Устройство для измерения глубины скважины Советский патент 1980 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к устройствам для измерения глубины нахождения скважинного снаряд например при каротаже. Известно устройство для измерения глубины при каротаже, содержащее элек тромеханические и электронные счетчики импульсов, осуществляющие счет импульсов квантования по глубине, вырабатываемых датчиком импульсов квантования, связанным с мерным роликом 1. Устройство содержит блок считывания магнитных меток (последние наносятся на кабель через 10-20 м и служат дополнительным источником информации о глубине нахождения скважин ного снаряда), двоично-десятичный реверсивный счетчик и блок коррекции. Блок коррекции осуществляет прием маг нитной метки с кабеля и исправляет по казания счетчика, которые могут отличаться от истинной глубины из-за проскгшьзывания кабеля относительно мерного ролика, несоответствия диаметра кабеля диаметру канавки в мерном ролике и прочих Мешающих факторов путем установки нуля 1ли девяти в двух млгщ ших декадах счетчика в зависимости от нгшравления, движения снаряда. Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от ложных меток, а также не учитывается поправка на начальную глубину 2о / равную расстоянию от измерительной точки снаряда до ближайшей метки на кабеле. В результате глубина в счетчике не соответствует истинному положению измерительно1й точки снаряда. Известно также серийное устройство, в состав.которого входит измеритель глуЬины 2. Последний содержит основной двоично-десятичный счетчик для измерения глубины, счетчик коррекции и счетчик слежения за коррекцией . Это устройство обладает рядом недостатков: нет защиты от ложных меток, приводящих к сбоям основного счетчика; за один метр до прихода кабельной метки ОСНОВНОЙ счетчик глу.бина останавливается, и работают счетчики коррекции и слежения за коррекцией, на этом участке полная информация о глубине отсутствует, что является большим неудобством для оператора; наличие нескольких взаимосвязанных счетчиков снижает обгчую надежность устройства; отсутствует поправка на 0. Известно также устройство измерения глубины скважин, в которое для повышения точности привязки промыслово-геофизической информации к глубинам залегания пластов введены также регистр коррекции и дешифратор, выходы которого через переключатель и схемы И, ИЛИ соединены с управляющи и входами триггера, разрешающего Прохождение корректирующего импульса с датчика магнитных меток глубины в отрезки времени, соответствующие наиболее вероятному их появлению. Выходы первых двух (младших) декад счет чика связаны с входами д ифратора. Перед началом спуско-подъемной операции в регистре коррекции и переклю чателе дешифратораiустанавливается значение Начальной глубины .2 , равное расстоянию от измерительной точки глубинного снаряда до ближайше метки. При этом жестко связанные вза имно смещенные контакты переключател подключают к триггеру шины дешифратора, соответствующие .2о i h/ , где Л - некоторое число шагов квантования д, равное половине желаемой шири ны ворот, обычно И 5 при j - 0,1м. При спуске или подъеме импульсы с выходов дешифратора в окрестности ка дой меткиснимаются дважды - за hu дб ожидаемого прихода метки и через hA после, устанавливая и сбрасывая триггер. Выходной сигнал триггера фо мирует временные ворота, в течение к торых метка может быть принята для Проведения коррекции показаний счетчж а. Собственно коррекция заключает ся в занесении по сигналу метки в дв младшие декады счетчика значения . набранного в регистре коррекции 31. Недостатком известного .устройства является возрастание затрат на обору дование при повышении точности задания 2о В известном устройстве сигна лы на выходах дешифратора, управляющие триггером, формируются через каж дые 0,5 м, а значит временные ворота могут быть открыты и закрыты только на глубинах, кратных 0,5м. Но тогда в.еличина поправки на Zo должна также бьЛгь кратной 6,5 м с тем, чтобы люмент наиболее вероятного появления корректирующей метки приходился на середину ворот. Величина Zo однако определяется объективными факторами (ко41струкцией глубинного снаряда) , известна с большой точностью (-до 0,01м) и, как правило, не кратна 0,5м. Тбгда для обеспечения точной привязки градаций глубины на выходах дешифратора должно соответствовать числу возможных градаций Zu Следовательно, при задании 2о с точностью 0,5м достаточно иметь 20 выходов дешифратора и положений переключателя, при точности О,1м - 100 выхЪдов дешифратора и положении пе;реключателя и т.д., т.е. повышение .точности задания Zo влечет дополнительные затраты на оборудование,а также снижение надежности ввиду наличия многопозиционного переключателя. В некоторых случаях необходимо изменять ширину временных ворот, например увеличить при неточной разметке кабеля или большой погрешности датчика квантования либо уменьшить при -высоком качестве последних. :. В известном устройстве такая операция не предусмотрена и связана с большими неудобствами ввиду необходимости сложных коммутаций. Целью изобретения являетсй создание измерителя глубины, объем оборудования, надежность и функциональные возможности которого не зависят от точности задания Сопоставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор, узел задания первого слагаемого, схема сравнения и счетчик ворот, первый вход сумматора подключен к выходу узла задания первого слагаемого, входы которого связаны с шинами прямого и обратного счета, второй вход сумматора подключен к выходу регистра коррекции, а выход сумматора - к схеме сравнения, второй вход которой соединен с выходами корректируемых разрядов двоично-десятичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к первому входу триггера и входу блокировки счетчика, счетный вход которого связан с выходом датчика импульсов квантования по глубине, а выход подключен ко второму входу триггера. . Измерение ширины ворот достигается тем, что узел задания первого слагаемого и счетчик ворот выполнены перестраиваемыми, причем цепи установки первого слагаемого и изменения коэффициента пересчета связаны. