Автономный комплексный прибор для геофизических исследований скважин Советский патент 1978 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

1

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности, может быть использовано для контроля за разработкой в эксплуатационных скважинах.

Известны автономные комплексные приборы, содержащие измерительные датчики, задаюш.ий генератор, двоичный счетчик, магнитный регистратор, источник питания и наземный блок для дешифровки скважинных измерений Ш ,

Работа этих приборов основана на дискретном измерении исследуемого параметра с помощью программного устройства с промежуточным хранением информации в двоичном регистре и с последующим переносом информации на проволочный магнитоноситель синхронно с работой шагового привода, РазНедостатком этих приборов являются потери или искажения сигнала в момент записи из-за неравномерности подачи носителя в кассету при дискретных перемеше- ниях маг 1итного носителя. Вследствие этого в процессе воспроизведения импульсы искажаются как по длительности, так и по амплитуде.

10 Прототипом предлагаемого изобретения является автономный комплексный прибор для исследования скважин, содержащий скважинный прибор с комплексом измерительных датчиков, коктмутатором каналов,

13 преобразователем, опорным генератором, программным устройством, регистром памяти, магнитным регистратором, источником питания и наземный блок с усилителем, фазовым разделителем, формирователем сеВ этом приборе дпя рааделения каналов залнсываются су1ужебные коь бинации им пуяьсов по двум дорожкам магнитной пеиты, чтс требует применения двухдорожечной магнитной гоповки и лентопротяжного механизма. Это усложняет скважинную аппаратуру и препятствует уменьшению диаметра прибора, тем самым ограничивая обпарть его применения. Кроме того, введение в .регистр памяти скважинного прибо кодовых импульсов для опознавания каналов к иикпа (служебные комбинации импуль сужает оинамический диапазон прибора. Цепью изобретения является расширение линамичесхого диапазона измерений и повышение надежности аппаратуры, обеспечение независимости качества полученной и)юрмаЬн1и от факторов, создающих нестббипыюсть скорости перемещения проволоч ното магнитоносителя как в процессе записи, так и в процессе воспроизведения ин« формации. Цепь достигается тем, что автономный , включающий скважинный прибор с комплексом измерительных датчиков, комму татором кана119В, преобразователем, опорным генератором, программным устройство . регистрами счета и сдвига, магнитным регистратором, источником питания и наземный блок с усилителем, фазовым разделителем, формирователем селекторных импупь сов, селектором каналов, содержит: в скважикнОм (фиборе-формироватепь кода цикла измерений, вхол которого соединен с выходом программного устройства, а выход через формирователь импульсов записи связан с магнитной головкой, в наземном блокетриггере Шмитта с цепью. задержки врем€1нг его опрокидывания,счетчик импульсов и схему И, причем вход триггера и С-вход счетчика импульсов соединены с выходом усипитепя, выход триггера соединен с lij входом счетчика импульсов, а выход счетчика импульсов через схему И соединен со (входом формирователя селекторных импульсов. На чертеже изображена функциональна схема предлагаемого автономного комплексного прибора, предназначенного для измерения, например, четырех параметров: температуры, давления, дебита (расхода) и кри вой НГК. Скважинный снаряд автономного прибора состоит из преобразователей 1, коммута1ч. ра каналов 2, опорного генератора 3, фо1 мирователя программы 4, регистра счета 5, регистра сдвига 6, формирователя кода никла 7, формирователи записи 8 и меха.низма 9 протяжки проволочного магнитоноч.дутвпя. Наземный дешифратор состоит й& усилиеля 10, фазового разделителя И, триггера Шмитта 12 с цепью задерж1ш времени опрокидывания триггера, -состоящей из резистора 3 и конденсатора 14 счетчика импульсов 15, схемы И 16, формирователя селекторых импульсов 17 и селектора каналов 18. Работа автономного прибора в режиме регистрации в скважине и дешифрования на поверхности происходит спедуюшим образом. На заданной глубине подкпючается источник питания, и через один цикл работы схема скважинного прибора устанавливается в исходное состояние и готова к началу .измерения. За время t., , соответствующее интервалу времени и счета дискретного значения исследуемого параметра на вход регистра счета 5 через коммутатор каналов 2 поступают импульсы напряжения от первого датчика и начинается заполнение регистра. По окончамии времени -t,) счет прекращается, и на вход регистра счета от формирователя программы 4 поступают импупьсы напряжения блокировки, за время которых импульсами переноса информайия из регистра 5 переносится в ячейки памяти регистра сдвига 6, а импульсами установка О регистр 5 возврашается в исходное состояние. В течение времени -bj. соответствующего интервалу времени измерения и счета вторсн о параметра, на С - вход регистра счета 5 начинают поступать импульсы напряжения от второго датчика и одновременно на С-вход регистра сдвига 6 поступают импульсы сдвига для записи информааии предыдущего дискретного значения параметров на магнитную проволоку механизма 9, Перед записью информационных сигналов первого канала один раз за цикл измерения на магнитную головку проволокопротяжнрго механизма 9 через формирователь записи 8 подаются импульсы напряжения от фсфмирователя 7, предназначенные для обозначения начала цикла измерений с частотой следования, равной частоте следования импульсов сдвига. В результате на проволочный магнитоноситель будут записаны пачки импульсов с интервалами между пачками . Число импульсов в пачках, которые-содержат только информацию измерительных датчиков, равно разрядности регистра счета 5, а число импульсов в пачках содержащих информационные сигналы измерительных датчиков и хода цикла, . будет больше, чем разрядность регистра счета 5 (в данном примере это число больше на два импульса). Во время записи информационных сигапов и импульсов кода цикла счетная

