Устройство для каротажа скважин Советский патент 1981 года по МПК G01V5/08 

Изобретение относится к телеизмерительным системам, препназначенным для каротажа скважин. Для получения за оаин спуско-поцъем информации, достаточной цля количественной оценки исследуемой геологической ситуации, необходимо, чтобы измерительн аппаратура могла реализовать несколько методов каротажа. Известный путь создания аппаратуры для комплексного каротажа, состоящий в основном в конструктивном объединении в одном приборе нескольких специальных приборов (например, ИНК и АК, АК н ГГК и т.п.), приводит к резкому возрас тению габарите прибора и энергопотребления. Информационные возможности аппа ратуры для компле15сного каротажа увеличиваются незначительно. Ириббры имеют, как правило, низкую надежность, а их конструктивные габариты резко снижают номенклатуру исслецуемых скважин, Г1ри изменении характера или метоцикн каротажа практически полностью иаменяется и структура устройства, вызьшая ощутимые неудобства пользования аппаратурой. Задача создания аппаратуры с широкими методическими возможностями может бып эффективно решена путем nt)cтроения телеизмерительной системы, структура которой HI изменяется при смене методики каротажа (за исключением изл чвтелей и детекторов), адаптивной, способной фильтровать и регулировать потоки информации, передавать функции управления периферийным устройством, в достаточной степени протраммируемой и работающей в режиме разделения времени на передачу информации и команд управления. Помимо широких методических возможностей система додхна иметь высокие помехоустойчивость, точность и пропускную списоЬность. Структура такой измерительной систвмь должна базироваться на наиболее совер- шенньк из известных варкантах,каротажкой аппаратурьи Известно устройство для карчтажа скважин, coafapжaщee генератор управления. соеоиненный через программный блок с распределителем ин(|юрмации, подключенны к. блоку согласования и блоку вычислитель ных устройств, с блоком согласования, блок управления, соединенный со вторым блоком согласования, излучателем и це- текгорами, поцключенными через накапливающие реверсивные счетчики ко второму блоку согласования. Межоу блоками согласования включен канал связи (каротажный кабель). Устройство работает в режи ме разделения времени на передачу команд я информации. Программа измерения, сформированная оператором на программно блоке, кооируется, передается пи каналу связи и производится блоком управления, который осуществляет запуск излучателя и .поочерегиое подключение к детекторам соответствующих входов накапливающих счетчиков. При с-штывании и передаче информации блок управления работает в автономном режиме. Считанная информаци по каналу связи передается в распреце- литель информации.работающий синхронно , с опросом счетчиков. Система имеет высокую точность измерения, обеспечиваему исключением влияния на передаваемое сообщение канала связи, что достигнуто за счет жесткой синхронизации работы узлов системы, высо1 ую скорость перецачи сообщения и помехоустойчивость fl Недостатком системы является неоптимальная загрузка канала связи. Известно устройство для каротажа скважин, в котором для оптимальной заг рузки канала связи необходимо, чтобы Еремя накопления и передачи информагши равно. Устройство содержит детектор, сосаиненный через счетчик с буферным регистром, излучатель, пошслюченны к блоку согласования, состоящему из пос ледовательно соедивенных декодера, распределителя импульсов и выходного каскада, и соошшенный с буферным регистро и счетчиком, а также через канал связи и послецовател1:)Но соединенные входной кпскад-и распре делитель импульсов - с селектсром информации, блок синхронизаци соединенный через формирователь времен ных окон и задержек с селектоиом инфор мацки и через блок кодирования к канал связи - с блоком согласования. Иалучатч л.ь запускается импульсом, поступающи из блока синхронизаш-ш через блок кодиро вания, канал связи н декодер блока согласования. Время, в течение которого информация с детектора накапливается в счетчике, определяется поступлением ИЗ блока синхронизации сигнала опроса, переписьюаюшего информацию в буферный регистр и включающий счетчик на саедующий цикл накоаления. Сигнал опроса запускает также распределитель импульсов в блоке согласования, считывающий информацию с буферного регистра. Считанная информация через выходной каскад, канал связи и входной каскад передается в селектор информации, обеспечивающий совместно с формирователем временных окон и задержек распределение информации по соответствующим временным канал2 г Недостатком этого устройства является узко-функциональное назначение, орраничивающее область применения. иель изобретения - расширение функциональных возможностей измерительной системы. Поставленная цель достигается тем, что в систему введены связанные между собой регистр команд, счетчик команд и дешифратор, входы которого соединены с регистром команд непосредственно и через счетчик команд, а выходы - со входпми излучателей, детекторов, блока синхронизации и введенного между детекторами и накапливающими счетчиками коммутатора, одна из групп входов которого соединена с входами накапливающих счетчиков, а выходы блока синхронизации соевднены с соответствующими входами регистра команд и счетчика, дешифратора, коммутатора, накапливающих счетчиков, буферного регистра и блока согласования. На чертеже показана блок-схема предлягяемого устройства. Устройство содержит регистр 1 команд, соединенный непосредственно, а также через счетчик 2 команд - с дешифратором 3, подключенным к издучателям 4, детекторам 5, коммутатору 6 и блоку 7 согласования. Детекторы 5 через последовательно соединенные коммутатор 6, накапливающие счетчики 8, буферный регистр 9 и блок 7 согласования подключены к каналу 1О