Устройство для измерения и регистрации параметров скважин Советский патент 1989 года по МПК G06F17/40 

31

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению параметров скважин при бурении нефтяных и газовых скважин.Целью изобретения является повыше ние надежности, помехоустойчивости и сокращение объема хранимой и передваемой информации.

На фиг.1 представлена Функциональ нал схема устройства на фиг.2,3- алгоритм работы устройстваj на фиг.4 - функциональная схема блока согласования j на фиг.5 - функциональная схема блока функционального контроля

Устройство для измерения и регистрации скважинных параметров содержит глубинную часть, включающую глубинный процессорных блок 1, глубинный блок 2 памяти программ, глубинный блок 3 памяти данных, первый коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, второй коммутатор 6, блок 7 аналоговых датчиков, таймер 8 блок 9 цифровых датчиков, первую ши- ну 10 управления, первую шину 11 адреса данных, датчик 12 начала циркуляции промывочной жидкости, блок 13

преобразования кода, и наземную часть, включающую вторую шину 14 управления, 30 вторую шину 15 адреса данных, блок 16 согласования сигналов, блок накопителя 17 на магнитной ленте, блок 18 функционального контроля, блок 19 индикации.35

Датчик 12 начала циркуляции промывочной жидкости состоит из упругой пластины, на которой укреплен постоянный магнит, герконового контакта и одновибратора, формирующего сигна- 40 лы управления глубинным процессорным блоком 1.

Блок 16 согласования сигналов состоит из набора оптоэлектронных эле- 5 ментов 20, осуществляющих гальваническую развязку между глубинной и наземной частями устройства.

Блок 18 функционального контроля состоит из счетчик 21, выходы которого, соединены с адресными входами постоянного запоминающего устройства 22, информационные выходы которого образуют первый выход блока 18 функционального контроля и к которым подключены входы АЦП 23, выходы которого образуют второй выход блока 18 функционального контроля, переключателя 24 режима, выводы которого сое50

55

5

0 5

0 5

0

5

0

5

динены соответственно с первой шиной 10 управления и землей.

Блок 13 преобразования кода представляет собой сдвиговый регистр.

Устройство работает следующим образом.

Алгоритм работы устройства представлен на фиг.2,3.

Перед спуском в скважину устройство проверяется на функционирование с помощью блока 18 функционального контроля. Затем глубинная часть устройства транспортируется на забой. Транспортировка может осуществляться, например, посредством сброса глубинного устройства внутрь колонны бурильных труб, спуска на тросе или при помощи непосредственной устано) ки в колонне бурильных труб. В момент начала циркуляции бурового раствора датчик 12 формирует сигнал, который , через первую шину 10 управления поступает в глубинный процессорный блок 1, находящийся до этого в состоянии ожидания. Затем глубинный процессорный блок 1 начинает выполнять рабочую программу посредством последовательного считывания команд, записанных в блоке 2 памяти программ, и их выполнения. По первой шине 10 управления на управляющий«вход второго коммутатора 6 поступает сигнал, вызывающий подключение выхода таймера 8 к первой шине 11 адреса данных, после чего осуществляется запись содержащейся в таймере информации о времени начала измерений в глубинный блок 3 памяти данных, для чего по первой шине 10 управления из глубинного процессорного блока 1 в глубинный блок 3 памяти данных подается сигнал записи. Таким образом, в первые ячейки глубинного блока 3 памяти данных записывается время начала работы глубинного устройства. Затем, в соответствии с программой опроса датчиков по первой шине 10 управления поступают сигналы на управляющие входы первого коммутатора 4 и второго коммутатора 6, вызывающие подключение выхода блока 7 аналоговых датчиков через АЦП 5 к первой шине 11 адреса данных. После чего глубинный процессорный блок 1 дает команду по первой шине 10 управления в глубинный блок 3 памяти данных для записи информации с первого датчика блока 7 аналоговых датчиков в следующие ячейки блока 3 памяти данных. С глубинного процессорного блока 1 по первой шине 10 управления поступает сигнал на первый коммутатор 4 для подключения вьвсода второго датчика блока 7 аналоговых датчиков к входу АЦП 5, после чего цикл записи информации в глубинный блок 3 памяти данных повторяется для каждого из датчиков блока 7 аналоговых датчиков. Затем глубинный процессорный блок 1 дает команду по первой шине 10 управления на второй коммутатор 6 для подключения выхода первого датчика блока 9 цифровых датчиков к первой шине 11 адреса данных. Аналогично повторяется цикл записи информации в глубинный блок 3 памяти данных для каждого из датчиков блока 9 цифровых датчиков.

