NO172197B

NO172197B - Effekt-bevarende, selvstendig maalesystem for borehull

Info

Publication number: NO172197B
Application number: NO861780A
Authority: NO
Inventors: Stephen Edgar Tilghan; Jack Carman Penn; Michael Joseph Lynch; Gilbert Horton Forehand; Richard Luis Duncan
Original assignee: Halliburton Co
Priority date: 1985-05-06
Filing date: 1986-05-05
Publication date: 1993-03-08
Also published as: EP0201295A2; US4709234A; AU5633686A; NO172197C; CA1249662A; AU579465B2; NO861780L; EP0201295A3

Description

Denne oppfinnelse vedrører en kraftbevarende anordning for å registrere i digitalt format informasjon som er relatert i et trykk som er detektert av minst en trykktransduser i et brønnhull omfattende: et transdusergrensesnitt for forbindelse med den i det minste ene trykktransduseren slik at et elektrisk signal som representerer trykket som detekteres av den i det minste ene trykktransdueren tilveiebringes i nevnte anordning, idet nevnte transdusergrensesnitt innbefatter en første elektronisk krets til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte transdusergrensesnitt skal være operativ, en omformer tilkoplet nevnte transdusergrensesnitt for omdannelse av det elektriske signalet til et digitalt signal, idet nevnte omformer innbefatter en andre elektronisk krets til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte omformer skal være operativ, et lager for å lagre informasjon i digitalt format, idet nevnte lager innbefatter en tredje elektronisk krets til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte lager skal være operativt, en krafttilførsel for å tilveiebringe en kilde for spenninger, og en sentral behandlings- og styreenhet som er forbundet med nevnte omformer og nevnte lager for å bestemme hvorvidt informasjon som utledes fra det digitale signalet skal registreres i nevnte lager og for å styre registreringen av slik informasjon som skal registreres, idet nevnte sentrale behandlings- og styreenhet innbefatter en fjerde elektronisk krets til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte sentrale behandlings- og styreenhet skal være operativ.

Det er velkjent innenfor teknikken at der er et behov for apparatur som kan måle miljømessige tilstander eller fysiske fenomer, slik som trykk og temperatur ved steder nedover i hullet i et brønnhull. Bourdon-røret er velkjent og er blitt anvendt i mange år for mekanisk å registrere trykk ved hjelp av et diagram som skrives på en metallisk plate som reaksjon på trykk. Elektroniske registreringsmålere er også blitt anvendt i brønnhullet. Ved en type av elektronisk måler oppnås informasjonen og blir i alt vesentlig -umiddelbart sendt til overflaten, slik som over en trådlinje, for reell-tids fremvisning. En annen type av elektroniske målere oppnår og lagrer informasjonen innenfor seg selv nede i hullet til bruk kun etter at måleren er blitt trukket ut fra brønnhullet.

Selv om flere forskjellige typer av målere er blitt foreslått eller anvendt innenfor industrien, har man ikke kjennskap til noen måler som opptar flere forskjellige transdusere som har forskjellige utgangssignalkarakteristika. Heller ikke har man kjennskap til en mikroprosessor-basert måler som overvåker seg selv for å sikre at den opererer innenfor normale grenser, og som tillater at sampletakter og oppløsninger kan variere som reaksjon både på programvare og maskinvare-overvåkte endringer av trykket nede i hullet (eller annen overvåket tilstand) og overfor endringer i batterilevetid og gjenværende lagerkapasitet, og som automatisk selektivt kan få redusert sin effekt, og som har økt lagerkapasitet oppnådd med meget pålitelig, nyttefaktor-drevet for lavt effektforbruk, magnetisk-kjernelager som er tettpakket i en foldet konfigurasjon. Likeledes kjenner man ikke til noen slik apparatur som tillater slik økt lagringsevne å bli aksessert med en bit-for-bit-teknikk som reduserer mulig-hetene for å miste fullstendige ord med lagret informasjon dersom der skulle være en svikt innenfor lagringselementene. Man kjenner ikke til noen slik apparatur som kan bestemme hvilke, hvis noen, lagerceller som er inoperable og som deretter ikke forsøker å lagre informasjon i de dårlige lagercellene. Selv om man har kjennskap til at der ikke er en apparatur nede i hullet som har de foregående trekk, behøves en slik apparatur på grunn av de etterfølgende fordeler som er oppnådd eller kan oppnås ved på passende måte å realisere disse trekk ifølge den foreliggende oppfinnelse.

En måler som opptar flere forskjellige typer av transdusere behøves for å tilveiebringe fleksibilitet hva angår bruk, ettersom en enkelt måler til bruk nede i hullet anvendes på forskjellige steder hvor visse typer av transdusere ikke kan være tilgjengelige og for forskjellige kunder som kan spesifisere forskjellige typer av transdusere.

Selvovervåkning er et viktig trekk ved en mikroprosessor-basert måler fordi den muliggjør at mikroprosessoren kan tilbakestilles dersom mikroprosessoren opererer utenfor normale operasjonsgrenser. Dette sikrer nøyaktig datainnsam-ling.

Programvare- og maskinvaretrekkene ved hjelp av hvilke sampletakter og oppløsninger av samplene kan endres, er viktige av minst to grunner. Programvareovervåkningen er viktig på grunn av at den effektivt øker tidslengden over hvilken samplene kan oppnås ved å redusere sampletakten når der er liten eller ingen endring mellom eller blant på hverandre følgende samples av en parameter eller når endringer er i alt vesentlig lineære. Maskinvareovervåkning er viktig fordi den detekterer, og tvinger måleren til å registrere hurtige endringer som oppnås mellom de maskinvaresatte sampletidspunkter og som således ellers ville gå tapt. Justering av sampletakten basert på den gjenværende batterilevetid og lager sikrer at meningsfull informasjon alltid oppnås og lagres riktig. Teoretisk er det ønskelig å redusere sampletakten tilstrekkelig slik at samplene oppnås og lagres uten noen gang totalt å uttømme batteriets levetid eller lagerkapasiteten forut for det tidspunktet som apparaturen trekkes tilbake fra brønnhullet og deaktiveres. Det er viktig å ha en valgbar oppløsning slik at hensiktsmessig presisjon oppnås ved hver sampletakt.

Trekket med automatisk selektivt å redusere effekten hos valgbare deler i apparaturen er viktig fordi det bevarer den gjenværende batterilevetid. Seksjonsvalgbarhet maksimaliserer bevaringen ved et hvilket som helst tidspunkt ved å gi effekt kun til de seksjoner som behøves å opereres på det tids punktet. Selektiv effektreduksjon hos i alt vesentlig hele verktøyet både ved planlagte tidspunkter og ved ikke-planlagte tidspunkter når ikke noe vesentlig skjer hjelper ytterligere til med energibevaring.