схема измеряет и просчитывает новое дио кретиое значение измеряемого параметра, и цикл повторяется.

В режиме воспроизведения информационные сигналы и сигналы коды цикла, поотугающиё с головки проволокопротяжного механизма 0 и усиленные усилителем 10, одновременно подаются на входы триггера Шмитта 12 и счетчика импупьсов 15, Триггером Шмитта 12 формируется только по одному импульсу из каждой пачки, в которых содержатся или только информационные сигналы или сумма импульсов информационных сигналов и кода цикла. Это достигается за счет введения во

входную цепь триггера Шмитта интегрирующих элементов из регистра 13 и конденсатора 14. Для помехоустойчивости схемы время задержки триггера Шмитта выбрано равным ..

Продифференцированный задний фронт импульса триггера Шмитта 12 поступает на С-вход счетчика импульсов 15. На втором и пятом выходах счетчика импульсов 15 формируются импульсы логической едини цы только в случае поступления пачки импульсов, состоящих из суммы информационных сигналов и импульсов кода цикла. Второй и пятый выходы счетчика 15 соединены со входами схемы И 16, на выходе которой при наличии на входах напряжения логической единищ 1 формируется импульс, соответствующий началу цикла измерения. После этого счетчик импупьсов 15 нмпульсом напряжения триггера Шмитта 12 устанавливается на О и готов к приему следующей пачки В данном примере счетчик импульсов 15 состоит из пяти разрядов и при поступлении на С-вход пачки из 18 импульсов, из которых 16 информационные, на выходах второго и пятого разрядов устанавливаются логические единицы, а в это время на выходе схемы формируется импульс начала цикла изме.рения.

При поступлении пачек из 16 импульсо на выходе второго разряда счетчика 15 сиг нал логической единицы будет отсутствоват и схема И 16 импульс начала цик- па не формирует, и импульсом триггера

Шмитта счетчик установится на О. Далее импульс начала цикла поступает на вход формирователя селекторных импупьсов

Селекторные импульсы, соответствук щие интервалам времени поступления инфс мационных сигналов (второго, третьего, четвертого « первого каналов соответственно), поступают на раздельные входы, а импульсы напряжения информационных сирналов, сформированные схемой фазового разделителя 11 в виде логических единиц и нулей, поступают на второй вход селектора канал( 18, на выходе которого выделяются импульсы разделенные по каналам.

Формула изобретения

АВТОНОМНЫЙ комппекснЬ1й -прибор дпя геофизических исследований скважин, вклк чающий скважиниый прибор с комплексом измерительных датчиков, коммутатором ка налов, преобразователем, оперным генератором, программным устройством, регистрами счета и сдвига, магнитным регистратором, источником питания и наземный блок с усилителем, фазовым разделителем формирователем селекторных импульсов, селекTqpoM каналов, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений и повышения надежности аппаратуры, он содержит в скважинно приборе - фс мирователь кода цикла измерений, зход соединен с выходом программного устрсйства, а выход через формирователь импульсов записи связан с магнитной головкой, в наземном блоке триггер Шмитта с цепью задержки времени его опрокидывания, счетчик импульсов и схему И , причем ajcoa. триггера и Свход счетчика импульсов соединены с выходом усилителя, выход триггера соединен с R-входом счетчика импульсов, а выход счетчика импульсов через схему И соединен со входом ффмирователя селекторных; импульсов.

источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР N9 26909О. кл. 5а, 47/ОО, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 441544, кл. Q-01 11/ОО. 1973.