Таким образом, в блоке 3 памяти данных записываются первые информационные слова с каждого из датчиков блока 7 аналоговых датчиков и блока 9 цифровых датчиков. После последующего приема информации из блока 7 аналоговых датчиков или блока 9 датчиков, глубинный процессорный блок 1 осуществляет сравнение поступившего цифрового кода с предшествующим значением, соответствующим данному датчику, которое хранится в блоке 3 памяти данных.В соответствии с реализуемым алгоритмом адаптивного сжатия глубинный процессорный блок 1 определяет, является ли поступивший цифровой код существенным значением. Если поступивший цифровой код соответствует существенному значению скважинно- го параметра, то глубинным процессорным блоком 1 формируется команда записи, которая поступает в блок 3 памяти данных, и цифровой код значения параметра вместе с номером отсчета записывается в блок 3 памяти данных. Таким образом, в глубинном устройстве происходит регистрация только существенного значения скважинного параметра и соответствующего ему номера отсчета. Если поступает цифровой код, соответствующий несущественному (избыточному) значению скважинного параметра, то команда записи в блок 3 памяти данных глубинным процессорным блоком 1 не вырабатывается и, таким образом, пропускается запись избыточного значения скважинного параметра. В результате регистрации толь-

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ко существенных значений скважинных параметров достигается экономия емкости блока 3 памяти данных.

После обработки данного значения параметра в соответствии с требуемым шагом квантования происходят вычисления (наращивание) адреса следующего подлежащего опросу датчика и цикл обработки информации повторяется снова. Глубинная часть устройства прекращает регистрацию скважинных параметров при поступлении сигнала Стоп, который формируется датчиком 12 начала циркуляции в момент прекращения г циркуляции бурового раствора внутри колонны бурильных труб (при установке или отвинчивании очередной свечи). При этом выполнение программы опроса датчиков и обработки значений скважинных параметров прекращается и глубинный процессорный блок 1 по первой шине 10 управления выдает команду на второй коммутатор 6 для подключения выхода таймера 8 к первой шине 11 адреса данных. Информация о времени прекращения измерений записывается в глубинный блок 3 памяти данных посредством поступающего по первой шине 10 управления сигнала записи в глубинный блок 3 памяти данных. После этого глубинный блок 3 переходит в состояние ожидания. В момент начала циркуляции бурового раствора внутри колонны бурильных труб датчиком 12 начала циркуляции снова формируется стартовый импульс и программа измерения и регистрации скважннных параметров повторяется снова.

