SU1265672A1 - Телеметрическа система дл каротажа скважин (ее варианты) - Google Patents

Abstract

Телеметрическа  система дл  каротажа скважин относитс  к области геофизического приборостроени , в частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной аппаратуре. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей телесистемы, повьшение ее надежности и помехоустойчивости . Телесистема состоит из наземной и скважинной частей, соедйденных каро.тажным кабелем, В наземную часть телесистем вход т контроллер со средствами регистрации и отображени  информации и модем дл  св зи контроллера со скважинным прибором, В скважинную часть вход т измерительные модули, каждый из которых содержит блок управлени  зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважинньй прибор при помощи приборной магистрали. Дл  достижени  цели изобретени  в приборную магистраль введены линии захвата магистрали и изолированна  от корпуса прибора лини  брони каротажного кабел , а в каждый измерительный модуль введены контроллер св зи с наземной частью телесистемы и модем. Модем своим первым входом - выходом подключен к двунаправленной линии информации и питани  магистрали,  вл ющейс  продолжением жилы каротажного кабел . Вторым входом - выхйдом мос дем подключен к первому двунаправS ленному входу контроллера св зи, вто (Л рой дв-унаправленньш вход контроллера св зи подключен к линии захвата магистрали и к входу модема. Третий двунаправленный вход контроллера св зи через шину информации подключен к блоку управлени  зондомj которьй ю . Подключен через управл ющую шину к О5 четвертому двунаправленному входу контроллера св зи. По второму варисд анту в скважинный прибор введен транО5 сл тор информации, в приборную ма ГО гистраль введены лини  питани , лини  захвата магистрали и изолированна  от корпуса прибора лини  брони каротажного кабел , Трансл тор одним входом - выходом подключен к каротажному кабелю, .а другим входом - выходом .- к информационной линии магистрали , к которой подсоединен первый вход - выход модема. Выход трансл тора подключен к линии питани , а вход - к линии захвата магистрали. 2 с,п, ф-лы, 5 ил,

Description

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, в частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной скважинной аппаратуре. 5

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей телеметрической системы для каротажа скважин, повышение ее надежности и помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена блок-схема телеметрической системы по первому варианту; на фиг.2 - то же, по второму варианту; на фиг.З - блок-схема транслятора информации; на фиг.4 блок-схема контроллера связи; на фиг.5 - временная диаграмма работы телеметрической системы.

I

Телеметрическая система по первому варианту (фиг.1) содержит в наземной части контроллер 1, средства 2 отображения и регистраций, наземный модем 3, каротажный кабель 4, в скважинной части - измерительные модули 5, объединенные с помощью приборной магистрали, состоящей из линий информации и питания 6, брони 7, захвата магистрали 8. Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 связи, к которому шиной 11 управления и шиной 12 информации подключен блок 13 управления зондом, к которому подключены датчики и исполнительные устройства 14 измерительного модуля 5. Линия 6 информации и питания является также и линией питания измерительных модулей скважинного прибора.

Телеметрическая система по второму варианту (фиг.2) содержит в наземной части контроллер 1, средства 2 отображения и регистрации, наземный модем 3, каротажный кабель 4, к которому подключена скважинная часть, содержащая измерительные модули 5, соединенные с помощью приборной магистрали, состоящей из линий информации 6, брони 7, захвата магистрали £. Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 связи, подсоединенный при помощи шины 11 управления и пины 12 информации к блоку 13 управления зондом, к которому подключены датчики и исполнительные, устройства 14 измерительного модуля 5, В.данном варианте в скважинный прибор введен транслятор 15, к которому подключена приборная магистраль, содержащая, кроме перечисленного, и линию 16 питания.

Транслятор (фиг.З) содержит прямой 17 и обратный 18 преобразователи информации, передатчик 19 и приемник 20, сетевой фильтр 21 и инвертор 22.

