Устройство записи аналоговых сиг-НАлОВ СКВАжиННОй иНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G01V1/24 

1

Изобретение относится к регистрации результатов обработки на ЭЦВМ данных промыслово-геофизических исследований нефтяных и газовых скважин.

Известны устройства записи двумерных аналоговых сигналов на оконечный носитель, в которых записывающий элемент совершает непрерывное движение по носителю адекватное записываемой функции, так как управление его движением осуществляется непосредственно сигналами, предназначенными для записи TI

Однако эти устройства не позволяют записывать сервисную информацию в виде цифр, букв, символов, одним и тем же записывающим элементом, что и для записи аналоговых сигналов Для записи сервисной информации устройства требуют значительного усложнения конструкции регистрирующих приборов, поэтому они осуществляют только запись графической информации (аналоговых сигналов), что снижает качество интерпретации результатов геофизических исследований и требует дополнительных затрат времени для записи сервисной информации, которуючаще всего записывают вручную.

Известны устрюйства записи с дискретной формой представления отобра |жаемой информации в виде совокупности точек - элементов -изображения. Эти устройства позволяют записывать практически любую информацию. В них формирование изображения осуществляют построчно за счет равномерного движения записывающего элемента по

0 одной координате (строке записи) и носителя записи по другой. При движении записывающего элемента по носителю в местах, где должно быть изображение, разрешают воздействие записывающего элемента на носитель L2J,

5

Недостатком устройства является то, что изображение получается дискретным в виде совокупности отдельных точек. Это приводит к тому, что при нашожении сигналов.соседних

0 каналов записи их трудно различить. Улучшение качества записи за счет увеличения числа дискретных отсчетов по строке записи при равномерном

5 движении записывающего элемента обуславливает избыточность информации, отображение результатов цифровой обработки приводит к увеличению кодовой информации, нерационной дополнительной загрузке памяти ЭЦВМ и про0

цессора. В устройствах с многоэлементным записывающим органом дискретность в изображении принципиально не устранена из-за- конструктивного выполнения органа записи в виде линейки записывающих элементов.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство записи, содержащее генератор синхронизации стабильной частоты (кварцевый), блок управления движением записывающего элемента по строке записи, генератор пилообразного напряжения, компаратор, вентиль, ждущий мультивибратор, видеоусилитель, записывающий элементлуч света, излучаемый управляемым источником света - электроннолучевой трубкой (ЭЛТ), носитель записи, механизм перемещения ЭЛТ и носителя. Аналоговый сигнал, поступающий от источника сигналов, сравнивают компаратором с пилообразным напряжением формируемым генератором пилообразног напряжения. При совпадении мгновенных значений аналогового сигнала и пилообразного на выходе компаратора формируется импульс, длительность которого пропорциональна мгновенному значению аналогового сигнала. По фронту импульса с выхода компаратора, соответствующему моменту совпадения значений аналогового сигнала и пилообразного, с помощью ждущего мультивибратора формируют короткий импульс. На время действия этого импульса, предварительно усилив его видеоусилителем, разрешают воздействие записывающего элемента на носитель записи. Поскольку за это время движущийся с равномерной скорость под действием управляющего сигнала отклонения записывающий элемент успеет переместиться по строке записи только на величину пишущей точки, поэтому на носителе будет изображено мгновенное значение аналогового сигнала в виде точки. Пилообразное напряжение сравнения и управляющий . сигнал отклонения записывающего элемента по. строке записи формируют цифровым методом -и синхронизируют от одного генератора стабильной частоты. Этим обеспечивается линейность пилообразного напряжения сравнения .и сигнала .управления отклонением записывающего элемента З .

Изображение сигнала на фронтах получается в виде совокупности точек, т.е. дискретным. Причем, чем больше амплитуда сигнала записи и круче фронты, тем больше расстояние между соседними точками записи. При наложении или пересечении сигналоё разных каналов записи, или когда форма сигнала имеет случайный характер, вести интерпретацию по таким записям трудно, а порой и невозможно, из-за низкого качества записи, обусловленного дискретностью изображения сигналов. Дискретный характер изображения приводит к быстрому утомлению интерпретатора, снижается при этом точность и качество интерпретации, что отрицательно влияет на эффективность промыслово-геофизических исследований скважины.