После проведения операции подъе- ма глубинный прибор извлекается из скважины и подстыковывается к блоку 16 согласования сигналов. По сигналу готовности от блока накопителя 17 на магнитной ленте, поступающему через блок 16 согласования сигналов, по второй шине 14 управления, через блок 13 преобразования кода и по первой шине 10 управления,глубинный процессорный блок 1 начинает выполнять программу вывода данных, хранимую в блоке 2 памяти программ. По первой шине 10 управления на управляющий вход блокг, 3 памяти данных поступает сигнал чтения, после чего информация из первой ячейки памяти записывается в регистр глубинного процессорного блока 1. Затем через блок 13 преобразования кода, вторую шину 14 управления и блок 16 согласования сигналов в блок накопителя 17 на магнитной ленте поступает сигнал записи и данные из регистра процессорного блока 1 по первой шине 11 адреса данных поступают в блок 13 преобразования кода, в котором происходит преобразование из параллельного формата в последовательный, далее по второй шине 15 адреса данных и через блок 16 согласования сигналов данные подаются в блок накопителя 17 на магнитной ленте, где они записываются на магнитный носитель. После записи-информации из первой ячейки глубинного блока 3 памяти данных происходит обращение к следующей ячейке и цикл вывода информации в блок накопителя 17 на магнитной ленте повторяется для каждой из ячеек блока 3 памяти данных. Затем по первой шине 10 управления через блок 13 преобразования кода, по второй шине 14 управления и через блок 16 согласования сигналов глубинный процессорный блок 1 посылает сигнал в блок 19 индикации, сигнализирующий об окончании вывода зарегистрированных скважинных параметрэв.

Проверка устройства на функционирование осуществляется под управлением глубинного процессорного блока 1 при выполнении им программы тестирования, которая хранится на кассете с магнитной лентой и вводится в глубинный блок 3 памяти данных.,Тля , этого магнитный носитель с программой тестирования помещается в блок накопителя 17 на магнитной ленте и по сигналу, который Формируется переключателем 24 режима в блоке 18 функционального контроля и который поступа- ет по первой шине 10 управления в глубинный процессорный блок 1, происходит переход к выполнению программы ввода, которая записана в блоке 2 памяти программ. По первой шине 10 управления через блок 13 преобразования кода, вторую шину 14 управления, блок 16 согласования сигналов в блок накопителя 17 на магнитной ленте поступает сигнал чтения и информация с блока накопителя 17 на магнитной ленте через блок 16 согласования сигналов по второй шине 15 адреса данных через блок 13 преобразования кода записывается во внутренний регистр глубинного процессорного блока 1, откуда после подачи по первой шине 10

управления сигнала записи на управляющий вход блока 3 памяти данных информация переписывается в глубин- ный блок 3 памяти данных. После чего цикл считывания повторяется-.

После ввода всей программы тестирования из глубинного процессорного блока 1 по первой шине 10 управления

Q через блок 13 преобразования кода, вторую шину 14 управления и блок 16 согласования сигналов в блок 19 индикации поступает импульс, сигнализирующий необходимость замены в бло5 ке накопителя 17 на магнитной ленте кассеты с программой тестирования кассетой для записи информации. По сигналу готовности блока накопителя 17 на магнитной ленте глубинный

0 процессорный блок 1 начинает выполнять собственно программу тестирования. В процессе тестирования осуществляется имитация приема информации с блока 7 аналоговых датчиков и бло5 ка 9 цифровых датчиков, обработка

этой информации, вывод ее на блок накопителя. 17 на магнитной ленте, последующее считывание записанных данных и их сравнение с эталонными величинами, записанными в блоке 2 памяти программы. Этот способ позволяет.проверить все блоки, ответственные за прием, обработку и передачу информации.

При выполнении программы тестирования из глубинного процессорного блока 1 по первой шине 10 управления на управляющий вход блока 18. функционального контроля поступает сигнал, который вызывает появление на его первом выходе контрольной комбинации в цифровой форме, а на его втором выходе - в аналоговый. После чего осуществляется цикл ввода и обработки ин-1 формации, аналогичный приведенному при описании работы устройства за исключением того, что на управляющие входы первого коммутатора 4 и второго коммутатора 6 подаются команды, вызывающие подключение соответствующих выходов блока 18 функционального контроля, изменение информации на которых происходит при поступлении на его управляющий вход очередного сигнала из глубинного процессорного

5 блока 1 по первой шине 10 управления. После записи определенного количества параметров в глубинный блок 3 памяти данных начинает выполняться опи0