Контроллер связи (фиг.4) содержит сдвиговый регистр 23, дешифратор 24 адреса, устройство 25 управления и , соединен с блоком управления зондом при помощи шины- 12 информации, содержащей пины команд 26, и данных 27 и управления 11, содержащей проводы строба приема 28, строба передачи 29, конца работы 30.

Информация по линии информации передается в виде сигналов, соответствующих принятому виду модуляции. [Модем 9 выполняет демодуляцию прини²θ I маемой информации и преобразует ее в (двоичный код. При передаче информации в наземное оборудование в модеме 3 проводится модуляция двоичного кода. Кроме того, при наличии сигнала 25 “ на линии захвата магистрали сигнал с линии информации модемом 9 не воспринимается . ,

Контроллер 10 связи преобразует последовательный двоичный код в па30 раллёльный и наоборот и, кроме того, управляет работой линии 8 захвата магистрали.

Блок 13 управления зондом может быть выполнен как по жесткой логи35 ческой схеме, так и программируемым, 'с применением микропроцессорных уст-/ ройств , и предназначен для управления датчиками и исполнительными механизмами 14, преобразования аналоговых 40 сигналов в двоичный код и наоборот, первичной обработки информации.’

О

Телеметрическая система по первому варианту работает следующим <?бразом.

Команда из наземной части телесистемы поступает по каротажному кабелю 4 и линии 6 информации и питания одновременно, во все модемы 9 измерительных модулей 5, где преобразуется, если на линии 8 захвата магистрали нет сигнала, в последо^вательный цифровой код, который подается в контроллеры 10 связи. Команда в контроллерах 10 связи прео^разу⁵⁵ ется в параллельный код, который проверяется 6 дешифраторе 24 адреса и, если принятая команда принадлежит одному из измерительных модулей

5, то тот вырабатывает сигнал строба приема, по которому принимается команда из шины 26 команд соответствующим блоком 13 управления зондом. Кроме того, контроллер 10 связи, при-5 нявший команду, выставляет сигнал захвата на линию 8 захвата магистрали, тем самым блокируя модемы 9 остальных измерительных модулей 5. Блок 13 управления зондом, по готовности данных, выдает в контроллер 10 связи строб передачи, по которому тот снимает данные с шины 27 данных, преобразует их в последовательный, код, который модулируется в модеме 9 и 15 по линии 6 информации и питания и каротажному кабелю 4 поступает в наземный модем 3. Передача данных повторяется по мере надобности. По окончании работы измерительного модуля 5 ²⁰ блок 13 управления зондом выставляет сигнал конца работы, по которому сбрасывается сигнал с линии 8 захвата магистрали. Все модемы 9 измерительных модулей 5 переходят в режим ²⁵ приема команд из линии 6 информации и питания магистрали.

Для питания используют линию 6 информации и питания магистрали, обратным проводом является линия 7 бро-30 ни магистрали.

Блок-схема телесистемы и ее работа при использовании многожильного кабеля аналогичны.

В телеметрической системе по второму варианту обмен между наземным и скважинным оборудованием может проводится не электрическими сигналами, а, например, с помощью акустических или радио-излучений, или с помощью световодов.

Команда при помощи одного из перечисленных методов подается на транслятор 15 скважинного прибора. Прямой^ преобразователь 17 преобразует ее в электрические импульсы и при помощи передатчика 19 передает в линию 6 информации магистрали. Питание, если это требуется, отфильтровывается и 50 подается в линию 16 питания магистрали.

Дальнейшая работа телесистемы не отличается от работы описанного первого варианта. При передаче данных 55 в наземное оборудование на линии 8 захвата магистрали находится сигнал, который разрешает работу приемника и обратного преобразователя 18, но запрещает через инвертор 22 работу передатчика 19 и прямого преобразователя 17. Данные, поступающие с линии 6 информации, поступают через приемник 20 в обратный преобразователь 18, который излучает сигнал в линию связи.

Данная телесистема рассчитана на исследование скважин различного наз- начения модульной и комбинированной аппаратурой, при этом получают наибольший экономический эффект за счет сокращения сроков исследования скважины, и может быть применена в одиночных приборах.