Цель изобретения - повышение качества записываемой информации за счет устранения дискретности в изображении фронтов и срезов аналоговых сигналов.

Поставленная цель достигается тем что в устройство записи аналоговых сигналов, содержащее носитель записи записывающий элемент, подключенный к схеме управления его движением и к видеоусилителю записи, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен источник аналоговых сигналов, в него введены линия задерки, делитель напряжения, второй компаратор, схема ИЛИ и триггер, вход линии задержки подключен к источнику сигналов, а выход его через делитель напряжения подключен к одному из входов введенного компаратора, второй его вход подсоединен к выходу генератора пилробразного напряжения, выходы обоих компараторов через формирователи импульсов объединены схемой ИЛИ, подключенной к счетному входу триггера, управляющего воздействием записывающего элемента на носитель записи через видеоусилитель, вход генератора пилообразного напряжения подключен к датчику положения записывающего элемента на строке записи.

Введение дополнительных элементов и связей между ними позволяет повысить качество записи за счёт исключения дискретности в изооретении фронтов и срезов аналогичных сигналов, повысить точность записи аналоговых сигналов, что облегчает работу интерпретатора и повьшает эффективност геофизических исследований скважин.

На фиг.- 1 изображена функциональная схема устройства записи аналоговых сигнгипов скважинной информации; на фиг. 2 - временные диаграм1.ы работы устройства.

. Устройство записи содержит в канале записи компаратор 1, линию 2 задержки (ЛЭ), делитель 3 напряжения, второй компаратор 4, генератор 5 пилообразного напряжения (гпн), фор- , мирователи 6 и 7 импульсов, схему 8 логического суммирования, триггер 9, видеоусилитель 10, записывающий злемент, состоящий из спирали 11 и ножа 12, цилиндр 13, электродвигатель 14, блок 15 управления электродвигателем 14, редуктор 16, протягивающие валики 17 и 18, носитель 19 записи,

датчик 20 положения записывающего

элемента на строке записи. Аналоговый сигнал от источника сигналов - с выхода цифроаналогового преобразователя при выводе результатов цифровой обработки или с выхода скважинного прибора при исследовании скважин подают на один из входов компаратора 1 и на линию 2 задержки, выход которой подключен через усилитель 3 н пряжения к одному из входов компаратора 4. Другие входы компараторов 1 и 4 подключены к выходу генератора 5 пилообразного напряжения. Выосоды же компараторов 1 и 4 подключены соответственно к формирователям 6 и 7 импульсов. Сформированные короткие импульсы формирователями 6 и 7 логически суммируют посредством схемы ИЛИ 8, выход которой подключен к счетному входу триггера 9, сигналами с выхода последнего через видеоусилитель 10 управляют длительностью воздействия записывающего элемента на носитель. Точка контакта записывающего элемента спирали 11 относительно другого электрода ножа 12 совершает равномерное движение по одной координате, так как спираль 11 закреплена на цилиндре 13, вращаемом электродвигателем 14. Скорость вращения его стабилизируется блоком 15 управления электродвигателем. Электродвигатель 14 через редуктор 16 приводит во вращение валики 17 и 18, протягивающие носитель 19 записи. На одном валу с цилиндром 13 помещен .датчик 20 положения записывающего элемента на строке записи. Он может быть выполнен конструктивно в виде диска с отверстием, светодиода и фотодиода, последние располагают на одной оси с отверстиями диска, но по .разную сторону плоскости диска. Количество отверстий соответствует числу дискретных элементов, записываемых на строке записи. При вращении диска световой поток, излучаемый светодиодом, перекрывается диском. В момент прохождения отверстия световой поток попадает на фотодиод, на выходе его образуется перепад потенциалов, по которому формируется импульс, несущий информацию о положении записывающего элемента на строке записи. Импульсами с выхода датчика 20 синхронизируют работу генератора. 5, который вырабатывает ступенчато-пилообразное напряжение 21. Количество ступенек в пилообразном направлении равно числу дискретных элементов изображения, которое может быть изображено в строке записи. При этом, получена жесткая синхронизация между положением записывающего элемента на строке записи и мгновенными значениями пилообразного напряжения. Пилообразное напряжение 21 (фиг.2) с выхода ГПН 5 сравнивают со значениями аналоговых сигналов 22