En økt lagerkapasitet er kritisk i en apparatur som skal plasseres nede i hullet og etterlates for utstrakte tidsperi-oder uten å få informasjonen umiddelbart overført til overflaten. Fordi overvåkning som behøver å foretas i et miljø nede i hullet kan strekke seg over flere timer eller dager, behøves en stor lagerkapasitet for å beholde samtlige nødvendige samples som kreves til å utføre analysene som skal foretas med den informasjon som er kjent på området.

Den spesielle bit-for-bit-teknikk for anvendelse av lageret i et miljø nede i hullet er viktig for å hindre tapt informasjon og derfor for å hindre tapt tid og penger ved oppnåelse av gyldige samples. Kjennskap til de steder innenfor en lageranordning som er inoperable på det tidspunkt som lageret lages eller deretter testes, men forut for å innføre det i et miljø nede i hullet, er fordelaktig, slik at, så snart anordningen er nede i hullet, vil informasjon ikke bli skrevet inn i, og således ikke bli mistet fra slike dårlige steder, hvorved hindres tapt tid og penger ved oppnåelse av gyldige samples.

Selv om der er flere typer av målere som er blitt foreslått eller anvendt for registrering av informasjon i et miljø nede i et borehull, har man ikke kjennskap til en som tilfreds-stiller hvert av de foregående behov i en enkelt apparatur.

Den foreliggende oppfinnelse overvinner de ovennevnte og andre mangler ved den kjente teknikk ved å tilveiebringe en ny og forbedret effektbevarende anordning for registrering av informasjon i et brønnhull.

Den foreliggende oppfinnelse som er angitt her tilveiebringer en anordning av den innledningsvis nevnte type og som kjennetegnes ved at nevnte sentrale behandlings- og styreenhet dessuten innbefatter første svitsjingskrets for å svitsje en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte fjerde elektroniske krets ved et første tidspunkt slik at nevnte sentrale behandlings- og styreenhet begynner en prosedyre for sampling av et trykk som detekteres av den i det minste ene trykktransduseren, og at nevnte fjerde elektroniske krets innbefatter: andre svitsjingskrets for å svitsje, separat fra nevnte første svitsjingskrets, en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte første elektroniske krets slik at nevnte transdusergrensesnitt tilveiebringer det elektriske signalet som representerer et trykk detektert av den idet minste ene transduseren, tredje svitsjingskrets for å svitsje, separat fra nevnte første og andre svitsjingskrets, en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte andre elektroniske krets slik at nevnte omformer omformer det elektriske signalet fra nevnte transdusergrensesnitt til det digitale signalet, og fjerde svitsjingskrets for å svitsje, separat fra nevnte første, andre og tredje svitsjingskretser, en spenning fra nevnte kraft-tilførsel til nevnte tredje elektroniske krets som reaksjon på nevnte sentrale behandlings- og styreenhet som bestemmer fra det digitale signalet at informasjon som utledes derfra skal registreres slik at nevnte lager lagrer informasjonen, idet nevnte transdusergrensesnitt innbefatter delta-trykk-(AP)-krets som kontinuerlig energiseres av nevnte kraft-tilførsel for detektering i brønnhullet av en trykkendring over en forutbestemt takt og for å tilveiebringe et første styresignal overfor hvilket nevnte første svitsjingskrets reagerer, og idet nevnte sentrale behandlings- og styreenhet dessuten innbefatter avbruddskrets som reagerer på nevnte første styresignal, for å tilveiebringe et andre styresignal (INT) som nevnte andre, tredje og fjerde svitsjingskretser reagerer på.

Ifølge ytterligere utførelsesformer av anordningen ifølge oppfinnelsen innbefatter nevnte fjerde elektroniske krets en mikroprosessor som definerer i det minste del av nevnte andre, tredje og fjerde svitsjingskretser, idet nevnte mikroprosessor tilveiebringer et styresignal som deaktiverer nevnte første svitsjingskrets slik at nevnte mikroprosessor derved deenergiserer seg selv. Transdusergrensesnittet innbefatter delta-trykk-krets for å detektere trykk i brønnhullet som endrer seg med en takt over en forutbestemt terskel og for å tilveiebringe et styresignal som reaksjon på deteksjonen av en slik trykkendring, idet nevnte første svitsjingskrets innbefatter: en teller som er forbundet med nevnte mikroprosessor for å tilveiebringe et styresignal som reaksjon på utløpet av en telling som er lastet i nevnte teller av nevnte mikroprosessor, logisk portkrets som er forbundet med nevnte delta-trykk-krets og nevnte teller for logisk å kombinere nevnte styresignal som er tilveiebrakt fra nevnte delta-trykk-krets og nevnte styresignal som er tilveiebrakt fra nevnte teller, en holdekrets som innbefatter en første inngang som er forbundet med den nevnte logiske portkrets og som innbefatter en andre inngang som er koplet til å motta nevnte deaktiverende styresignal fra nevnte mikroprosessor, idet nevnte holdekrets tilveiebringer et første svitsj-styringssignal (Q) og et andre svitsj styringssignal, prosessorstyrekrets som er koplet til å motta nevnte første svitsjstyresignal, for å formidle til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte første svitsjstyresignal, et signal som bevirker nevnte mikroprosessor til å stoppe behandling, og spenningsstyrekrets som er koblet til å motta nevnte andre svitsjstyresignal for å formidle til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte andre svitsjstyresignal, spenningen fra nevnte krafttilførsel som er svitsjet til nevnte fjerde elektroniske krets ved hjelp av nevnte første svitsjingskrets. Dessuten kan nevnte fjerde elektroniske krets innbefatte : første avbruddskrets som er forbundet med nevnte logiske portkrets og nevnte mikroprosessor, for å tilveiebringe til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på det ene eller andre av nevnte styresignal fra nevnte delta-trykk-krets og nevnte styresignal fra nevnte teller, et første avbruddssignal for å bevirke nevnte mikroprosessor til å starte en ny sample-lesning, og andre avbruddskrets som er koblet til nevnte logiske portkrets og nevnte mikroprosessor, for å tilveiebringe til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte styresignal fra nevnte delta-trykk-krets, et andre avbruddssignal for å underrette nevnte mikroprosessor hvorvidt nevnte første avbruddssignal ble bevirket som reaksjon på at deteksjonen av trykket i brønnen endret seg i en takt over den forutbestemte terskel.

