DE1224678B

DE1224678B - Device for signal transmission of the remote measurement system in drilling rigs

Info

Publication number: DE1224678B
Application number: DEW35710A
Authority: DE
Inventors: Boris A Gratschew; Alexandr J Leonow; Wenjamin A Malin; Oleg P Schischkin; Jurij N Jurin
Original assignee: VNI I P KI KOMPLEXNO
Current assignee: VNI I P KI KOMPLEXNO
Priority date: 1963-11-26
Filing date: 1963-11-26
Publication date: 1966-09-15

Description

Einrichtung zur Signalübertragung des Fernmessungssystems bei Bohrgeräten Die angebotene Einrichtung bezieht sich auf die Ausrüstung des elektrischen übertragungskanals für die Feminessung von Sohlenparametern. während des Bohrens, insbesondere der Erdöl- und Gasbohrlöcher, beim Turboverfahren.Device for signal transmission of the remote measurement system in drilling rigs The facility offered relates to the equipment of the electrical transmission channel for the femininity of sole parameters. while drilling, especially the Oil and gas wells, using the turbo method.

Die bestehenden Mehrkanal-Fernmessungssysteme mit der Zeittrennung der übertragungskanäle enthalten, als obligatorisch, Verteilungsteile der Gebersignale, Umwandlungsteile ' Stromrufgeneratoren für die Steuerung deg Verteilers, Synchronisiereinrichtungen des Senders und Empfängers. Diese Systeme sind kompliziert und ihre Zuverlässigkeit dementsprechend niedrig.The existing multi-channel telemetry systems include time division of the transmission channels, as required, distribution of parts of the sensor signals, with conversion members' Stromrufgeneratoren for controlling ° distributor, synchronizing the transmitter and receiver. These systems are complicated and their reliability is correspondingly low.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die. Behebung der erwähnten Mängel, die Vereinf achung der Einrichtung und die Steigerung der Zuverlässigkeit. In der Erfindung fehlen die komplizierten Ver-' teilungsgeräte, der Stoßgenerator für die Speisung der Verteiler und die Synchronisierschaltung. Das alles macht die Einrichtung mehr schnellwirkend.The aim of the present invention is that. Fix the mentioned Deficiencies, the simplification of the facility and the increase in reliability. The invention lacks the complicated distribution devices, the surge generator for the supply of the distributors and the synchronization circuit. She does all of this Set up more fast acting.

Im Zusammenhang mit beträchtlicher Vereinfachung der Nachrichtencodierung vereinfacht sich auch die Schaltung und die Konstruktion des Empfängers.In connection with a considerable simplification of the message coding the circuit and the construction of the receiver are also simplified.

Zur Grundlage der Erfindung wurde die Aufgabe gestellt, eine einfachere und zuverlässigere Einrichtung für die Fernmessung der Sohlenparameter während des Bohrens zu schaffen.The object of the invention was to create a simpler one and more reliable means of remotely measuring sole parameters during the To create drilling.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der durch die Welle des Turbobohrers in Rotation versetzte Wechselstromgenerator gleichzeitig als Stromquelle der Sohlenapparatur, als Geber der Umdrehungszahl des Turbobohrers und als Generator der Sendesignale (als Stromrufgenerator) Verwendung findet.According to the invention, this object is achieved in that the by the shaft of the turbo drill set the alternator in rotation at the same time as a power source for the sole equipment, as a sensor for the number of revolutions of the turbo drill and as a generator of the transmission signals (as a power call generator) is used.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den Zeichnungen ist zu ersehen in F i g. 1 das Blockschaltbild der Einrichtung für die Signalübertragung des Femmessungssystems, in F i g. 2 Kurven des Stromrufs; F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch den Bohrkopf eines Turbobohrers mit Angabe der Lage der einzelnen Schaltglieder und Meßelemente zueinander; F i g. 4 zeigt einen stilisierten Schnitt durch das gesamte Bohrgestänge und das umgebende Erdreich sowie ein Blockschaltbild des sich innerhalb der Bohrröhre befindlichen Teils der Meßvorrichtung, und F i g. 5 schließlich zeigt einen Schnitt durch den Teil des Bohrgestänges, in dem der gesamte elektrische Teil der übertragungsvorrichtung eingebaut ist, wobei zur besseren übersicht die einzelnen Schaltelemente außerhalb des Bohrgestänges gezeichnet wurden.The invention is explained using an exemplary embodiment. The drawings can be seen in FIG. 1 shows the block diagram of the device for the signal transmission of the remote measurement system, in FIG . 2 curves of the power call; F i g. 3 shows a section through the drill head of a turbo drill with details of the position of the individual switching elements and measuring elements with respect to one another; F i g. 4 shows a stylized section through the entire drill pipe and the surrounding soil, as well as a block diagram of the part of the measuring device located inside the drill pipe, and FIG . Finally, FIG. 5 shows a section through the part of the drill pipe in which the entire electrical part of the transmission device is installed, the individual switching elements being drawn outside the drill pipe for a better overview.

Der Generator 1 wird durch den Elektronenschlüssel 2, der das Ein- und Ausschalten der Übertragung während der erforderlichen Zeitpunkte durchführt, zu dem Isolator für die Bohrröhren angeschaltet.The generator 1 is switched on to the isolator for the drill pipes by the electron key 2, which carries out the switching on and off of the transmission during the required times.