и 23 компараторами 1 и 4. Мгновежные значения аналогового, сигнала 2i по отношению к сигналу 22 сдвинуты во времени на величину, равную временному интервалу квантования, за счет использования линии задержки. Кроме того, амплитудные значения сигналов 23 уменьшены делителем 3 напряжения на столько, чтобы разность значений сигналов 22 и 23 на вершинах соответствовала такому прираццению

0 пилообразного напряжения, за время которого записывающий элемент переместится на величину, достаточную для записи точек. При совпадении мгновенных значений пилообразного

5 .нашряжения с аналоговыми сигналами компараторал 1 и 4 выдают импульсы 24 и 25, длительность которьис прямо пропорциональна мгновенным значениям сигналов. Из этих импульсов форми0рователями 6 и 7 формируют короткие импульсы соответственно 26 и 27. Положение этих импульсов во времени соответствует моменту совпадения текущего положения записывающего эле5мента на строке записи со значениями аналогового сигнала. Полученные импульсы 26 и 27 логически суммируют схемой ИЛИ 8, на выходе ее получают импульсы 28, которыми запускают триггер 9 по счетному входу. Длительность

0 импульсов 29 на выходе триггера 9 прямо пропорциональна крутизне фронтов и срезов записываемых сигналов, т.е. чем выше крутизна, тем больше длительность. Импульсы 29 усиливают

5 видеоусилителем 10 и разрешают ими воздействие записывающего элемента на носитель. Точка контакта спирали 11 с ножом 12 при вращении цилиндра 13 совершает равномерное движение по

0 строке записи. В зависимости от длительности импульсов 29 на носителе пишется точка или штрих. Поскольку длительность импульсов 29fсфор шрованных при записи фронтов и срезов аналогового сигнала, больше чем при

5 записи вершин, то фронты и срезы сигналов прописываются отрезками прямых линий, а вершины - совокупностью точек. Скорость перемещения : носителя 19 валиками 17 и 18 вь1бира0ются такой, чтобы за время прочерчи- вания строки записи носитель переместился на расстояние, равное толщине записываемой линии. При формировании изображений фронтов и срезов в виде

5 отрезков конец элемента изображения предыдущей строки являетсяjначалом элемента изображения последующей строки, поэтому изображение, несмотря на то, что формируется дискретным

0 путем, получается непрерывнь м, в результате чего качество записываемой информации повьлшается, облегчается работа интерпретатора и улучшается эффективность геофизических исследо5ваний скважин.

Таким образом, введение в устройство записи линии 2 задержки (фиг.1), делителя 3, компаратора 4, схемы ИЛИ 8, триггера 9 позволяет исключить дискретность в изображении аналоговых сигналов на фронтах и срезах. Жесткая синхронизация между текущим положением записывающего элемента на строке записи и мгновенными значениями пилообразного напряжения за счет введения датчика 20, выход которого подключен ко входу ГПН 5, обеспечивает высокую точность записи амплитудных значений аналоговых сигнгшов.

Предлагаемое устройство просто, легко регшизуемо на практике и может )ыть использовано для отображения данных прол1ыслово-геофизических исследований скважин, результатов цифровой обработки аналоговой инфо ялации, представляемой в конечном виде графиком.

ФоЕялула изобретения

Устройство записи аналоговых сигналов скважинной информации, содержащее носитель записи, записывающий элемент, подключенный к схеме управления его движением и к видеоусилите шо записи, генератор пилообразного напряжения, выход которого подAL: Л

ключен к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен источник сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения качества записи, в него введены линия з,адержки, делитель напряжения , второй компаратор, схемаi ИЛИ и триггер, причем вход линии задержки подключен к источнику сигналов, а выход ее через делитель напряжения подключен к одному входу . 7 второго компаратора, ко второму входу которого подсоединен выход генератора пилообразного напряжения, выходы компарато юв через формирователи импульсов объединены схемой 5 ИЛИ и подключены к счётному входу триггера, управляющего воздействием запийывакадего элемента на носитель записи через видеоусилитель, вход генератора пилообразного напряжения подключен к датчику положения записывакяцего элемента на строке записи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 363950, кл. G 01 V 1/40, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 424137, кл. G 06 F 3/06, 1973.

3.Патент США 3588911,

кл. 346-74, опублик. 1968 (прототип) .

fimt