Andre og ytterligere formål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil lett fremgå for fagfolk når den etterfølgende beskrivelse av den foretrukne utførelsesform leses i forbindelse med de vedlagte tegninger. Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en selvstendig måler til bruk nede i et hull, ifølge den foreliggende oppfinnelse, vist på et sted nede i et hull, og med strek-prikkede linjer, på et overflatested forbundet ved hjelp av et grensesnitt (tilpasning) til en datamaskin. Fig. 2A og 2B er et blokkskjema over grensesnittet og datamaskin systemet vist i fig. 1 og av måleren til bruk nede i hullet, som er vist til å innbefatte en transduserseksjon, en styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjon og en batteriseksjon. Fig. 3 er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av temperatur VCO (spenningsstyrt oscillator )-kretsen vist i fig. 2 dannende del av transduserseksj onen. Fig. 4 er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av trykk-VCO-kretsen vist i fig. 2 dannende del av transduserseksjonen. Fig. 5 er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av AP-kretsen vist i fig. 2 dannende del av transduserseksjonen. Fig. 6 er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en +10 volt referansekrets som befinner seg innenfor transduserseksjonen. Fig. 7 er et skjematisk kretsskjema over en alternativ

utførelsesform av AP-kretsen.

Fig. 8 er et skjematisk kretsskjema over en annen alternativ

utførelsesform av AP-kretsen.

Fig. 9 er et skjematisk kretsskjema over nok en annen

alternativ utførelsesform av AP-kretsen.

Fig. 10Å-10C er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en sentral prosessorenhetkrets for styreenhetdelen i styreenhet/effektomformeren og styre/lagerseksjonen. Fig. 11Å og 11B er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en reell-tids klokkekrets i styreenhetdelen i styreenhet/effektomformeren og styre/lagerseksjonen. Fig. 12Å er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en dataregistreringsmodul-grensesnittkrets i styreenhetdelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 12B er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en effektomveksling, AP avbrudd effekt-økning, tidsintervalleffektøkning og vakthund-krets for styreenhetdelen i styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 13A-13C er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en frekvens-til-binær omformingskrets i styreenhetdelen av styreenhet/- effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 14 er et skjematisk kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en +5 volt regulert effektkrets i effektomformer og styredelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 15 er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en DC- til DC-omformer for CMOS-logikkspenning (+VTILFØRSEL) og transduserseksjonspenning 15 volt) kraftkilder for effektomformer og styredelen i styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 16 er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en styrbar sammenkoplingskrets for ±15 volt kilden i effektomformer og styredelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 17 er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en lagereffektkrets i effektomformer og styredelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 18 er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en adresserings/grensesnittkrets i lagerdelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 19A-19C er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en halvlederlagerkrets i lagerdelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 20 er et kretsskjema over den foretrukne utførelsesform av en magnetkjernelagerkrets i lagerdelen av styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen. Fig. 21 er et perspektivriss over magnetkjernelageret vist i

en ikke-foldet konfigurasjon.

Fig. 22 er et utspilt riss som viser magnetkjernelageret i en delvis foldet konfigurasjon mellom dets øvre og nedre husdeler. Fig. 23 er en skjematisk illustrasjon av en 8 x 8-lageroppstilling. Fig. 24 er et diagram over en trykkurve som eksemplifiserer

trykk innenfor et brønnhull over tid.

Fig. 25A-25B viser et flytskjema over den foretrukne utførelsesform av et sampletakt-endringsstyreprogram som reagerer på programvare-detekterte endringer i de overvåkte forhold samt maskinvare-detekterte hurtige trykkendringer. Fig. 26 viser et flytskjema over den foretrukne utførelses-form av et program for å modifisere sampletakten som reaksjon på indikasjon av lav batterispenning eller en indikasjon av i alt vesentlig fullt lager. Fig. 27 viser et flytskjema over den foretrukne utførelses-form av et effektstyreprogram ved hjelp av hvilket samples av de overvåkte forhold oppnås, formateres og registreres. Fig. 28 omhandler et flytskjema over den foretrukne utfør-elsesform av et program for å generere minst en programmeringspuls til å registrere informasjon i halvlederlageret ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 29A omhandler et flytskjema ifølge den foretrukne utførelsesform for et planlagt sovetidprogram ved hjelp av hvilket den foreliggende oppfinnelse kan programmeres til å deenergisere seg selv ved planlagte tidspunkter for å bevare elektrisk energi. Fig. 29B viser et flytskjema over den foretrukne utførelses-form av et ikke-planlagt sovetidprogram ved hjelp av hvilket den foreliggende oppfinnelse kan slå seg selv av, hvor meget tid der er inntil det neste sample skal tas, for også å bevare elektrisk energi. Fig. 30 viser et flytskjema over den foretrukne utførelses-form av et magnetkjernelagertestprogram ved hjelp av hvilket avløp/driv-transistorparene testes for operasj onsevne. Fig. 31 viser et flytskjema over den foretrukne utførelses-form av et sviktisoleringsprogram referert til i fig. 30.

Fig. 32A-32C viser et flytskjema over den foretrukne

utførelsesform av et systemstyreprogram.

Fig. 1 viser en selvstendig måler 2 til bruk nede i et hull og anbragt i et brønnhull 4 ved hjelp av passende heisings-eller verktøybæremiddel av en type som er kjent innenfor teknikken. Eksempelvis kan midlet 6 være en trådline (selv der ikke er noen elektrisk kommunikasjon over trådlinen mellom overflaten og stedet nede i hullet for måleren ifølge den foretrukne utførelsesform) eller en borestreng som måleren 2 er en del av og som heves og senkes slik som ved hjelp av trykkutstyr og vandreblokk, slik det er kjent innenfor teknikken. Den selvstendige måleren 2 er konstruert ifølge den foreliggende oppfinnelse slik det vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til de øvrige tegninger. Fig. 1 viser også, med prikk-streket kontur, måleren 2 plassert på overflaten og forbundet ved hjelp av et elektronisk grensesnitt 8 til et datamaskinsystem 10. På grunn av at det i den foretrukne utførelsesform ikke opptrer kommunikasjoner mellom overflaten og måleren 2 når måleren er plassert i brønnhullet 4, anvendes grensesnittet 8 og datamaskinsystemet 10 til å kommunisere med måleren 2 når den er på overflaten. Slike kommunikasjoner kan opptre, forut for senkning av måleren 2 i hullet, i den hensikt å innføre informasjon eller å forutinnstille variabler innenfor måleren 2 eller, etter at måleren 2 er blitt trukket tilbake eller trukket ut av borehullet 4, for lesning av den lagrede informasjon fra måleren 2 inn i datamaskinsystemet 10 slik at informasjonen kan analyseres eksempelvis. Fig. 2A og 2B viser, i blokkskjemaform, elementer som omfatter den foretrukne utførelsesform av måleren 2, grensesnittet 8 og datamaskinsystemet 10. Den foretrukne utførelsesform av måleren 2 er dannet av tre løsgjørbare segmenter eller seksjoner som er elektrisk og mekanisk sammenkoplingsbare ved hjelp av flerleder hann- og hunn-koplingsorganer som går inn i hverandre når seksjonene forbindes. Disse tre seksjoner befinner seg innenfor respektive lineært sammenkoplingsbare tubulære metalliske hus av hensiktsmessige typer som er kjent innenfor teknikken for bruk i miljøer nede i hullet. Som vist i fig. 1 og nærmere bestemt vist i fig. 2A og 2B, omfatter de tre seksjonene av måleren 2 (1) en transduserseksjon 12, (2) en styreenhet/ef f ektomformer og styre/lagerseksjon 14 omfattende styreenhet og effektomformer og styredel 14a og en data-registreringsmodul som omfatter en ombyttbar halvlederlager- del 14b eller magnetkjernelagerdel 14c, og (3) en batteriseksjon 16.