связи. Выходы блока 11 синхронизации соединены с соответствующими входами всех блоков устройства, а вхоц-с деши(| 1аторами 3, Выходы накапливающих-счегчикс 8 соеоицены с одним из входов коммутатора 6, Регистр I команд представляет собой 16-разряаиый сдвигающий регистр, счетчик 2 команд - двоичный 8-разрядный счетчик, накапливающие счетчики 8 четыре двоичных 4-разряцныХ счетчика. буферный регистр 9- 16-рпаряаиый. Состад излучателей 4 и аетектс оп 5 опрецеляётся комплексом и характером измере ний. Например, для провецения нейтронного, га мма-и акустического каротажей (при цвухзонцовых измерениях) в состав излучателей 4 должны вхооить имп льсный и стационарный источники нейтронов, исто ник гамма-излучения, два акустических излучат-еля, а в состав оетекторов - два детектора нейтронов, два сцинтилляционных счетчика и два акустических приемника. В качестве канала 10 связи в системе используется стандартный каротажный кабель. Устройство работает следующим образом Из канала 10 св5гаи через блок 7 согласования, согласующий уровни сигналов, в регистр 1 команд поступает 16-разряг1ное слово управления. Никл измерения начинается с приходом последнего бита слова. Регистр 1 команд преобразует последовательный код слов в параллельный, поступающий на дешифратор 3, который производит распаковку слова управления, первые восемь разрядов которого поступают на него непосредственно. При дешифрации этих разрядов дешифратор 3 вы оает управл$пощие сигналы на излучатели 4, детекторы 5, коммутатор 6, и включае систему 11 синхронизации. По управляющим сигналам осуществляется выбqз и подготовка к работе излучателей и детекторов, необходимых Оля данного цикла измерения, коммутация выходов выбранны детекторов на входы накапливающих счетчиков 8 и установка объема последних. Объем счетчиков 8 устанавливается комму тацией их входов и выходов межпу собой например, счетчикивключены раздельно, попарно, последовательно, все последовательно, что соответственно дает четыре счетчика по четыре бита, два счетчика по восемь бит, ооин счетчик на шестнадцать бит. Оставшиеся восемь разрядов слова управления поступают на дешифрато 3 через счетчик 2 команп. Начальное состо5шие счетчика команд 2 задается самим словом управления, изменение начального состо1шия счетшка 2 дает возможность реализовать как всю программу измерения в целом, так и отдельные ее части. Счетчик 2 команд модифицирует вторую часть слова управления, осуществляя развертьюание программы измерения во времени. По мере распаковки слова дешифратор 3 выдает управляющие сигналы на соответствующие излучатели 4, включая их в заданные моменты времени. Информация с детекторов 5 через коммутатор 6 поступает на входы накапливающих счетчиков 8. Накопление информация счетчиками 8 происходит в течение определенных интервалов времени - поцциклов. Длительность подцикла определяется максимальным динамическим оиапазоном изменения измеряемых величин, достигающим 4О-5О дб и составляет 1ОО мкс. По окончании каждого поццикла система 11 синхронизации отдает компнг у на переписывание накоплений в счетчиках 8 инфо мации в буферный регистр 9 и включает счетчики 8 на следующий подцикл. Считьгоание информации с буферного регистра происходит во время каждого последующего подцикла накопления. Считанная информация поступает в блок 7 согласования, кодируете;- и передается в канал 10 связи. Управление считьюанием, кооированием и передачей информации осуществляется системой 11 синхронизации. При разрешении канала Ю связи 5 мкс система позволяет передать за каждый подцикл 16 бит информации, обеспечивая реализацию всех известных методик каротажа. По окончании цикла измерения (полная распаковка слова управления) система синхронизации освобождает регистр команд I, переводит его и переходит сама в peжнvt ожидания следующего слова управления. Введение в измерительную систему связанных между собой регистра команд, счетчика команп и аешифратора, входы которого соединены с регистром команд непосредственно и через счетчик команд, а выходы - со входами излучателей, детекторов, блока синхронизации и введенного между сетекторами и накапливающими сче чикамн коммутатора, одна из групп входов которого соединена с вьс:одами накапливающих счетчиков, Vi соединение вмходов блока синхронизации с соответствующими входами регистра команд и счетчика команд, деши4)атора, коммут атора, буферного регистра и блока согласования, позволяет оперативно адаптировать систему к различным методикам и способам каротажа и существенно расширит, тем самым ее функциональные возможности, применяя в частности, и для комплексного каротажа скважин. Формула изобретения Устройство для каротажа скважин, содержащее блок излучателей и блок детек- торов, бл(Ж свнхровизации и нвкапливвк шнй счегчик, через буферный регистр и блок соглвсоааания соеоиненный с лбналом связи, отличающееся тем, что, с пелью расширения функциональньтх возможностей, в него DBGЕДИНЫ регистр «Омана, счетчик команд и дешифратор, один вход которого соединен с регистром команд непосредственно, а гфугой - через счетчик команд, а выходы - со входами излучателей, детекторов, блока синхроввзации и коммутатора, введенного между детекторами и накапливающими счетчиками одна из групп входов которого соединена с выходами накапливающих счетчиков, а выходы блока синхронизации соеоинень: 83 0 с соответствующими входами регистра команд, счетчика команд, деши(}юптсра, коммутатора, накапливающих счетчиков, буферного регистра и блока соглассжания, подключенного к регистру команд. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Орлов Л. И., Никупьцев В. С. и Ивашкин С. В. Ядерно-геофизическая аппаратура. Труды ВНИИЯГГ. Вып. 26. М., 1976, с. 39-45. 2. Горбачев Ю. И. , Иванов Л. И., Леонов В. X. и Попов И. В. Труды ВНИИЯГГ. Бып. 23. М., 1975, с. 134141 (прототип).