Введение.узлов обмена информацией в каждый измерительный модуль и введение в магистраль изолированной линии каротажного кабеля позволяют использовать в качестве магистрали жилы кабеля, а это, в свою очередь, придает системе новые функциональные возможности, становится возможной произвольная компановка модулей, причем модули могут эксплуатироваться как совместно, так и автономно, станосится возможным включить в скважинный прибор модули, у которых корпус является токовым электродом, возможна передача из одного прибора как цифровых, так и аналоговых сигналов.

Телеметрическая система отличается повышенной помехоустойчивостью за счет минимального числа циний магистрали. Внедрение телесистемы позвот лит провести стандартизацию приборной магистрали скважинных приборов, протокола обмена информацией между наземным оборудованием и скважинным прибором и на этой основе унифицировать парк разработанных приборов вплоть до уровня функциональных узлов.

Облегчается модернизация парка аппаратуры для исследования скважин, . переоснащенные нефтегазодобывающей и геолого-разведочной отраслей современной аппаратуры и внедрение современной технологии каротажных исследований. Совершенствование отдельных методов геофизических исследований скважин и соответствующей аппаратуры может осуществляться в данной системе независимо для каждого метода, а совершенствование аппаратуры метода сводится к усовершенствованию контроллера'модуля и модификации программного обеспечения наземной части телесистемы.

Claims (1)