Forskjellige typer av et flertall av spesielle utførelses-former av transduserseksjonen 12 kan anvendes for tilpasning av måleren 2 med en hvilken som helst egnet type av transduser, uansett utmatningstype. I den foretrukne utførelses-form omfatter egnede transdusere en CEC-trykk-avfølings-strekkmåler med en platina RTD, en Hewlett-Packard 2813B kvartstrykksonde med temperaturunderenhet, en Geophysical Research Corporation EPG-520H trykk- og temperaturtransduser, og en Well Test Instruments 15K-001 kvartstrykk og temperaturtransduser. Imidlertid, uansett den spesielle konstruksjon som anvendes for å ivareta den spesielle utmatning fra en hvilken som helst spesiell type av transduser som kan anvendes, omfatter den foretrukne utførelsesform av transduserseksjonen 12 en temperaturspenningsstyrt oscillatorkrets 18 som mottar utmatningen fra den spesielle typen av anvendte temperaturtransduser og omdanner den til et passende forutbestemt format (slik som et elektrisk signal som har en frekvens proporsjonal med størrelsen av den detekterte tilstand) for bruk av styreenhetdelen i seksjonen 14 hos måleren 2. Den foretrukne utførelsesform av transduserseksjonen 12 omfatter også en trykkspenningsstyrt oscillatorkrets 20 for likeledes å tilpasse den spesielle type av trykktransduser til styreenhetdelen i seksjonen 14. Knyttet til trykkspenningsstyrt oscillatorkretsen 20 i den foretrukne utførelsesform er en A trykk (AP) krets 22 som tilveiebringer maskinvareovervåkning av hurtige trykkendringer og som genererer et styresignal som reaksjon på positive eller negative trykkendringer som passerer en forutbestemt terskel. Disse tre kretser sammen med en spenningsreferansekrets som befinner seg i transduserseksjonen 12, vil bli beskrevet i nærmere detalj nedenfor med henvisning til fig. 3-9.

Styreenhetdelen i styreenhet/effektomformer og styre/- lagerseksjonen 14 omfatter en sentral prosessorenhetkrets 24, en reell-tids klokkekrets 26, en dataregistreringsmodul-grensesnittkrets 28 og en f rekvens-til-binaer omf ormerkrets 30, hvilke elementer generelt definerer et mikrodatamaskin-middel for mottakelse av elektriske signaler i det forutbestemte formatet fra transduserseksjonen 12, for å utlede fra de elektriske signaler digitale signaler korrelert til en kvantifisering av størrelsen av den detekterte parameter og for lagring av de digitale signaler i lagerdelen i seksjonen 14. Disse fire kretser kommuniserer med hverandre over en egnet buss og egnede styrelinjer generelt angitt i fig. 2 med henvisningstallet 32. Den sentrale prosessorenhetkretsen 24 kommuniserer også med datamaskinsystemet 10 gjennom grensesnittet 8, som angitt med de felles merkede grensesnittlinjer vist i fig. 2B. Den sentrale prosessorenhet 24 kommuniserer også, gjennom en del av kretsen som befinner seg på krets-kortet på hvilket dataregistreringsmodulens grensesnittkrets 28 er montert, med transduserseksjonen 12 til å motta et avbruddssignal generert som reaksjon på AP-signalet fra AP-kretsen 22. Frekvens-til-binær omformerkretsen 30 kommuniserer også med transduserseksjonen 12 ved mottakelse av temperatur- og trykksignalene fra henholdsvis kretsene 18, 20. Kretsen 30 omdanner disse signaler til digitale signaler som representerer tall som tilsvarer de detekterte størrelser av den respektive miljømessige tilstanden. Reell-tids klokkekretsen 26 tilveiebringer klokking for varierbart å styre de operative perioder for den sentrale prosessorenheten 24. Dataregistreringsmodulens grensesnittenhet 28 tilveiebringer, under styring fra den sentrale prosessorenhet 24, styresignaler til lagerdelen i seksjonen 14. Hver av kretsene 24, 26, 28, 30 vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til henholdsvis.fig. 10, 11, 12 og 13.

Effektomformer og styredelen i seksjonen 14 omfatter kretser for å tilveiebringe elektrisk energi på forskjellige nødvendige likespenningsnivåer for aktivering av de forskjellige elektriske komponenter innenfor måleren 2. Denne delen omfatter også en sammenkopl ingskrets for å styre tilførselen av minst en spenning til respektive deler av måleren 2, slik at disse deler av måleren 2 selektivt kan få redusert sin effekt for å bevare batterienergien i batteriseksjonen 16. De spesielle deler av den foretrukne ut-førelsesform av effektomformer og styredelen vil bli beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 14-17.

Dataregistreringsmodulen eller lagerdelen i seksjonen 14 omfatter enten halvlederlagerdelen 14b eller magnetkjerne-delen 14c eller en kombinasjon av de to. Hver av disse deler omfatter en adresserings/tilpasnings- eller lagerdekodere og drivere, seksjon 34. Halvlederlagerdelen 14b omfatter dessuten fire 64K x 8 (K=1024) oppstillinger av integrert krets, faststoffhalvlederlager. Disse er generelt angitt med henvisningstallet 36 i fig. 2Å. En 21 volts likespennings-krafttilførsel 38 befinner seg innenfor delen 14b for å tilveiebringe en programmeringsspenning for bruk ved skrivning av informasjon inn i lageret 36. Magnetkjernelager-delen 14c omfatter en 256K x 1 oppstilling av magnetkjernelager generelt identifisert i fig. 2A med henvisningstallet 40. Disse elementer av lagerdelen vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 18-23.