Durch das Einschalten des gesteuerten Elektronenschlüssels ist es möglich, zwei andere Parameter (z. B. die Axialkraft und die elektrische Kennzeichnung des Gesteins) mit Hilfe von zwei Merkmalen - der Breite des Stromlufs und der Breite der Pause (das Nichtvorhandensein des Stromrufs) - zu chiffrieren.By switching the controlled electronic key, it is possible to have two other parameters with the aid of two features (for example, the axial force and the electric identification of the rock.) - the width of the Stromlufs and the width of the interval (the absence of the Stromrufs) - to to encrypt.

Die Einrichtung funktioniert folgendermaßen: Angaben der Geber 4 und 5 (Spannung und Widerstand) werden durch die Umwandler 6 und 7 in die Breite des Impulses umgewandelt; die Umwandler selbst sind dem Trigger 8, der Einrichtung mit zwei Gleichgewichtszuständen, angeschaltet.The device works as follows: Data from sensors 4 and 5 (voltage and resistance) are converted by converters 6 and 7 into the width of the pulse; the transducers themselves are connected to the trigger 8, the device with two states of equilibrium.

Von dem Zustand des Triggers 8 (»l« oder »0«) wird die Stellung des mit dem Trigger verbundenen Elektronenschlüssels 2 (»geschlossen« oder »offen«) bestimmt. Beim Einschalten der Stromversorgung ist der Trigger 8 in einem der beiden Gleichgewichtszustände, der Umwandler 6 bekommt die Stromversorgung, der Elektronenschlüssel 2 aber nimmt die Stellung »offen« und schaltet. die übertragung ein. Dieser Zeitpunkt entspricht dem Anfang der Angabenumwandlung des Gebers 4 in die Breite des Impulses.The status of the trigger 8 (“1” or “0”) determines the position of the electron key 2 connected to the trigger (“closed” or “open”). When the power supply is switched on, the trigger 8 is in one of the two states of equilibrium, the converter 6 receives the power supply, but the electronic key 2 takes the "open" position and switches. the transfer. This point in time corresponds to the beginning of the conversion of the information from the encoder 4 into the width of the pulse.

Nach gewisser Zeit, die von Angaben des Gebers 4 abhängt, liefert der Umwandler 6 den Impuls, der den Trigger 8 in den anderen Gleichgewichtszustand überführt. Dieser Zeitpunkt entspricht dem Ende der Angabenuntwandlung des Gebers 4 und dem Anfang der Angabenuntwandlung des Gebers 5. In demselben Zeitpunkt wird der Umwandler 7 eingeschaltet, und der Elektronenschlüssel 2 nimmt die Stellung »geschlossen« ein (es fehlt im Kanal der Stromruf). Im Endzeitpunkt der Angabenuntwandlung des Gebers 5 wird der Trigger 8 durch den Umwandler 7 in den Anfangszustand zurückgeführt. Dann wird der Vorgang wiederholt. Also ist die Breite des Stromrufs oder des Impulses A t, (F i g. 2) proportional zu einem des zu messenden Parameters,_ die Breite der Pause J tg - dem zweiten Parameter und die Frequenz der sinusoidalen AusfüHung (des Wechselstromes) - dem dritten Parameter (Drehzahl des Turbobohrers).After a certain time, which depends on the information provided by the transmitter 4, the converter 6 delivers the pulse which transfers the trigger 8 to the other state of equilibrium. This point in time corresponds to the end of the information conversion of the transmitter 4 and the beginning of the information conversion of the transmitter 5. At the same point in time, the converter 7 is switched on and the electronic key 2 assumes the "closed" position (there is no power call in the channel). At the end of the conversion of the information from the transmitter 5 , the trigger 8 is returned to the initial state by the converter 7. Then the process is repeated. So the width of the current call or the pulse A t, ( Fig. 2) is proportional to one of the parameters to be measured, the width of the pause J tg - the second parameter and the frequency of the sinusoidal execution (of the alternating current) - the third parameter (speed of the turbo drill).

Der stabilisierte Stromversorgungsteil 9 ist imstande, im breiten Bereich der Eingangsspannungsänderung zu funktionieren. In der Eigenschaft des Übertragungskanals wird die Säule der Bohrröhreii ausgenutzt.The stabilized power supply part 9 is able to function in the wide range of the input voltage change. In the capacity of the transmission channel, the column of the drill pipe is used.

Claims

Claims: 1. Device for the electrical transmission of three measured variables via a two-wire line in drilling rigs, characterized in that a contactless electronic switch (3) is switched on in the transmission line of an alternating current generator (1) which is mechanically connected to the shaft of the turbo drill, the switching times of which can be controlled by a tilt generator (8) proportionally to the signals sent by the transducers (6,7) , and the frequency of the alternating current during a pulse is proportional to the rotation time of the shaft of the turbo drill. -

2. Device according to claim 1, characterized in that the turbine drill (10) electrically separated by means of the insulation (13) from the upper drill pipe (2) is used as the transmission electrode for the line branch whose transmission path leads through the ground, and that the measured value transmitter ( 1, 3 ) is electrically connected to the upper drill pipe (2) and the turbine drill (10). References considered: U.S. Patent No. 2,700,131 ; "World Oil", 1955, October issue, pp. 158/159.