1. Изобретеине относитс  к геофизическому приборост)оению, в частности к каротажным телеметрическим системам и к модульной и комбинированной скважинной аппаратуре, Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей телеметрической системы дл  каротажа скважин, повьшение ее надежности и помехоустойчивости. На фиг.1 представлена блок-схема телеметрической системы по первому варианту; на фиг.2 - то же, по второму варианту; на фиг.З - блок-схема трансл тора информации; на фиг.4 блок-схема контроллера св зи; на фиг.5 - временна  диаграмма работы телеметрической системы. I Телеметрическа  система по первому варианту (фиг.1) содержит в наземной части контроллер 1, средства 2 отображени  и регистрации, наземньй модем 3, каротажный кабель 4, в скважинной части - измерительные модули 5, объединенные с помощью приборной магистрали, состо щей из линий информации и питани  6, брони 7, захвата магистрали 8. Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 св зи, к которому шиной 11 управлени  и шиной 12 информации подключен блок 13 управлени  зондом , к которому подключены датчики и исполнительные устройства 14 измерительного модул  5. Лини  6 информации и питани   вл етс  такжб и линией питани  измерительных модулей скважинного прибора Телеметрическа  система по второму варианту (фиг.2) содержит в наземной части контроллер 1, средства 2 отображени  и регистрации, наземный модем 3, каротажный кабель 4, к которому подключена скважинна  часть содержаща  измерительные модули 5, соединенные с помощью приборной магистрали , состо щей из линий инфорf ai JH 6, брони 7, захвата магистрали |8. Измерительные модули 5 содержат модем 9, контроллер 10 св зи, подсо единенный при помощи шины 11 управл ни  и пмны 12 информации к блоку 13 управлени  зондом, к которому подключены датчики и исполнительные, .уст ройства 14 измерительного 5, В.данном варианте в скважинный прибор введен трансл тор 15, к котором подключена приборна  магистраль, со ержаща  кроме перечисленного, и инию 16 питани . Трансл тор (фиг.З) содержит пр ой 17 и обратный 18 преобразователи нформации, передатчик 19 и приемник 20, сетевой фильтр 21 и инвертор 22. Контроллер св зи (фиг.4) содержит сдвиговый регистр 23, дешифратор 24 дреса, устройство 25 управлени  и , соединен с блоком управлени  зондом при помощи шины- 12 информации, соержащей шины команд 26, и данных 27 и управлени  11, содержащей проводы строба приема 28, строба передачи 29, конца работы 30. Информаци  по линии информации передаетс  в виде сигналов, соответствующих прин тому виду модул ции. Модем 9 вьшолн ет демодул .цию принимаемой информации и преобразует ее в двоичный код. При передаче информации в наземное оборудование в модеме 3 проводитс  модул ци  двоичного кода . Кроме того, при наличии сигнала на линии захвата магистрали сигнал с линии информации модемом 9 не воспринимаетс  . , Контроллер 10 св зи преобразует последовательньй двоичньй код в параллёлъньй и наоборот и, кроме того, управл ет работой линии 8 захвата магистрали. Блок 13 управлени  зондом может быть выполнен как по жесткой логической схеме, так и программируемым, с применением микропроцессорных уст-: ройств, и предназначен дл  управлени  датчиками и исполнительными механизмами 14, преобразовани  аналоговых сигналов в двоичньй код и наоборот, первичной обработки информации. Телеметрическа  система по первому варианту работает следующим Убразом . Команда из наземной части теле- системы поступает по каротажному кабелю 4 и линии 6 информации и питани  одновременно, во все модемы 9 измерительных модулей 5, где преобразуетс , если на линии 8 захвата магистрали нет сигнала, в последовательньй цифровой код, которьй подаетс  в контроллеры 10 св зи. Команда в контроллерах 10 св зи преобразуетс  в параллельньй код, которьй провер етс  и дешифраторе 24 адреса и, если прин та  команда принадлежит одному из измерительных модулей 5, то тот вырабатьшает сигнал строба приема, по которому принимаетс  команда из шины 26 команд соответст- . вующим блоком 13 управлени  зондом. Кроме того, контроллер 10 св зи, при н вший команду, выставл ет сигнал захвата на линию 8 захвата магистрали , тем самым блокиру  модемы 9 остальных измерительных модулей 5. Бло 13 управлени  зондом, по готовности данных, выдает в контроллер 10 св зи строб передачи5 до которому тот снимает данные с шины 27 данных, преобразует их в последовательный, код, ко.торьй модулируетс  в модеме 9 и по линии 6 информации и питани  и каротажному кабелю 4 поступает в наземный модем 3. Передача данных повтор етс  по мере надобности. По окон чании работы измерительного модул  5 блок 13 управлени  зондом выставл ет сигнал конца работы, по которому сбрасьшаетс  сигнал с линии 8 захвата магистрали. Все модемы 9 измерительных модулей 5 переход т в режим приема команд из линии 6 информации и питани  магистрали. Дл  питани  используют линию 6 информации и питани  магистрали, обратным проводом  вл етс  лини  7 бро ни магистрали. Блок-схема телесистемы и ее работ при использовании многожильного кабел  аналогичны. В телеметрической системе по второму варианту обмен между наземным и скважинным оборудованием может про водитс  не электрическими сигналами. а, например, с помощью акустических или радио-излучений, или с йомощью световодов. Команда при помощи одного из перечисленных методов подаетс  на тран сл тор 15 скважинного прибора. Пр мо преобразователь 17 преобразует ее ie