Batteriseksjonen 16 vist i fig. 2A omfatter, i den foretrukne utførelsesform et flertall av litium-tionylklorid eller litium-kopperoksyfosfat, C-størrelseceller. Disse celler er anbrakt i seks parallelle stabler av fire serie-koplede celler. To av disse stablene er vist i fig. 2A og identifisert med henvisningstallene 42a, 42b. Hver serie er beskyttet av en diode, slik som diodene 44a, 44b vist i fig. 2A, og hver parallelle stabel er elektrisk koplet til effektomformer og styredelen via en sikring, slik som sikring 46 vist i fig. 2A. I den foretrukne utførelsesform er de parallelle stabler innkapslet med en høytemperatursepoksy innenfor et glassfiberrør. Disse batteripakker kan fjernes og kastes, og pakkene har ledninger tilveiebrakt for spenning og jord i en ende av batteriseksjonen. Batteriene installeres i måleren 2 ved tidspunktet for igangsetting av måleren.

Delene av måleren 2 er vist i fig. 2A-2B til å kommunisere med de forskjellige effekt, styre og datasignaler vist mellom de respektive deler. Fig. 2A-2B bør betraktes med fig. 2A plassert til venstre for fig. 2B slik at signalene mellom delene 14a og 14b passer til hverandre.

Grensesnittet 8 gjennom hvilket måleren 2 kommuniserer med datamaskinsystemet 10 omfatter egnede kretser som vil være umiddelbart kjent for fagfolk for omdanning av signallinjene angitt i fig. 2B til passende format som kan gjenkjennes av datamaskinsystemet 10. I den foretrukne utførelsesform er denne omforming fra de utpekte inngangssignaler på inngangene til grensesnittet 8 til egnede IEEE-488 standardgrensesnitt-formatutgangssignaler på utgangene av grensesnittet 8. Inngangslinjene til grensesnittet 8 er generelt identifisert med henvisningstallet 48 og IEEE-488 utmatningen er utpekt ved den blokk som er markert med henvisningstallet 50. Den foretrukne utførelsesform er også i stand til å omdanne inngangssignalene til RS-232 standardformat. Grovt sett omfatter grensesnittet 8 en 8-bit parallell databuss og fire utvekslings(hand shake)linjer. De fire utvekslingslinjene betegnes som inn-styrepuls (INSTB), ut-styrepuls (OUTSTB), inn-styrepulserkjennelse (INSTBACK) og ut-styrepulserkjennelse (OUTSTBACK). Når data plasseres på databussen, indikeres en inn-styrepuls eller ut-styrepuls, og etter at dataen er lest, tilveiebringes en inn-styrepulserkjennelse eller en ut-styrepulserkjennelse. SPAC-signalet vist i fig. 2B tilveiebringes av grensesnittet 8 til å indikere at måleren 2 er koplet til grensesnittet 8. RSTPWR-signalet vist i fig. 2B genereres av grensesnittet 8 til å "vekke opp" måleren 2. Disse siste to signaler er vist annensteds i tegningene for å angi deres bruk. I en alternativ utførelses-form kan grensesnittet 8 gjøres som en enhetlig del av måleren 2.

Datamaskinsystemet 10, ifølge den foretrukne, utførelsesform med hvilken grensesnittet 8 kommuniserer, er en Hewlett-Packard modell 9816 eller modell 9826 mikrodatamaskin med et Hewlett-Packard modell 2921 dobbelt platedrev. Mikrodatamaskinen er merket i fig. 2B med henvisningstallet 52 og det doble platedrevet er merket med henvisningstallet 54. Passende knyttet til mikrodatamaskinen 52 på en måte som er kjent innenfor teknikken, er en skriver 56, et tastatur 58 og en plotter 60. Selv om det ikke er del av den i øyeblikket angitte oppfinnelse, forestilles det at datamaskinen 52 kan programmeres til å utføre flere funksjoner relatert til bruken av måleren 2. Et operatørgrensesnittprogram setter en operatør i stand til å styre operasjonen av datamaskinen gjennom enkle kommandoer som innføres gjennom tastaturen 58. Et testmodusprogram anvendes til å teste kommunikasjonsfor-bindelsen mellom datamaskinen 52 og grensesnittet 8. Et verktøytestmodusprogram tilveiebringer middel ved hjelp av hvilket operatøren kan teste måleren 2 for å bekrefte riktig operasjon. Et mottatt datamodusprogram styrer grensesnittet 8 til å utlese innholdet i lageret i måleren 2. Etter at lageret er blitt lest inn i grensesnittet 8, overføres informasjonen til datamaskinen 52 med flere forskjellige bekreftelsesplaner anvendt for å sikre at riktig transmisjon har opptrådt. Et skriv-datamodusprogram innenfor datamaskinen 52 skriver automatisk de data som mottas fra grensesnittet 8 til en eller begge av platene som en ASCII-fil slik at det kan aksesses av HPL-, Basic-, Pascal- eller Fortran 77-programmeringsspråk. Et oppsatt jobbprogram tillater operatøren å oppnå forskjellige valgbare jobbparametre og lar de passere til grensesnittet 8. Et monitorjobbprogram tillater operatøren å overvåke en hvilken som helst jobb som er igang. f

Under styring av de tidligere nevnte programmer i datamaskinen 52, kan flere programmer kjøres på en mikroprosessor innenfor grensesnittet 8. Et kjernelagertestprogram i måleren 2 leser og skriver, under styring fra grensesnittet 8 et lagersjakkbrettmønster til å lese og bekrefte riktig operasjon av magnetkjernelageret i måleren 2 når det forbindes med grensesnittet 8 og opprettholde en liste over eventuelle dårlige lagersteder som detekteres. Et pro-sessorkontrollprogram kontrollerer statusen for en mikroprosessor innenfor måleren 2, og et batterikontrollprogram kontrollerer spenningen hos kraftcellene i måleren 2 for å sikre riktig spenning for operasjon. Et verktøymodusvalg-program plasserer måleren 2 i den riktige modus for testen som skal kjøres, og et oppsett-jobbprogram konfigurerer videre måleren for jobben som skal kjøres. Et kjernelager-overføringsprogram leser innholdet i lageret hos måleren 2 og lagrer den informasjonen i lager innenfor grensesnittet 8 forut for overføring til datamaskinen 52.

