Аппаратура перезаписи каротажных диаграмм автономного прибора Советский патент 1977 года по МПК E21B47/12 G01V3/18 

В процессе перезаписи ведущим является лентопротяжный механизм диаграммы автономного прибора и при этом каждое дискретное значение параметра проверяется на соответствие метке глубины на диаграмме углубления бурильного инструмента. При наличии такого соответствия в регистраторе преобразователя по метке глубины протягивается диаграммная лента на один шаг квантования по глубине и записывается дискретное значение параметра. В случае, если дискретному значению параметра на диаграмме автономного прибора не соответствует метка глубины на диаграмме углубления бурильного инструмента, информация считается избыточной и не регистрируется.

Так как шаги квантования по времени формируются в автономном приборе и наземной аппаратуре своими времязадающими устройствами и так как эти устройства работают в различных условиях, то неизбежно расхождение цены шагов квантования по времени в автономном приборе и наземной аппаратуре. Это приводит к тому, что количество меток времени на обеих диаграммах не будет одинаково. Разница в количестве меток времени тем больше, чем больше время бурения и, следовательно, каротажа. Неравенство числа меток на обеих диаграммах приводит к искажению перезаписываемой кривой зависимости параметра от глубины скважины.

Для уменьшения искажения кривой обе диаграммы в преобразователе периодически синхронизируются по реперным меткам и это равносильно введению новых уровней отсчета времени.

При синхронизации диаграмм по реперным меткам обеспечивается необходимая точность перезаписи, если бурение скважины шло на больших и средних скоростях. Папример, при скорости бурения в 12 м/час время бурения интервала, равного трубе длиной 12 м, будет 1 час. При погрешности времязадаюш,его устройства в 1 % абсолютное расхождение во времени (шаги квантования во времени при каротаже в процессе бурения выбираются из ряда в 15, 30, 60 или 120 сек) составит 36 сек, т. е. не более 2 шагов квантования.

Если же бурение ведется на малых скоростях (глубокие скважины, твердые породы и т. п.), то расхождение в интервале между двумя реперными метками может составить 10-20 шагов квантования по времени. В этих случаях искажение кривой параметра от глубины превышает допустимое.

Для уменьшения искажения результируюш,ей кривой каротажа при малых скоростях бурения необходимо проставлять реперные метки чаше, чем это вызвано технологией бурения, что практически невозможно, так как приведет к нарушению технологии бурения.

Другим путем уменьшения искажения результирующей кривой является введение в процессе перезаписи условных реперных меток и синхронизации перезаписываемых диаграмм по этим и фактическим реперным -меткам. Для определения положения условных реперных меток необходимо определить такое число меток времени на обеих диаграммах, после которых расхождение составит не более одного шага квантования по времени.

Целью изобретения является повышение точности перезаписи.

Поставленная цель достигается тем, что в аппаратуру введена система промежуточной синхронизации диаграмм между реперными метками, содержащая счетчик с ключом на выходе в цепи блока считывания информационных меток, счетчик с ключом на входе в цепи блока считывания меток времени, вычислитель, схему совпадения, кольцевой трехкаскадный коммутатор и блок синхронизации, причем выходы счетчиков соединены с вычислителем, входы блока синхронизации соединены с выходами вычислителя и блоков считывания информационных меток и меток времени, выход блока синхронизации соединен с блоком управления, входы схемы совпадения соединены с блоками считывания реперных меток, а выход - со входом кольцевого трехкаскадного коммутатора, первый выход которого соединен с цепями управления ключами, с горой выход - с цепями сброса и переноса информации счетчиков и цепью управления переключающим ключом и третий выход - с цепью включения регистратора.

Па чертеже представлена блок-схема предлагаемой аппаратуры перезаписи, вьшолпенная согласно данному изобретению.