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство состоит из двоично-десятичного счетчика 1 со схемой записи кода. Схемы записи кода корректируемых декад счетчика 1 (например, Дп ) подключены к выходам регистра коррекции 2. Счетный вход счетчика 1 подключен к выходу датчика 3 импульсов квантования по глубине. Выходы узла определения направления движения .кабеля 4 подключены к шинам направления счета в двоичногдесятичном счет|чике и узлу задания первого слагаемо го 5, выход которого связан с первым входом сумматора б, второй вход последнего подключен к выходу регистра коррекции 2, а выход - к схеме сравнения 7/ причем второй вход последней соединен с выходом первых двух декад ,счетчика 1 (Д и Д), Выход схемы сравнения связан одновременно с входом блокировки счетчик зоны приема , меток 8 и первым входом триггера 9,выход которого соединен с одним из.нходов схемы И 10,второй вход последней подключен к выходу датчика корректирующих меток 11,а выход - к входу уп равления коррекцией регистра 2.При необходимости изменения ширины ворот узел задания первого слагаемого 5 и счетчик ширины ворот выполняются перестраиваемыми,причем цепи перестрой ки связаны, например, механически. Устройство работает следующим образом. При спуске (подъеме) снаряда с датчика 3 на счетчик 1 поступают импульсы квантования по глубине, обеспечивающие ее подсчет, и шифрацию. В зависимости от направления движения, Определяемого узлом 4, задается с помощью узла 5 первое слагаемое, пред ставляющее собой код числа -И при спу ске или +1п при подъеме, где h - половина желаемой ширины ворот в числе шагов квантования, например 5. Вторым слагаемым является код начальной глубины 2о снимаемый С регистра коррекции 2. Оба слагаемых подаются на вход сумматора б, на выходе которого получается число 2о-И при спуске и Zo + tt ПР подъеме, опрёделякяцее грани цу открывания временных ворот. Данное число сравнивается с текущей глубиной на младших декадах счетчика 1 (так как коррекция производится только в пределах младших декад), на схеме сравнения 7, при срабатывании последней импульс устанавливает триггер 9 в единичное- состояние, разрешая прохождение сигнала метки глубины, через схему И 10 и.снимая блокировку счетчика зоны приема меток 8, коэффициент пересчета которого равен 2И, т.е. ширине ворот. Прошедший через открытую схему И 10, импульс с датчик корректирующих меток 11 производит коррекцию показаний счетчика, глубины 1.. По заполнении счетчика 8 импуль сами с.датчика 3 происходит возврат триггера 9 в исходное состояние,и схема И 10 закрывается. Для изменения ширины ворот узел задания первого слагаемого 5 выполняется таким образом, чтобы имелась воз можность задания (например, с помощью переключаемого шифратора) несколь ких слагаемых, счетчик 8 выполняется перестраиваемым и цепи перестройки связываются так, чтобы числу/и, эгщан ному узлом 5, соответствовал коэффициент пересчета, равный 2|i. В предлагаемом устройстве затраты на оборудование практически не завися (или очень слабо зависят) от точности задания 2о и измерения глубины. Действительно, восьмиразрядные сумматор и схема сравнения (на две декады) обеспечивают задание 2 о с точностью до 0,1м при той же точности измерения глубины. Увеличенное точности в 10 раз (до 0,01м) влечет за собой добавление лишь одного десятичного разряда сумматора и схемы сравнения, в то время как в прототипе в аналогичных условиях требуется десятикратное увеличение числа выходов дешифратора и переключателя J Основные -узлы предлагаемого устройства (сумматор, схема, сравнения, счетчик) хорошо поддаются интеграци являются универсальными и легко перестраиваются, обуславливая тем са1мым удобства использования в цифровых программируемых системах регистрации и обработки геофизических исследований . Формула изобретения Устройство для измерения глубины скважины, содержащее счетчик, регистр коррекции, датчик импульсов квантования по глубине, триггер, датчик корректирующих меток, схемы И и ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения нгщежности работы, оно снабжено узлом задания первого слагаемого, сумматором, схемой сравнения и счетчиком зоны приема меток и узлом направления движения, при этом вход счетчика подключен к, выходу датчика импульсов, «квантования по глубине, а узел направления движения кабеля подключен к счетчику и к входу узла задания первого слагаемого, выход которого.связан с первым входом сумматора, а второй вход -последнего подключен к выходу регистра коррекции, а выход сумматора - к схеме сравнения, причем второй ее вход соединен с выходами первых двух декад счетчика, при этом выход схемы сравнения связан с йходом счетчика зоны приема меток и первым входом триггера, выход которого соединен с одним из входов схемы И, второй ее вход подключен к выходу датчика корректирующих меток, а выход схемы И - к входу регистра коррекции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 392233, кл. Е 21 В 47/00, 27.07.73. 2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации Устройство управления ФО19. Кишинев, завод Виброприбор, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР 512284, кл. Е 21 В 47/00, 30.04.76.

T

n

j.в,-

1

It