Устройство для измерения глубинных параметров нефтяной скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при промысловых исследованиях скважин, в частности для обработки результатов измерений глубипных параметров.

Цель изобретения - повышение точности и оперативности определения скважин- ных глубинных параметров.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для измерения глубинных па- раметров нефтяной скважины содержит блок 1 датчиков, блок 2 коммутации, блок 3 управления, блок 4 регистрации, элемент И 5, счетчик 6 импульсов, триггер 7 контроля, таймер 8, счетчик 9 адресов, блок 10 памяти, блок 11 сравнения, блок 12 регистров, вычислительный блок 13.

Выход блока 1 датчиков соединен с первым входом блока 2 коммутации, первый выход которого соединен с первым входом блока 4 регистрации, выход которого подключен к первому входу блока 3 управления, первый выход которого подключен к второму входу блока 2 коммутации, второй выход которого подключен к первому входу элемента И 5, выход и второй вход которого подключены соответственно к входу счетчика 6 импульсов и к выходу триггера 7 контроля, первый вход которого одновременно подключен к первому входу таймера 8 и к второму выходу блока 3 управления, третий выход которого подключен к второму входу таймера 8, выход которого соединен с вторым входом триггера 7 контроля. Шестой выход блока 3 управления подключен к первому входу вычислительного блока 13, выход и второй вход которого подключены соответственно к второму входу блока 4 регистрации и к выходу блока 12 регистров, первый вход которого подключен к пятому выходу блока 3 управления, четвертый вход которого подключен к выходу блока И сравнения, третий вход которого одновременно подключен к третьему входу блока 12 регистров и к первому выходу блока 10 памяти, второй вход которого соединен с первым выходом блока 2 коммутации, второй выход и первый вход подключены соответственно к второму входу блока 12 регистров и. к выходу счетчика 9 адресов, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и четвертому выходам блока 3 управления, третий вход которого одновременно подключен к выходу таймера 8 и к первому входу блока 11 сравнения, второй вход которого одновременно соединен с выходом счетчика 6 импульсов и с третьим входом вычислительного блока 13.

Устройство работает по командам блока 3 управления (БУ), представляющего собой цифровой автомат с памятью, определенной комбинации входных сигналов которого

соответствует вполне определенная комбинация выходных управляющих сигналов.

5

0

5

При поступлении сигнала «Пуск на второй вход блока 3 управления на его первом выходе вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на входы блока 2 коммутации и счетчика 9 адресов. Блок 2 коммутации состоит из трехразрядного двоичного счетчика и собственно коммутатора (не показаны). Двоичный счетчик наращивается импульсами с первого выхода БУ 3, выходной код счетчика управляет коммутатором для подключения соответствующего измерительного преобразователя и также подается на вход блока 10 памяти. В результате в блоке 10 памяти выбираются ячейки памяти, где хранятся градуировочные данные первого измерительного преобразователя (измерительного преобразователя давления), а счетчик 9 адресов устанавливается в нулевое состояние.

После этого по команде с второго выхода БУ 3, запускается таймер 8, который начинает подсчет импульсов определенной длительности, генерируемых на третьем выходе БУ 3, а также устанавливается в единичное состояние триггер 7 контроля. Последний разрещает прохождение импульсов текущей частоты „,, получаемых на выходе измерительного преобразователя, на вход счетчика 6 импульсов.

По истечении времени Д1 на выходе тай- мера 8 образуется сигнал, который поступает на второй вход триггера 7 контроля. При этом триггер 7 контроля переходит в нулевое состояние, элемент И 5 закрывается и подсчет текущей частоты „ счетчиком 6 импульсов прекращается. Таким образом, в счетчике б хранится двоичный код текущего значения частоты „, соответствующий выходному сигналу первого измерительного преобразователя в данный момент времени. При этом с выхода таймера 8 на третий вход БУ 3 поступает сигнал о конце преобразования. Этот же сигнал разрешает сравнение кодов в блоке 11 сравнения.

Так как на второй вход блока 11 сравнения с выхода счетчика 6 импульсов поступает значение частоты 1т, а на третий 5 вход блока 11 сравнения с выхода блока 10 тамяти поступает наименьшее градуи- ровочное значение частоты fo первого измерительного преобразователя, запоминаемое в нулевой ячейке памяти блока 10 памяти, то по истечении времени At в блоке 11 сравнения происходит сравнение „, и Ь- Если fm fo, то на выходе блока 11 сравнения образуется сигнал логического нуля. Этот сигнал поступает на четвертый вход БУ 3. В результате на четвертом выходе блока 55 3 управления вырабатывается сигнал, который поступает на вход счетчика 9 адресов. При этом содержимое счетчика 9 адресов увеличивается на единицу, и из блока

5

0

50

10 памяти выбирается второе градуировоч- ное значение частоты fi первого измерительного преобразователя, которое поступает на третий вход блока 11 сравнения. Далее в блоке 11 сравнения происходит сравнение текущего значения частоты f с fi. Если , то на выходе блока 11 сравнения снова образуется сигнал логического нуля, т.е. на четвертый вход блока 3 управления поступает сигнал «О, и аналогично описанному цикл сравнения повторяется, т.е. происходит сравнение fm с 2 и т.д.

Если fm f/, то на выходе блока 11 сравнения появляется сигнал логической единицы, т.е. на четвертый вход блока 3 управления поступает сигнал «1. В результате на пятом выходе блока 3 управления вырабатывается сигнал, который поступает на первый вход блока 12 регистров.

По этому сигналу происходит запись в блок 12 регистров по третьему входу значений fi и , а по второму входу - значений Р,- и Р;„1.

