Телеметрическая система для передачи и приема забойных параметров в процессе бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B47/12 

(54) ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЗАБОЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ В ПРОЦЕССЕ

1

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может использоваться для исследования скважин в процессе их бурения.

Известны устройства, использующиеся в телеметрических системах для передачи забойных параметров по беспроводному электрическому (гальваническому) каналу связи 1).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство, содержащее генератор переменного тока, подключенный к колонне бурильных труб через релейный блок, управляемый модулятором, выполненным в виде счетчика для хранения измерительной информации, блока записи и считывания, и формирователь импульсов дозаполнения счетчика, причем вход формирователя соединен свыходом генератора, а выход формирователя через блок записи и считывания связан со счетчиком, выход которого подключен к релейному блоку 2.

В этом устройстве модулятор осуществляет число-импульсную модуляцию несущей частоты. Устройства, использующие

БУРЕНИЯ

для передачи информации сигналов с числоимпульсной модуляцией, при которой излучение сигналов передатчиком чередуется с паузами, обладают низкой помехоустойчивостью, в силу чего дальность действия их невелика и в случае гальванического канала связи не превышает 2,0-2,5 км ) при среднем электрическом удельном сопротивлении разреза порядка 5-10 Ом-м).

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и увеличение дальности действия телеметрических систем с гальваническим каналом связи.

Поставленная цель достигается тем, что в системе, содержащей глубинную часть, включающую генератор переменного тока, подключенный через релейный блок к двум участкам колонны бурильных труб, разобщенных электрическим разделителем, наземную часть, включающую фильтр, усилитель, блок регистрации и канал связи, глубинная часть снабжена тактовым генератором, генератором кода, фазовым модулятором, блоком управления и блоком канальных счетчиков, при этом выходы тактового генератора подключены соответственно к входам генератора кода, фазового модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода, фазового модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода и блока канальных счетчиков, причем один из входов релейного блока связан с выходом фазового модулятора, а выход блока канальных счетчиков подключен к входу блока управления, в наземную часть введеньг фазовый детектор, решающий блок, блок согласованных фильтров и тактовый генератор, при этом фильтр подключен к блоку регистрации через последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор, решающий блок и блок согласованных фильтров, связанный с тактовым генератором, причем последний подключен к фазовому детектору, решающему блоку и блоку регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема глубинной части системы; на фиг. 2 - блоксхема наземного пульта.

Глубинная часть содержит тактовый генератор 1 и генератор кода 2, фазовый модулятор 3, блок управления 4, блок канальных счетчиков 5, релейный блок 6, генератор переменного тока 7, электрический разделитель 8.

Наземный пульт системы содержит фильтр 8 , усилитель 9, фазовый детектор 10, решающий блок 11, согласованные фильтры 12, блок регистрации 13, тактовый генератор 14.

Система работает следующим образом. Информация, поступающая от первичных преобразователей в число-импульсном виде через блок управления 4 записывается в канальные счетчики 5 и в двоичном коде в определенной последовательности, которая задается импульсами тактового генератора 1, поступает к генератору кода 2, где двоичный код преобразуется в кодовую псевдослучайную последовательность.

Эта последовательность подается на фазовый модулятор 3, на его второй вход с тактового генератора 1 подаются импульсы с частотой несущих колебаний. На входе фмзового модулятора 3 получается напряжепне несущей частоты, манипулированное по фазе. Это напряжение управляется работой релейного блока, куда подается напряжение от генератора переменного тока 7, выходное напряжение релейного блока 6 вводится в канал связи посредством электрического разделителя 8.

Таким образом, устройство вырабатывает широкополосный щумоподобный сигнал с фазовой манипуляцией, служащий носителем информации и обладающий высокой помехоустойчивостью.

Принятый антенной сигнал через фильтр 8 и усилитель 9 подается на фазовый детектор 10, к выходу которого подключен решающий блок 11, опредлеляющий знак символа и выполненный на двоичном счетчике, на вход которого с тактового генератора 14 поданы импульсы заполнения, а разрешение на счет поступает с фазового детектора 10. При этом, если разрешение на счет продолжается более половины длительности символа, решающий блок 11 блокируется и на выходе его появляется «1, в противном случае «О.

После окончания символа (длительность которого фиксирована и известна) с тактового генератора 11 происходит сброс счетчика, и обнаружение знака символа начинается сначала. Полученная кодовая последовательность вводится в согласованные фильтры 12, число которых равно числу используемых кодов. Согласованные фильтры 12 выполнены на регистрах сдвига, к триггерам которых подключены сумматоры на резисторах. Выходы сумматоров связаны с блоком регистрации 13.

Использование шумоподобного сигнала как носителя информации и осуществление приема с помощью согласованных фильтров позволяет увеличить дальность действия системы до 5000 м.

Применение предложенной телеметрической системы для прогнозирования продуктивных горизонтов и оптимизации процесса бурения глубоких и сверхглубоких скважин позволяет сократить расход на бурение и геофизические исследования скважин и дает значительную экономию в народном хозяйстве страны. Предполагаемый экономический эффект составляет околдгЗООтыс руб. в год на комплект.

Формула изобретения

Телеметрическая система для передачи и приема забойных параметров в процессе бурения, содержащая глубинную часть, включающую генератор переменного тока, подключенный через релейный блок к двум участкам колонны бурильных труб, разобщенных электрическим разделителем, наземную часть, включающую фильтр, усилитель, блок регистрации и канал связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения дальности действия канала связи, глубинная часть снабжена тактовым генератором, генератором кода, фазовым модулятором, блоком управления и блоком счеУчиков, при этом выходы тактового генератора подключены соответственно к входам генератора кода, фазового модулятора и блока управления, два выхода которого подключены соответственно к входам генератора кода и блока канальных счетчиков, причем один из входов релейного блока связан с выходом фазового модулятора, а выход

блока канальных счетчиков подключен к входу блока управления, в наземную часть введены фазовый детектор, решающий блок, блок согласованных фильтров и тактовый генератор, при этом фильтр подключен к блоку регистрации через последовательно соединенные усилитель, фазовый детектор, решающий блок и блок согласованных фильтров, связанный с тактовым генератором.

причем последний подключен к фазовому детектору, решающему блоку и блоку регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 255888, кл. Е 21 В 44/00, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 595500, кл. Е 21 В 44/00, 1975.

. /