Gjennom bruken av de foregående programmer, igangsetter verktøyoperatøren måleren 2 forut for senkning av måleren 2 ned i brønnhullet 4. I den foretrukne utførelsesform igangsetter operatøren måleren 2 under anvendelse av en forut definert spørsmål- og svarprotokoll. Operasjonsparameterne, slik som samplingmodus, testforsinkelsestider, serienummere for de individuelle instrumenter, beregnet testtid og en selvtest eller tillitstest, etableres ved igangsettelse og innmates gjennom spørsmål- og svarprotokollen. Samplingtakten for sampling av trykk og temperatur og den tilsvarende oppløsningsstyreinformasjonen innføres i en tabell av operatøren ved denne igangsettelse. Den bestemte samplingtakt og oppløsning som anvendes av måleren ved et hvilket som helst tidspunkt blir automatisk valgt fra denne tabell som senere beskrevet nedenfor. I den foretrukne utførelsesform er samplingmodusen som skal velges enten en fast tidsintervallmodus, hvor samplingen opptrer på et fast tidsintervall, eller en variabel tidsintervallmodus, hvor den spesielle sampletakt velges fra tabellen basert på en program-varedetektert endring i trykket som avføles av trykktransduseren.

Etter at testen nede i hullet er blitt kjørt og måleren er blitt fjernet fra brønnhullet 4, forbinder verktøyoperatøren verktøyet 2, særlig hukommelsesdelen, med grensesnittet 8 for å utlese temperatur, trykk og tidsdataene som er lagret i lagerseksjonen 14b eller 14c. Gjennom en annen spørsmål- og svarprotokoll og andre egnede tester, sikrer operatøren at måleren 2 er i stand til å utmate dataene uten feil. Når dataene skal utleses, skjer dette gjennom grensesnittet 8 til datamaskinsystemet 10 for lagring på platen i platedriv-enheten 54 for analyse.

Selv om grensesnittet 8 og datamaskinsystemet 10 danner deler av det totale systemet hvor måleren 2 også er en del, danner de ikke deler av den foreliggende definerte oppfinnelse som er rettet mot måleren 2.

Med den foregående generelle beskrivelse av den foreliggende oppfinnelse, vil en mer detaljert beskrivelse av elementene som måleren 2 består av bli gitt med henvisning til fig. 3-32.

Den foretrukne utførelsesform av den temperaturspennings-styrte oscillatorkretsen 18 som tilveiebringer tempera-turtrarisduser-grensesnittkretsen for den foretrukne ut-førelsesform, er vist i fig. 3. Denne krets omfatter en komparator 62 som har en inverterende inngang til hvilken en passende temperaturavføler 64 er koplet. Komparatoren 62 har en ikke-inverterende inngang til hvilken en R-C ladnings-krets, omfattende motstander 66, 68 og kondensatorer 70, 72 er koplet. Komparatoren 62 har en utgang koplet til en triggerinngang på en monostabil anordning 74. Spenningene på den inverterende inngangen til komparatoren 62 bestemmes ved resistansen hos temperaturavføleren 64, hvilken resistans er en funksjon av den temperatur som detekteres av transduseren. Spenningen på den ikke-inverterende inngangen av komparatoren 62 lader fra null volt gjennom den ladende R-C kretsen omfattende elementene 66-72. Når ladespenningen på den ikke- inverterende inngangen stiger til spenningen bestemt av resistansen hos transduseren 64 (og en motstand 76 koplet mellom transduseren og +15SW-voltkilden), trigger komparatoren 62 den monostabile anordning 74. Trigging av den monostabile anordning 74 genererer en puls med fast bredde gjennom en transistor 78. Transistoren 78 er koplet, gjennom et hensiktsmessig mekanisk og elektrisk forbindelsesorgan slik som tidligere nevnt, til styreenhet/effektomformer og styre/lagerseksjonen 14. Trigging av den monostabile anordningen 74 aktiverer også en transistor 80 gjennom hvilken kondensatorer 70, 72 utlades for å tilbakestille komparatoren 62 slik at den kan trigges på ny når ladespenningen på ny stiger til den spenning som er bestemt av resistansen i transduseren 64. Frekvensen hvor triggingen av den monostabile anordningen 74 opptrer som et resultat av denne opptreden hos komparatoren 62, og således er frekvensen av pulstoget som passerer gjennom transistoren 78 omvendt proporsjonal med den temperatur som detekteres av transduseren 64. Transistoren 78 tilveiebringer et laveffekt CMOS logisk grensesnitt mellom transduserseksjonen 12 og seksjonen 14. Disse komponenter vist i fig. 3 energiseres av den ±15 volt omvekslede kilde (+15SW, -15SW), vist i fig. 16 for ef f ektomformer og styredelen av seksjonen 14, slik at disse elementer valgbart kan gis effektøkning eller effektreduksjon som senere beskrevet nedenfor.

Den foretrukne utførelsesform av den trykk-spenningsstyrte oscillatorkretsen 20 som tilveiebringer trykktransduser-grensesnittkretsen for den foretrukne utførelsesform, er vist i fig. 4. Denne foretrukne utførelsesformen er for bruk med en transduser av strekkmålertypen. Denne transduser koples til de ikke-inverterende innganger på differensialforsterkerne 82, og transduseren blir kontinuerlig energisert ved hjelp av en konstant ±15 volt-kilde (se fig. 15) slik at transduseren kontinuerlig reagerer på trykket i et brønnhull. Utmatningene fra disse differensialforsterkerne tilveiebringes på inngangene hos en forsterker 84. Forsterkerne 82, 84 tilveiebringer en presisjonsdifferensial-til-asymmetrisk-virkende (single-ended) forsterkerkrets. Utgangen fra forsterkeren 84 er koplet til den ikke-inverterende inngang på en positivt tilbakekoplet integrator 86. Utgangssignalet fra integratoren 86 dreier mot +10 volt med en takt satt av utmatningen fra forsterkeren 84. Dette ut-signal innmates til den ikke-inverterende inngangen på en komparator 88. Når komparatoren 88 utløses som reaksjon på ut-signalet fra integratoren 86, trigger denne en monostabil anordning 90. Den monostabile anordningen 90 tilveiebringer en puls med fast bredde gjennom en transistor 92 som danner grensesnitt med styreenhet/effektomformings- og styre/lagerseksjonen 14. Den monostabile anordningen 92 driver også en transistor 94 til å utlade kondensatorer 96, 98 som danner del av integratoren 86. Slik som med temperaturspenningsstyrt oscillatorkretsen 18, tilveiebringer den trykkspenningsstyrte oscillatorkretsen 20 i den foretrukne utførelsesform et CMOS logikkgrensesnitt ved hjelp av transistoren 92. Kretsen 18 blir også primært kraftforsynt som reaksjon på de +15SW og-15SW omvekselbare effektsignaler vist i fig. 16.