электрические импульсы и при помощи передатчика 19 передает в линию 6 информации магистрали,. Питание, если это требуетс , отфильтровьшаетс  и подаетс  в линию 16 питани  магистрали . Дальнейша  работа телесистемы не отличаетс  от работы описанного первого варианта. При передаче данных в наземное оборудование на линии 8 захвата магистрали находитс  сигнал, который разрешает работу приемника 20 и обратного преобразовател  18, но запрещает через инвертор 22 работу передатчика 19 и пр мого преобразовател  17. Данные, поступающие с линии 6 информации, поступают через приемник 20 в обратный преобразователь 18, который излучает сигнал в линию св зи. Данна  телесистема рассчитана на исследование скважин различного наз- начени  модульной и комбинированной аппаратурой, при этом получают наибольший экономический эффект за счет сокращени  сроков исследовани  скважины , и может быть применена в одиночных приборах. Введение.узлов обмена информацией в каждый измерительный модуль и введение в магистраль изолированной линии каротажного кабел  позвол ют использовать в качестве магистрали жилы кабел , а это, в свою очередь, придает системе новые функциональные .возможности, становитс  возможной произвольна  компановка модулей, причем модули могут эксплуатироватьс  как совместно, так и автономно, станоситс  возможным включить в скважинный прибор модули, у которых корпус  вл етс  токовьм электродом, возможна передача из одного прибора как цифровых, так и аналоговых сигналов. Телеметрическа  система отличаетс  повьппенной помехоустойчивостью за счет минимального числа 1{иний ма истрали . Внедрение телесистемы позво лит провести стандартизацию приборной магистрали скважинных приборов, протокола обмена информацией между наземным оборудованием и скважинным прибором и на этой основе унифицировать парк разработанных приборов вплоть до уровн  функциональньтх узлов . Облегчаетс  модернизаци  парка аппаратуры дл  исследовани  скважин, . переоснащенные нефтегазодобывающей и геолого-разведочной отраслей современной аппаратуры и внедрение современной технологии каротажных исследований . Совершенствование отдельных методов геофизических исследований скважин и соответствующей аппаратуры может осуществл тьс  в данной системе независимо дл  каждого метода , а совершенствование аппаратуры метода сводитс  к усовершенствованию контроллерамодул  и модификации программного обеспечени  наземной Части телесистемы. Формула изобрете 1. Телеметрическа  система дл  каротажа скважин,,состо ща  из наземной и скважинной частей, соединенных каротажньм кабелем, в наземную часть которой вход т контроллер со средствами регистрации и отображени  информации и модем дл  св зи контроллера со скважингйлм прибором, а в скважиннзпо часть - измерительные модули , каждый из которых содержит бло управлени  зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважин ньй прибор при помощи приборной магистрали , отличающа с  тем, что, с целью расширени  функци ональных возможностей телесистемы, повышени  ее надежности и помехоустойчивости , в приборную магистраль введены лини  захвата магистрали и изолированна  от корпуса прибора ли 1|и  брони каротажного кабел , в каж дьй измерительный модуль введены контроллер св зи с наземной частью телесистемы и модем, который своим первым входом - выходом подключен к двунаправленной линии информации и питани  магистрали,  вл ющейс  продолжением жилы каротажного кабел  вторым входом - выходом модем пoдkлючен к первому двунаправленному входу контроллера св зи, второй дву . направленный вход контроллера св зи подключен к линии захвата магистрал и к входу модема, третий двунаправленный вход контроллера св зи через шину информации подключен к блоку управлени  зондом, которьй подключе через управл ющую шину к четвертому двунаправленному входу контроллера св зи. 2, Телеметрическа  система дл  каротажа сквалшн, состо ща  из наземной и скважинной частей, соединенных каротажным кабелем, в наземную часть которой вход т контроллер со средствами регистрации и отображени  информации и модем дл  св зи контроллера со скважинным прибором, а в скважинную часть - измерительные , модули, каждый из которых содержит блок управлени  зондом с подключенными к нему датчиками и исполнительными устройствами, объединенные в скважинньй прибор при помощи приборной магистрали, отличающа с  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей телесистемы , повьшени  ее надежности и помехоустойчивости , в скважинный прибор введен трансл тор информации, в приборную магистраль введены лини  питани , лини  захвата магистрали и изолированна  от корпуса прибора лини  брони каротажного кабел , а в каждьй измерительньй модуль введены контроллер св зи с наземной частью системы и модем, причем трансл тор одним входом - выходом подключен к коротажному кабелю, а другим входомвыходом подключен к информационной линии магистрали,к которой также подключен первьйвход -выход модема, выход трансл тора подключен к линий питани , а вход - к линии захвата магистрали , котора  подключена к первому входу - выходу контроллера св зи и к входу модема, которьй своим вторым входом - выходом подключен к второму входу - выходу контроллера св зи, которьй третьим входом - выходом через двунаправленную шину информации подключен к первому входу - выходу блока управлени  зондом, последний через двунаправленную - шину управлени  подключен к четвертому входу - выходу контроллера св зи.