Устройство для цифровой записи результатов каротажных измерений Советский патент 1980 года по МПК E21B47/00 G01V3/18 E21B47/12 

1

Изобретение относится к геофизической аппаратуре для регистрации в цифровой форме результатов промыслово-геофизических исследований в скважинах.

Для цифровой записи данных геофизических исследований в скважинах существует ряд устройств, основанных на преобразовании аналоговых сигналов в двоичный либо двоично-десятичный код с последующей регистрацией этих чисел на носителе (маг. лента, перфолента и т. д.).

Известен многоканальный регистратор каротажных данных, содержащий в каждом канале датчик информации, блок усил.ения и переключатель каналов, а также цифровой преобразователь аналог-код, устройство управления, устройство графической записи, цифровое магнитное запоминающее устройство и датчик синхроимпульсов 1.

Иедостатком этого устройства является то, что оно приспособлено для регистрации только аналоговых сигналов.

В этом случае происходит двойное преобразование сигнала «импульсы-аналог- цифра и увеличивается погрешность измерений. Кроме того, не учитывается нестабильность скорости подъема скважинных датчиков, что приводит к дополнительным погрешностям при регистрации сигналов радиоактивного каротажа и снижает точность последующей инт.ерпретации этих данных.

Известно также устройство для регистрации промыслово-геофизических исследова5 НИИ, содержащее предварительные усилители, соединенные ч.ерез электронные ключи и коммутатор каналов с преобразователем аналог-код, магнитный цифровой регистратор и шифратор глубины, причем между

10 преобразователем аналог-код и магнитным цифровым регистратором включен куб памяти, управляющие цепи которого через блок управления соединены с управляющим выходом преобразователя аналог-код и программным блоком, выход которого подключен к выходу коммутатора каналов, вход которого через ключ запуска и переключатель подключен к выходу задающего генератора, а вход ключа запуска соединен с

20 магнитным цифровым регистратором непосредственно и через шифратор глубины 2. Это устройство позволяет согласовать информацию от датчиков, смещенных по глубине, и увязывать по глубине информа25 цию от спуско-подъемов.

Наиболее близким является устройство для мультиплексной цифровой записи результатов каротажных измерений, содержащее коммутатор каналов (мультиплексер).

-«,, . ..

выход которого связан с накопителем и воспроизводящим устройство через последовательно соединенные преобразователь аналог-код, арифметический и буферйый запоминающие блоки и сортировщик, и управляющий блок, выход которого соединен общей шиной с коммутатором каналов, преобразователем аналог-код, арифметическим и буферным запоминающим блоками, сортировщиком, накопителем, блоком воспроизведения и тестером, выход которого соединен с входом коммутатора каналов 3.

При регистрации сигналов с помощью этого устройства существует еще один вид погрешности, который не учитывается в указанных устройствах.

Все рассуждения о характере погрешности сигнала радиоактивного каротажа ведутся при условии, что У-скорость каротажа постоянна. На самом деле при подъеме с помощью автомобильной лебедки кабеля, на котором закреплен зонд, наблюдаются три вида колебания скорости.

Во-первых, изменяется диаметр барабана, на который наматывается кабель, что вызывает плавное изменение скорости подъема от начала до конца подъема. Это изменение значительно и его пытаются скомпенсировать изменением вручную (оператором) оборотов двигателя подъемника; во-вторых, неравномерность движения вследствие различной силы трения зонда о стенки скважины; в-третьих, изменение скорости в критических ситуациях, например при наползании витка кабеля на виток и последующего соскальзывания.

Колебания во втором и третьем случаях носят случайный характер и наперед учтены быть не могут. Реальные колебания скорЬЬти нарушают статистику отсчетов (особенно при малых уровнях сигналов) и приЁОДят к ошибкам при обработке сигналов и выдаче геологического заключения.

Целью изобретения является повышение точности обработки сигнаЛйв ЬтатиСтическнх видов каротажа (например, радиоактивного) .

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для цифровой записи результатов карОтажных измерений, содержащем коммутатор каналов, выход которого связан через преобразователь аналог-код, буферный блок и преобразователь формата с входом накопителя, и управля ющий блок, выход которого соединен общей шиной с коМ1У(утатором каналов, преобразователем аналог-код, буферным блоком, преббразователем формата, накопителем и бйокоМ воспроизведения, блок управления дополнительно соединен с буферным блоком через блок кодирования интервалов глубййы и блок кодирования сигнала, подключенный к входу статистических импульсных сигналов. Это даёт возмо кность одновременно регистрировать количество импульсов Л, отражающее интенсивность параметра на интервале дискретизации по глубине Д, и / - время существования интервала Д. При

5 этом зависимость ,V / (И) выражает изменение искомого параметра по стволу скважины, а изменение / (Н) - изменение скорости каротажа. На чертеже изображена схема предла Q гаемого устройства.

Устройство имеет четыре входа X, Y, Z, V, причем X - вход аналоговых сигналов, У - вход статистических импульсных сигналов, Z, У -входы сигналов глубины.

15 К входу X подключен коммутатор каналов 1, выход которого через преобразователь аналог-код 2, буферный блок 3 и преобразователь формата (сортировщик) 4 соединен с входом накопителя 5, выход

0 которого связан с входом блока воспроизведения 6 через преобразователь формата

4и буферный блок 3, к которому подключен вычислитель 7.