En analog jord (ANALOG GND) for bruk med frekvenssignalene som kommer fra transduserseksjonen 12 tilveiebringes som vist i fig. 2B. Dette er forbindelsen for signalreturene som er merket i fig. 3-5.

AP-kretsen 22 ifølge den foretrukne utførelsesform er vist i fig. 5. Trykkpulser, slik som ville opptre når der er hurtig endrende trykk innenfor borehullfluidumet, mottas av en trykktransduser til hvilken AP-kretsen 22 er koplet. I den foretrukne utførelsesform er denne trykktransduser den kontinuerlig energiserte strekkmåler-trykktransduseren til hvilken den trykkspenningsstyrte ocillatorkretsen 20 også er koplet. Imidlertid kan en separat trykkmålende hjelpe-anordning anvendes.

I den viste foretrukne utførelsesformen er strekkmålertrans-duseren vekselsstrømskoplet gjennom kondensatoren 100, 102 til inngangen på en differensialforsterker 104. Utgangen fra forsterkeren 104 er koplet til en positivt avfølende komparator 106 og en negativt avfølende komparator 108 slik at både positivt- og negativt-gående trykkpulser detekteres. Nivå-omsettende pulsutgangskretser 110, 112 er koplet til utgangene på henholdsvis komparatoren 106, 108. Disse kretser 110, 112 blir felles koplet til en inngang på en monostabil anordning 114. Når den eller andre av komparatorene 106, 108 detekterer en passende trykkendring, som angitt ved at utmatningen fra forsterkeren 104 passerer en av de respektive terskler hos komparatoren 106, 108, aktiverer den respektive av utgangsanordningene 106, 112 den monostabile anordningen 114 til å generere en tidsbestemt puls som tilpasses seksjonen 14 gjennom en transistor 116. I den foretrukne utførelsesform reagerer differensialforsterkeren 104 kun på hurtig tidsvarierende trykksignaler som dreier på størrelses-orden av 100 psi pr. sekund eller større med spissendringer av 300 psi eller større. Imidlertid kan andre trykkendringer, og endog endringer i andre miljømessige forhold anvendes og forbli innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelse. Disse elementer blir kontinuerlig energisert fra den konstante (dvs. ikke-svitsjede) ±15 volt-kilden vist i fig. 15 slik at AP-kretsen 22 kontinuerlig overvåker med hensyn til hurtige trykkendringer.

Trekk ved AP-kretsen 22 som særlig bør bemerkes omfatter vekselsstrømskoplingen som hindrer interferens fra AP-kretsen med presisjonsomsetningen av stabil eller sakte varierende trykk som skal detekteres av kretsen 20 vist i fig. 4. Vekselsstrømskoplingen gjør at AP-kretsen 22 reagerer kun på hurtigbevegende trykkendringer. Ettersom kretsen 22 er bipolar, reagerer den både på økende og avtakende trykk. Kretsen er også konstruert av anordninger som har lavt effektforbruk. Ved bruken av AP-kretsen, tilveiebringes re-klargjørende signaler til måleren 2 for å "vekke opp" måleren, hvis den har fått redusert effekt til en sovemodus for å bevare energi, til å bevirke styreenhetdelen til å ta et nytt sample uansett det programvare-realiserte sampletaktintervallet. Dette signalet anvendes også innenfor styreenhetdelen i seksjonen 14 til å bevirke programvaren til å anvende den hurtigste sampletakten. Disse siste to trekk er ytterligere beskrevet nedenfor.

Fig. 7-9 viser alternative utførelser av kretser som kan anvendes for å detektere hurtige trykkendringer. Hver av disse kretser er rettet mot en piezoelektrisk trykkavføler som er en anordning med uhyre lavt effektforbruk. I fig. 7 omdanner en piezoelektrisk trykkavføler 118 detektert trykk til korresponderende elektriske signaler. Et høypassfilter, omfattende en kondensator 120 og en motstand 122 slipper kun igjennom hurtig endrende signaler fra avføleren 18 til en forsterker 124. Forsterkeren 124 omdanner de elektriske signaler som slippes igjennom av høypassfilteret til et digitalt format for styring av et holdeelement 126. Når et passende høyfrekvenssignal genereres av avføleren 118 og føres gjennom forsterkeren 124, genererer holdeelementet 126 et signal som gjør transistoren 128 ledende for å forbinde lasten (slik som kretser innenfor måleren 2) til en spen-ningskilde, +V. Et signal merket "STANS" i fig. 7 kan genereres (slik som av styreenhetdelen hos måleren 2) til å tilbakestille holdeelementet 126 og blokkere transistoren 128, for derved å frakople eller stoppe operasjonen av lasten 130. Stoppsignalet kan genereres av et hvilket som helst passende middel.

Den krets som er vist i fig. 8 er tilsvarende kretsen vist i fig. 7 ved at den omfatter en piezoelektrisk avføler, identifisert med henvisningstallet 132, et høypassfilter omfattende en kondensator 134 og en motstand 136, en forsterker 138 og et holdeelement 140. Imidlertid er kondensatoren 134 og motstanden 156 variable slik at settpunktet for "trykkendringstakten" kan justeres i fig. 8- kretsen. Fig. 8-kretsen omfatter også en motstand som kan justeres til å styre amplitudesettpunktet på hvilket en passende AP-puls skal detekteres av forsterkeren 138. Holdekretsen 140 er vist koplet i en spesiell anvendelse for å tilveiebringe et avbrudd til en mikroprosessor og for mottakelse av en avbruddserkjennelse fra mikroprosessoren.

Fig. 9 viser den samme kretsen som er vist i fig. 8, angitt med like henvisningstall, bortsett fra den forskjellige anvendelse av holdeelementet 104 som er koplet til en ekstern alarmkrets 144 og som er koplet til en trykknapptilbakestil-lingskrets 146 som anvendes til å tilbakestille alarmkretsen 144.

I AP-kretsen 22 kan følsomheten eller tersklene for de detekterende kretser justeres som vist i fig. 8 og 9 eller ved hjelp av andre passende midler, slik som gjennom analoge omvekslere, hvis bruk ville være umiddelbart kjent for fagfolk.