Аппаратура перезаписи состоит из сисгемы протяжки диаграммы автономного прибора 1, содержащей механизм 2, двигатель 3, ключ 4 и считывающее устройство 5 с блоком 6 считывания информационных меток 7 и блоком 8 считывания реперных меток 9, 10; системы протяжки диаграммы углубления бурильного инструмента И, содержащей механизм 12, двигатель 13, ключ 14 и считывающее устройство 15 с блоком 16 считывания меток глубины 17, блоком 18 считывания реперных меток 19, 20 и блоком 21 считывания меток времени 22; блока управления 23 для синхронизации диаграмм по реперным меткам; источника питания 24 и переключающего ключа 25; регистратора с блоком включения 26; системы 27 промежуточной синхронизации диаграмм между реперными метками, содержащей ключ 28 и счетчик 29 в цепи считывания информационных меток диаграммы 1, ключ 30 и счетчик 31 в цепи считывания меток времени диаграммы 11, вычислитель 32, схему совпадения 33, кольцевой трехкаскадный коммутатор 34 с выходами а, б, в и блок синхронизации 35.

Пунктирной линией ограничены вновь введенные элементы системы промежуточной синхронизации.

Рассмотрим вначале принцип действия преобразователя без системы промежуточной синхронизации 27.

После включения аппаратуры напряжение

от источника питания 24 через переключающий ключ 25 и ключ 4 подается на двигатель 3 и начинается протял ка диаграммы 1 (система иротяжки диаграммы 1 является ведущей). Диаграмма 1 перемещается в показанном стрелкой направлении до тех пор, пока к блоку 8 не подойдет реперная метка 9. После считывания реперной метки 9 через блок управления 23, на ключ 4 подается запирающий сигнал, протяжка диаграммы I прекращается, а система протяжки диаграммы 11 переводится на самоход (питание к щаговому двигателю 13 подается через ключ 14). После считывания блоком 18 реперной метки 19 заканчивается процесс согласования диаграмм по первым реперным меткам и начинается процесс перезаписи. Диаграмма 1 протягивается в Непрерывном режиме и начинается набор отклонения пишущего устройства регистратора 26. После считывания информационной метки 7 блоком 6 сигнал на блок управления 23 и регистратор 26. Блок управления 23 через ключ 14 включает двигатель 13 и механизм 12 протягивает диаграмму 11 на одну метку времени 22. Если при этом блок 16 считал метку глубины 17, от сигнал пост -пает па регистратор 26, диаграммная лепта его смещается на один шаг квантования по глубине и регистрируется то значение параметра, которое было набрано пишущим устройством регистратора при перемещении диаграммы 1 на длину между реперной меткой 9 и первой информационной меткой 7. После этого пишущее устройство регистратора 26 возвращается в исходное положение и снова начинает отклоняться при перемещении диаграммы 1 от первого до второго информационного отверстия 7 снова через блок управление 23, и ключ 14 включается двигатель 13 и перемешает диаграмму 11 на метку времени. Согласно чертежу в этом положении диаграммы 11 метка глубины нет и на регистратор 26 не поступает сигнал для смещения диаграммной ленты и регистрации второго дискретного значения параметра. Таким образолт, это второе дискретное значение параметра является избыточпым. Практически это означает, что углублепия бзфильного инструмента не было и второе дискретное значение параметра измерено на той же глубине, что и первое. Затем процесс продолжается аналогично описанному, считывается третья метка 7, перемеп ается диаграмма И, считывается вторая метка 17, регистратором 26 записывается второе значение параметра и т. д.

После считывания шестой метки 7 к блоку 8 подходит вторая реперная метка 10 (до подхода реперной метки 20 к блоку 18 еще остается две метки времени) 22, также к блоку 16 enie не подошла третья метка 17). После считывания метки 10 протяжка диаграммы 1 поекрап1ается, а система протяжки диаграммы 11 переходит на самоход до момента считывания реперной метки 20 блоком 18. Это собственно и есть синхронизация диаграмм по реперным меткам. После считывания метки 20 повторяется такой же процесс перезаписи, как описанный выше после совмещения меток 9 и 19 против блоков 8 и 18. Из показанного на чертеже примера распололсения меток 7, 9, 10, 17, 19 и 20 видно, что при синхронизации диаграмм (протяжка диаграммы 11 самоходом) была считана третья метка глубины 17, по которой произведепо смещение диаграммной ленты 17, и пропущена запись параметра, так как при остановленной диаграмме 1 устройство регистратора 26 находится в нулевом положении.