К входам Z и У нодключен управляю5 щий блок 8, один из выходов которого соединен с блоком 3 через блок кодирования интервалов глубины 9 и блок кодирования сигнала 10, а другой через общую шину - . с коммутатором каналов 1, преобразователем аналог-код 2, буферным блоком 3, преобразователем формата 4, накопителем

5и блоком воспроизведения 6. Блок кодирования сигнала 10 подключен к входу статистических импзльсных сигналов (У).

g Устройство имеет два режима работы - «Запись и «Воспроизведение. При записи происходит регистрация сигналов, поступивших на входы X или У, на магнитную ленту. При воснроизведёнии записанная информация считывается с магнитной ленты для контроля или дальнейшей обработки.

В режиме записи нестатистические сигналы (например, сигналы электрического

5 каротажа) поступают на входы X коммутатора каналов 1, где усиливаются и поочередно подаются в преобразователь 2. Преобразовательные сигналы (числа) поступают в блок 3, где они дополняются

Q служебной информацией (иапример, информацией о глубине), поступающей через общую шину из блока управления 8. Во время нахождения в буферном блоке 3 числа имеют вид 16-разряДЦого параллель5 кого двоичного кода, причем 11 разрядов несут информацию об амнлитуде нараметра, а пять разрядов несут служебную информацию, необходимую при дальнейшей обработке.

Q Из буферного блока 3 после накопления информации от всех каналов числа через преобразователь формата 4, в котором каждое число сворачивается в 8-разрядные комбинации (байты), поступают

для регистрации в накопитель 5. Одновременно из блока 3 числа поступают в блок воспроизведения 6 и вычислитель 7. Для представления цифровой информации в аналоговую форму, например для визуального контроля с помощью электронного осциллографа или фотоосциллографа каротажной станции, блок воспроизведения содержит схемы обратного преобразования (например, схемы код-напряжения).

В качестве вычислителя может быть использован специализированный бортовой вычислитель, либо малая ЭЦВМ. Вычислитель 7 рассчитывает реальные параметры скважины (например, пористость), используя для этого числовую информацию, поступающую от преобразователя аналог-код

2,либо информацию, записанную в накопителе 5.

Статистические сигналы (например, сигналы радиоактивного каротажа) через входы Y поступают в блок кодирования сигнала 10, который производит преобразование поступивщей последовательности импульсов в двоичный код в функции глубины. Блок 10 может содержать, например, двоичные счетчики, сигналы на которые поступают через ключи, стробируемые интервалом глубины А i, который задается блоком управления 8. Блок 8 формирует интервалы глубины Д i, используя для этого информацию о глубине (метки глубины и кванты глубины), которая поступает от соответствующих устройств стандартной каротажной станции на входы Z и У. . Таким образом, блок кодирования формирует некоторые числа jVj отражающие величину амплитуды статистического сигнала в данном канале, усредненную на интервале глубины Ai (например,, на интервале 0,1 м). Эти числа в виде 11-разрядного двоичного кода поступают в блок

3,где дополняются служебной информацией. Одновременно блок кодирования интервалов глубины 9, содержащий кварцевые часы (генератор) и пересчетные схемы, измеряет время существования интервала А i. Получивщийся результат поступает в блок 3 для дополнения числа параметра Ni и далее, аналогично нестатистическим сигналам, в вычислитель 7, блок воспроизведения 6 и через преобразователь формата 4 - в накопитель 5.

Независимо от вида зарегистрированного сигнала в режиме воспроизведения каждая зона информации, записанная, например, на магнитной ленте и несущая информацию о всех сигналах с входов X или Y,

относящихся к одному и тому же интервалу глубины Ai, считывается из накопителя 5 в преобразователь формата 4 и из него- в вычислитель 7 и блок воспроизведения 6. Связи буферного блока 3 с вычислителем 7, блоком воспроизведения 6, преобразователем формата 4 и накопителем 5 позволяют при минимальном аппаратурном объеме осуществлять все режимы (запись,

воспроизведение, контроль, вычисление и т. д.), не переключая блоки и не вводя новых устройств.

Вычисление результатов каротажа может производиться п в процессе записи, но

реншм «Воспроизведение предпочтителен, так как в этом случае на носителе зарегистрирована вся информация о скважине. Изменение числа Ni по стволу скважины дает искомый параметр, а изменение времени существования интервала, глубины ti по стволу скважины отражает изменение погрешности цифровой регистрации от скорости движения датчиков. Производя вычисления, ЭВМ получает возможность

следить за состоянием погрешности зарегистрированной информации, вводя при необходимости коррекцию результата, что существенно повышает точность обработки.

Формула изобретения

Устройство для цифровой записи результатов каротажных измерений, содержашее коммутатор каналов, выход которого через преобразователь аналог-код, буферный блок и преобразователь формата связан с входом накопителя, и управляющий блок, соединенный общей шиной с коммутатором каналов, преобразователем аналог-код, буферным блоком, преобразователем формата, накопителем и блоком воспроизведения, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности обработки сигналов статистических видов каротажа, управляющий блок дополнительно соединен с буферным блоком через блок кодирования интервалов глубины и блок кодирования сигнала, содержащий вход для приема статистических импульсных сигналов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Патент СССР № 503544, кл. Е 21В 47/00, 1971 (прототип).