в качестве вычислительного блока 13 в устройстве используется программируемый микро1 алькулятор, позволяющий производить запись информации в адресуемые регистры памяти и вести обработку по заранее введенной в программную память микрокалькулятора программе.

При поступлении сигнала с щестого выхода БУ 3 происходит перезапись в программные регистры микрокалькулятора значений, хранимых в блоке 12 регистров, а также по третьему входу вычислительного блока 13 значения ,„.

Затем вычисляется текущее значение первого параметра (давления) по формуле

Р„ Р,,+ -( f,,) ч Ч-I

Вычисленное значение Р с выхода вычислительного блока 13 поступает на вход блока 4 регистрации, который содержит де- щифратор измеряемого параметра и устройство печати. Код измеряемого параметра поступает от блока 2 коммутации и преобразуется в символы цифропечатающего устройства, соответствующие измеряемому параметру. В конце печати цифропечатаю- щее устройство выдает сигнал, который поступает на первый вход БУ 3.

Далее на первом выходе БУ 3 вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на входы блока 2 коммутации и счетчика 9 адресов. При этом содержимое счетчика 9 адресов опять устанавливается в нулевое состояние, а блок 2 коммутации подключет выход второго измерительного преобразователя (j 2) блока 1 датчиков на вход элемента И 5. Кроме того, сигнал с выхода блока 2 коммутации поступает на вход блока 10 памяти. Этим сигналом в блоке 10 памяти выбираются все ячейки памяти.

где хранятся градуировочные данные второго измерительного преобразователя (измерительного преобразователя температуры). На втором выходе БУ 3 появляется сигнал, который одновременно поступает на входы триггера 7 контроля и таймера 8. При этом триггер 7 контроля переходит в единичное состояние, а таймер 8 начинает подсчет числа импульсов, генерируемых на третьем выходе блока 3 управления, и все описанные операции повторяются. В результате в вычислительном блоке 13 на основе значений fm, f/, f,i, t,- и ii-i определяется текущее значение второго параметра (те.м- пературы) по формуле

t,,, t,-l+ - (fm-b-l)

1 li- I

Вычисленное значение {„, с выхода вычислительного блока 13 поступает на вход блока 4 регистрации, далее происходит ана- логичное измерение третьего параметра и т.д.

После измерения всех т параметров, т.е. при тцикл измерения заканчивается.

Таким образом,, предлагаемое устройство автоматически сравнивает текущие значения выходного .параметра каждого измери- тельного преобразователя с их градуировоч- ными данными, определяет координаты линейного участка характеристики измерительного преобразователя, между которыми находится текущее значение выходного параметра данного измерительного преобразователя в момент измерения, и далее вычисляет значение этого глубинного параметра.

Формула изобретения

Устройство для измерения глубинных параметров нефтяной скважины, содержащее блок датчиков, элемент И, счетчик импульсов, блок регистрации, триггер контроля, таймер, блок управления и блок коммутации, первый вход которого подключен к выходу блока датчиков, первый выход соединен с первым входом блока регистрации, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый

выход которого подключен к второму входу блока коммутации, второй выход которого, подключен к первому входу элемента И, выход и второй вход которого подключены соответственно к входу датчика импульсов и к выходу триггера контроля, первый вход

которого одновременно подключен к первому входу таймера и к второму выходу блока управления, третий выход которого подключен к второму входу таймера, выход которого соединен с вторым входом триг

гера контроля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и оперативности определения скважинных глубинных параметров, оно снабжено счетчиком адресов, блоком памяти, блоком сравнения, блоком регистров и вычислительным блоком, причем шестой выход блока управления подключен к первому входу вычислительного блока, выход и второй вход которого подключены соответственно к второму входу блока регистрации и к выходу блока регистров, первый вход которого подключен к пятому выходу блока управления, четвертый вход которого подключен к выходу блока сравнения, третий вход которо- го одновременно подключен к третьему входу блока регистров и к первому выходу

блока памяти, второй вход которого соединен с первым выходом блока коммутации, второй выход и первый вход подключены соответственно к второму входу блока регистров и к выходу счетчика адресов, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и четвертому выходам блока управления, третий вход которого одновременно подключен к выходу таймера и к первому входу блока сравнения, второй вход которого одновременно соединен с выходом счетчика импульсов и третьим входом вычислительного блока.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и позволяет повысить точность и оперативность определения истинных значений скважинных глубинных параметров при промысловых исследованиях скважин путем автоматического сравнения текущих значений этих параметров с градуировочными данными измерительных преобразователей (ИП). Для этого блок 2 коммутации подключает выход j-ro ИП блока 1 датчиков на вход счетчика 6 импульсов. Здесь производится подсчет текущего значения частоты f, получаемой на выходе j-ro ИП. После этого в блоке 11 сравнения производится сравнение „, с частотой f,, соответствующей наименьщему граду- ировочному значению j-ro ИП. Если fm f,, то содержимое счетчика 9 адресов увеличивается на единицу и в блоке 11 сравнения производится сравнение f,,, с , и т. д. Если fm f/, то на основе значения fm, i-ro и (i-1)-го градуировочного значения j-ro параметра, запоминаемого в блоке 10 памяти, в вычислительном блоке 13 производится вычисление истинного значения j-ro параметра. Результаты вычислений регистрируются в блоке 4 регистрации. После этого блок 2 коммутации подключает выход (j-f 1)-го ИП блока 1 датчиков на вход счетчика 6, и все вышеописанное повторяется. После опроса всех m ИП, т.е. при j ш, цикл работы устройства заканчивается. 1 ил. Ф сл го 00 ОС ГчЭ х