Из этого примера видно, как искажается результирующая диаграмма, записываемая регистратором 26 в случае, еслл синхронизация перезаписываемых диаграмм производится только по фактическим реперным меткам.

Теперь рассмотрим работу аппаратуры совместно с системой промежуточной синхронизации 27.

Суть действия аппаратуры сводится к тому, что вначале при перемещении диаграмм от

первой до второй реперной метки просчитываются числа меток времени на обеих диаграммах, определяется контрольное число и знак его, затем диаграммы возвращаются в исходное состояние и при перезаписи диаграммы

синхронизируются не только по фактическим реперным меткам, по и через количество меток времени, равное контрольному числу. Знак контрольного числа определяет, какую диаграмму требуется сместить на одну метк} времени. Вначале после включения аппаратуры процесс совмеп1ения диаграмм по меткам 9 и 19 идет также, как и без системы 27. После совмеигепия диаграмм 1 и 11 по меткам 9 Т 19 с блоков 8 и 18 на схему совпадения

33 одновременно поступают два сигнала и импзльс из схемы совпадения 33 переводит кольпевой коммутатор 34 в первое положение, т. е. на выходе а появляется сигнал, который открывает ключи 28 и 30, и при перемещении

диаграмм 1 и 11 счетчики 29 и 31 начинает считать метки времени на этих диаграммах. Так как на выходах бив нет сигнала, то регистратор 26 отключен, а счетчики 29 и 31 только запоминают числа меток времени,

представленных сигналами с блоков 6 и 21.

Перемещение диаграмм 1 и 11 такое , как и по первому варианту, т. е. диаграмма 1 является ведущей и после считывания каждой информапионной метки 7 диаграмма 11 смещается на одно синхроотверстие. После считывания второй реперной метки 10 диаграмма 1 останавливается, а смещение диаграммы 11 происходит самоходом до считывания реперной метки 20. Теперь в счетчике 29 запомнено

число меток времени реперными метками 9 и 10, которое равно (по данным чертел а) -V; 6, а в счетчике 31 запомнено число N 8. После считывания вторых реперных меток