5

0

5

0

санная программа вывода записанной в глубинном блоке 3 памяти данных информации на блок накопителя 17 на манитной ленте. После вывода всех зарегистрированных в глубинном блоке 3 памяти данных значений параметров осуществляется контрольное считывание, аналогичное циклу ввода тестовой программы за исключением того, что считанные данные непосредственно сравниваются с эталонными значениями, хранимыми в блоке 2 памяти программ. Результат сравнения выводится на блок 19 индикации, по показани ям которого делается заключение о работоспособности всего устройства. Блок 18 функционального контроля работает следующим образом. При замыкании контактов переключателя 24 режима по первой шине 10 управления в глубинный процессорный блок t поступает сигнал, по которому глубинный процессорный блок переходит к выполнению программы тестирования. С приходом управляющих импульсов на счетный вход счетчика 21 на его выходе появляется определенная кодовая комбинация, соответствующая числу поступивших импульсов, которая пода- ется на адресные входы постоянного запоминающего устройства 22, на выходе которого возникает кодовая комбинация, поступающая на первый выход блока 18 функционального контроля и преобразуемая в аналоговую фор- му ЦАГ 23, выходы которого образуют второй выход блока 18 функциональног контроля,

Формула изобретения

Устройство для измерения и регистрации параметров скважин, содержащее глубинный процессорный блок, глубинные блоки памяти программ .и данных, первый и второй коммутаторы, аналого- цифровой преобразователь, таймер, блок цифровых датчиков, блок аналогоQj 0 5 п

0

5

вых датчиков, блок индикации, входы- выходы управления глубинного процессорного блока соединены с управляющими входами глубинных блоков памяти .программ и данных и первого и второго коммутаторов, входы-выходы адреса данных глубинного процессорного блока соединены с входами-выходами адреса данных глубинных блоков памяти программ и данных и с выходом второго коммутатора, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами таймера и аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом блока аналоговых датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости и сокращения объема хранимой и передаваемой информации, оно содержит датчик начала циркуляции промывочной жидкости, блок функционального контроля, блок преобразования кода, блок согласования сигналов, блок накопителя на магнитной ленте, информационный вход которого соединен с информационным входом блока индикации и информационным выходом блока согласования сигналов, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами адреса данных и управления блока 2 преобразования кода, входы управления которого соединены с входами-выходами управления глубинного процессорного блока с выходом датчика начала циркуляции промывочной жидкости, входами управления блока функционального контроля, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого коммутатора и третьим входом второго коммутатора, четвертый вход которого соединен с выходом блока цифровых датчиков, вход адреса данных блока преобразования кода соединен с входами- выходами адреса данных глубинного процессорного блока.

( начало . )

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, для измерения скважинных параметров при бурении нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение надежности и помехоустйчивости и сокращение объема хранимой и передаваемой информации. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее глубинный процессорный блок 1, глубинные блоки памяти программ 2 и данных 3, первый 4 и второй 6 коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь 5, таймер 8, блоки цифровых 9 и аналоговых 7 датчиков и блок индикации 19, дополнительно введены датчик 12 начала циркуляции промывочной жидкости, блок 13 преобразования кода, блок 16 преобразования сигналов, блок 17 накопителя на магнитной ленте, блок 18 функционального контроля. 5 ил.

Инициализация

установка начального адреса носсиба данных установка ииоео кбантабаноя

Запись метка Премии

УстоноВка адреса первого датчика I

} Запись инфорпаиии с датчика

Упрошены Jce датчики

Вычисление адреса следующего датчики 6 соотбететбии с шагоп кдантойония

Считывание информации, с данного датчике

{ Оценка избыточности

ДОННЫЕ избыточны.

Запись информации с датчика 8 понять

Приращепяе адреса яассиВи донных

{Конец ) Фие. 2

D

J

ff

Составитель О.Гречухина Редактор О.Спесивых Техред Л.Сердюкова Корректор М.Пожо

Заказ 2835/47

Тираж 668

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

С конец Jj

ФиеЗ

Фа. 5

Подписное