 управления находится в определенном состоянии. Допустим, что триггер 5 управления находится в состоянии 0.В этом случае первый сигнал с второго выхода преобразователя 3 электрических сигналов в цифровые данные п ступает на счетный вход триггера 5 управления и устанавливает его в ед ничное состояние. При этом положите ный потенциал с единичного выхода триггера 5 управления поступает на вход первого логического элемента И и открывает его. В момент равенства аналогового сигнала с выхода датчиков 2 скважнн ных параметров и пилообразного напряжения с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, пос пивших в преобразователь 3 9лектрических сигналов в цифровые данные н первом выходе преобразователя 3 выр батывается сигнгш равенства. .Известно, что промежуток времени от начала пилообразного напряжения до появления сигнала равенства на п вом выходе преобразователя 3 пропор ционален значению аналоговой величины в данный момент времени. Сигнал равенства, полученный с . первого выхода преобразователя 3, поступает на первые входы логически элементов И 6 и 7. Дсшее этот сигнал проходит через открытый сигналом с единичного выхода триггера 5 управления первый логи ческий элемент И 6,поступает на вход одновибратора 8 и запускает его. При этом на прямом выходе первого одновибратора 8 формируется потенциал положительной полярности, а на его инверсном выходе формируется потенциал обратной полярности. Время задержки одновибратора 8 и 9 выбирается одинаковым и равняется шагу дискретизации по времени. Поэтому на каждом одновибраторе 8 и 9 сигналы равенства запоминаются на один такт, преобразования. В следующем шаге преобразования сигнал с второго выхода преобразователя 3 электрических сигналов в цифровые данные поступает на счетный; вход триггера 5 управления и устанав ливает его в нулевое положение. В этом случае н.а инверсном выходе триг гера 5 управления вырабатывается . сигнал положительной полярности. Сигнал положительной полярности с инверсного выхода триггера 5 управления поступает на второй вход вто рого логического элемента И 7 и открывает его, а сигнал отрицательной полярности с прямого выхода триггера 1 6 5 управления поступает на второй вход первого логического элемена И 6 и запирает его. Аналогично описанному, в момент равенства аналогового сигнала с выхода датчиков 2 скважинных параметров и пилообразного напряжения с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, поступивших в преобразователь 3 электрических сигналов в цифровые данные, на его первом выходе вьфабатьшается сигнал равенства, который поступает на первые входы первого и второго логических элементов . И 6 и 7. Так как первый логический элемент И 6 закрыт, а второй логический элемент И 7 открыт, то указанный сигнал проходит через второй логический элемент И 7 и поступает на вход второго одновибратора 9. При этом на прямом выходе второго одновибратора 9 формируется сигнал положительной полярности, а на его инверсном . вьгходе формируется сигнал отрицательной полярности. Инверсные выходы первого и второго одновибраторов 8 и 9 подключены к соответствующим входам третьего логического элемента И tO, а прямые выходы первЪго и второго одновибраторов 8и 9 - к соответствующим входам четвертого логического элемента И 11. Потенциалы прямых выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9 поступают на вход логического элемента И 11, а потенциалы с их инверсных выxo loв поступают на входы третьего логического элемента И 10. На выходах третьего и четвертого логических элементов И Ю и 11 в периоды совпадения потенциалов положительной полярности от соответствующих выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9вырабатываются сигналы положительной полярности. Если разность входного измеряемого напряжения меяаду двумя циклами положительная (в случае возрастания входного сигнала), то до момента исчезновения потенциала положительной полярности на первом входе третьего логического элемента И Ю от инверсного выхода первого одновибратора 8 на его второй вход от инверсного выхода второго одновибратора 9 поступает потенциал положительной полярности (фиг.2).

.Тогда, начиная с момента -,,8 небольшом отрезке времени на обоих входах третьего элемента И 10 имеются потенциалы положительной полярности. В результате в этбт момент времени на выходе третьего логического элемента И 10 вьфабатывается сигнал положительной полярности (фиг.2), длительность которого пропорциональна разности входного сигнала между циклами преобразования.

Этот сигнал поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 12 и с его выхода поступает на третий выход преобразователя 3 электрических сигналов в цифровые данные и с его . выхода цифровые данные поступают в блок 13 памяти.

При этом на входы логического элемента И 11 от прямых выходов одновибраторов 8 и 9 поступают потенциалы отрицательной полярности, и на выходе логического элемента И 11 сигнал не вырабатывается.

Если разность входного измеряемого напряжения между двумя циклами преобразования отрицательная, в этот момент значение входного сигнала убывает, то до момента исчезновения потенциала положительной полярности на первом входе четвертого логического элемента И 11 от прямого выхода одновибратора 8 на его второй вход от прямого выхода второго одновибрй тора 9 поступает потенциал положительной полярности (фиг.2). Тогда, начиная с момента Ь2(фиг.2), в небольшом отрезке времени на обоих входах четвертого логического элемента И 11 имеется потенциал положительной полярности. В результате в этот момент времени на выходе четвертого логического элемента И 11 вьрфабатывается сигнал положительной полярности (фиг.2), длительность которого пропорциональна разности входного сигнала между двумя циклами преобразования.

Этот сигнал через логический элемент ИЛИ 12 поступает на второй вход преобразователя 3 электрических сигн

лов в цифровые данные и через его третий выход цифровые значения данных поступают в блок 13 памяти.

Если разность входного измеряемого напряжения между двумя циклами, преобразования равна нулю, то моменты изменения состояний одновибраторов 8 и 9 совпадают (ia фиг.2). В результате в этот момент времени на обоих входах логических элементов . И 10 и 11 появляются потенциалы разной полярности и, следовательно, на их выходах сигналы не вырабатываются.

Таким образом, в глубинном приборе происходит регистрация существенного значения скважинного параметра.

Если поступивший числовой код соответствует несуществующему (избыточному) значению скважинного параметра, то на выходе логического элемента ИЛИ 12 сигнал не вырабатывается, следовательно числовой код указанного несуществующего значения с соответствующего выхода преобразователя 3 электрических сигналов в цифровые данные в блок 13 памяти не пересылается. Тем самым пропускается запись избыточного значения скважинного параметра, а в блоке 13 сохраняется предшествующее существенное значение.скважинного параметра. . .

В результате.глубинный прибор обеспечивает регистрацию только существенных значений скважинных параметров, а все избыточные значения пропускает, не загромождая блок 13 памяти избыточной информацией.

Преимуществом глубинного прибора является то, что в нем значительно упрощена схемная реализация за счет введения в устройство триггера, четырех элементов И, двух одновибраторов и элемента ИЛИ взамен громоздкого и дорогостоящего арифметического логического блока.

Существенное сокращение количества оборудования позволяет снизить себестоимость глубинного прибора и повысить его надежность.

ГЛУБИННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СКВАЖИННЫХ ПАРА ЕТРОВ, содержащий герметичный корпус, в котором расположены датчики скважинных параметров, соединенные с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок памяти и блок электропитания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен триггером управления, четьфьмя логическими элементами И, дву мя одновибраторами и логическим элементом ИЛИ, при этом входы первого и второго логических элементов И подключены к первому выходу преобразователя электрических сигналов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера .управления, нулевой и единичный выходы которого соответственно подключены к вторым входам первого и Bio рого логических элементов И, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов, инверсные и прямые выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам третьего и четвертого логических элементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с преобразовате лем электрических сигналов в цифровые данные, один из выходов которого подключен к информационному входу блока памяти. Од СО 01 Од