10 и 20 схема совпадения 33 выдает на коммутатор 34 второй импульс и на выходе б появляется сигпал, который, воздействуя на цепь сброса и переноса информации счетчиков 29 и 31, очищает их, и запомненные ими числа переносятся в вычислитель 32. Одновременно сигнал с выхода б поступает на переключающий ключ 25, который переключает напряжение источика питания 24 на двигатели 3 и 13 в обратной полярности. При этом диаграммы 1 и 11 перемещаются в обратном иаиравлении, до момента считывания реперных меток 9 и 19. После считывания реперных меток 9 и 19 из схемы совпадения 33 иа коммутатор 34 подается третий импульс и теперь только на выходе в действует сигнал. Сигнал с выхода в включает регистратор 26 и начинается.процесс обработки и перезаписи той информации, которая записана на интервале между реиерными метками 9 и 10 диаграммы 1 и метками 19 и 20 диаграммы 11. В вычислителе 32 но данным vVi и NZ определяется контрольное число (п) и его знак: В приведенном примере это: - - 3 6-8 Nt-Ns Значение и знак контрольного числа п -3 определяет, что после отсчета трех информационных меток (меток времени) на диаграммах 1 и 11 необходимо еще сместить диаграмму 11 на одно синхроотверстие (метку времени). Если бы на диаграмме 1 между реперными метками было бы Л 8 меток времени, а на диаграмме 11 число меток времени равнялось , то контрольное число будет и это означало бы, что после протяжки (п-1) метки времени (информации) на диаграммы 1 и И еще необходимо сместить диаграмму 1 на один щаг квантования по времени. Таким образом, знак при п определяет, какую диаграмму необходимо дополнительно сместить на один шаг после протяжки диаграмм 1 и 11 на п или на л-1 шагов. Если число п получается дробным, то в вычислителе 32 оно округляется до ближайшего целого, а возникшая в конце интервала ошибка в один шаг квантования нивелируется синхронизацией по фактическим реперным меткам. Управление промежуточной синхронизацией диаграмм производится по данным контрольного числа, поступающего из вычислителя 32 в блок синхронизации 35, на который также подаются сигналы о метках времени из блоков 6 и 21 и при воздействии сигналов из блока синхронизации 35 на блок управления 23. В процессе обработки и перезаписи аппаратура работает в таком же режиме, как без системы промежуточной синхронизации и функция последней сводится к дополнительным перемещениям одной из диаграмм с тем, чтобы погрешность внутри интервала между соседними фактическими реперными метками не выходила за один шаг квантоваиия во времени. После окончания обработки и перезаписи информации, заложенной между реперными метками 9-10 и 19-20 к блокам 8 и 18 подходят реперные метки 10 и 20 и на схему совпадения 33 подаются сигналы реиерных меток. С выхода схемы совпадения 33 на коммутатор 34 ноступает четвертый импульс, который переводит коммутатор в режим сигнала на выходе а. Пачиная с этого момента, процессы протяжки диаграммы 1 и 11, счет меток времени и вычисление контрольного числа, обратной прогонки диаграмм и обработки и перезаписи повторяются, но теперь между вторыми реперными метками 10 и 20 и следующими за ними третьими реперными метками и т. д. Таким образом, аппаратура перезаписи обеспечивает поинтервальную обработку и перезапись информации, заложенной в диаграммах автономного прибора и углубления бурильного инструмента. Техническая эффективность апцаратуры перезаписи определяется повышением точности перезаписи п автоматизации процессов обработки и перезаписи. Экономическая эффективность аппаратуры перезаписи связана с сокращением ручного труда оператора, необходимого для корректировки результирующей диаграммы. Формула изобретения 1.Аппаратура перезаписи каротажных диаграмм автономного прибора, состоящая из лентопротяжного механизма диаграммы автономного прибора со считывающим устройством, имеющим блоки считывания информационных и реперных меток, лентопротяжного механизма диаграммы углубления бурильного инструмента со считывающим устройством, имеющим блоки считывания меток глубины, меток времени и реперных меток, блока управления синхронизацией диаграмм по реперным меткам, источника питания с переключающим ключом и регистратора с блоком включения, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности перезаписи в нее введена система промежуточной синхронизации диаграмм между реперными метками. 2.Аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что система промежуточной синхронизации диаграмм между реперными метками со-держит счетчик с ключом на входе в цепи блока считывания и нформационных меток, счетчик с ключом на входе в цепи блока считывания меток времени, вычислитель, схему совпадения, кольцевой трехкаскадный коммутатор и блок синхронизации, причем выходы счетчиков соединены с вычислителем, входы блока синхронизации соединены с выходами

9

вычислителя и блоков считывания информационных меток и меток времени, выход блока синхронизации соединен с блоком управления, входы схемы совпадения соединены с блоками считывания реперных меток, а выход - со входом кольцевого трехкаскадного коммутатора, первый выход которого соединен с цепями управления ключами, второй выход - с цепями сброса и переноса информации счетчиков и цепью управления переключающим ключом и третий выход - ее целью включения регистратора.

10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Саркисов И. К., Крайзман Л. Ф. «Аналоговый преобразователь, в сб. «Геофизическая аппаратура, № 50, Л., «Недра, 1972, с. 100- 102.

2.Авт. св. № 411200, кл. Е 21В 47/00, 26.02.71.

3.Авт. св. № 446635, кл. Е 21В 47/00, 12.09.72.

4.Авт. св. № 338623, кл. Е 21В 47/00, 4.11.69 (прототип).