Kretsene 18, 20, 22 er analoge kretser som energiseres av ±15 volt-kildene, enten konstante eller svitsjede som tidligere beskrevet, generert fra seksjonene 14, 16.

Også innbefattet i transduserseksjonen 12 er en presisjons +10 volt-referanse for transdusernes bruk. Den foretrukne utførelsesform av denne spenningsreferansekrets er vist i fig. 6. Denne krets energiseres kontinuerlig av den konstante ±15 volt-kilden.

Det skjematisk kretsskjemaet av den foretrukne utførelsesform av den sentrale prosessorenhetkrets 24 i seksjonen 14 er vist i fig. 10A-10C. I den foretrukne utførelsesform er denne krets montert på et trykt kretskort som befinner seg i seksjonen 14 av måleren 2. Generelt styrer den sentrale prosessorenheten operasjonen av måleren 2 så snart den plasseres i posisjonen nede i hullet hvor trykk og temperatur skal overvåkes. Nærmere bestemt, 1 den foretrukne utførelses-form, styrer og tar den sentrale prosessorenheten målinger fra transduserseksjonen, komprimerer og lagrer dataene i lagerdelen, styrer effekthåndteringsfunksjonen, og kjører verktøydiagnostikk gjennom hele den tid som måleren 2 befinner seg nede i hullet og registrerer resultatene av testene. På overflaten igangsetter den sentrale prosessorenheten også verktøyet med informasjon mottatt gjennom grensesnittet 8 (slik som initialisering av måleren med eventuelle dårlige lagersteder), og den utfører diagnostisk testing ved initiell energisering med grensesnittet 8 koplet og rapporterer resultatene av testingen til grensesnittet 8.

Konstruksjonsmessig omfatter den sentrale prosessorenhetkretsen 24 en mikroprosessor 148 av passende type. I den foretrukne utførelsesform er mikroprosessoren 148 en lavef fekts-CMOS-krets som er i stand til å fungere i de høytemperaturmiljøer som finnes i olje- og gassbrønnhull. Tidsstyringen som mikroprosessoren 148 kjører etter tilveiebringes primært av en klokke 150 av passende type. Den foretrukne utførelsesform av klokken 150 tilveiebringer et nominelt 1 MHz tidsstyringssignal. Mikroprosessoren 148 opererer under styringen fra passende programmer (se fig. 25-32) lagret i et 8K x 8 leselager 152 vist i fig. 10B og som reaksjon på et prosessortilbakestillingssignal, RESET, et avbruddssignal,AlNT, og et trykkendringsavbruddssignal,APINT, som leveres til respektive innganger som vist i fig. 10A. Mikroprosessoren 148 reagerer også på telle-slutt-signalet, EOC, og behandlingsstoppsignalet, WAIT, under dataovervåkning og på SPAC-sammenkoplings og INSTB og OUTSTBACK utvekslings (handshake)-signalene under kommunikasjoner med grensesnittet 8.

Et direktelager 154 som er i stand til å lagre 128 8-bit bitgrupper av informasjon er også vist i fig. 10B. Dette lager 154 tilveiebringer arbeidslagerrom, slik som for programvarestyrt registre, til bruk av programmer som vil være umiddelbart kjent for fagfolk innenfor de relevante teknikker.

For å tillate 16-bit adressering, er den sentrale prosessorenheten også vist i fig. 10A til å innbefatte en høyadresse-bitgruppe-holdekrets 156 som mottar adressesignaler over en adressebuss 157.

Holdeelementene 158, 160, 162 og kanalvelgere, eller dekodere, 164, 166 vist i fig. 10A og 10B anvendes til å tilveiebringe de forskjellige styresignaler som er utpekt i tegningene. SRFPSEL-signalet, som anvendes til å velge kretser i grensesnittet 8, tilveiebringes fra dekoderen 166 vist i fig. 10B til grensesnittet 8 som angitt i fig. 2B med den felles merkingen. De andre signalene fra holdekretsene 158, 160, 162 og dekoderene 164, 166 anvendes andre steder i måleren 2 som vist valgt i tegningene med like angivelser.

En multiplekser 168 vist i fig. 10A mottar de forskjellige utpekte signaler som er tidligere beskrevet og selektivt tilveiebringer disse til de respektive innganger på mikroprosessoren 148.

Fig. 10B viser også en tre-tilstandsbuffer 170 som har en inngangsseksjon som kraftforsynes av en kraftkilde gjennom en leder 172 og en utgangsseksjon som kraf tforsynes av en annen kraftkilde gjennom en leder 174. Kraftkilden som er koplet til lederen 172 kan svitsjes slik at inngangstrinnet på holdekretsen 170 kan deaktiveres for å bevare effekt på valgbare tidspunkter under operasjonen av måleren 2 i dens sted nede i hullet. Imidlertid er kilden som er koplet gjennom lederen 174 en kontinuerlig krafttilførsel slik at utgangene alltid er klar til å motta informasjon så snart måleren 2 energiseres og slik at inngangene på direktelageret 154 opprettholdes riktig. Krafttilførselen for kontinuerlig å energisere de logiske kretser i styreenhetdelen av seksjonen 15 er angitt i fig. 10B og ellers overalt i tegningene med merkingen +VSTBY. Den svitsjbare krafttilførsel for den sentrale prosessorenheten og andre kretser vist i de etterfølgende tegninger er angitt overalt med merkingen +VCPU (andre svitsjbare tilførsler vil bli beskrevet nedenfor). Direktelageret 154 effektforsynes av den kontinuerlige kilden, +VSTBY, slik at flyktig informasjon som lagres deri beholdes.

Fig. 10C viser en heksa-D-type-holdekrets 176 som mottar informasjon over en databuss 178 fra mikroprosessoren 148. Eoldekretsen 176 klokkes som reaksjon på effektvalg (PWRSEL) og lagerskriv (MWR) styresignalene som angitt i fig. 10C. Holdekretsen 176 har fem uavhengige valgbare utganger, hvor hver av disse er koplet til en respektiv av fem transistorer 180, 182, 184, 186, 188. Transistorene 180, 182, 184 og 188 styrer ytterligere transistorer henholdsvis 190, 192, 194, 196, til å definere effektsvitsjingsmidler for å tilveiebringe de respektive selektive effektsignaler som er merket i fig. 10C. +15MEM-effektsignalet som svitsjbart kan koples til lagerdelen av seksjonen 14 som effektkildesignaler +15V1 og +15V2, genereres av kretsen vist i fig. 17, og +VTILFØRSEL-signalet, som svitsjbart kan koples til respektive digitale kretser i styredelen av seksjonen 14 som +VDRM og +VFBC effektkildesignalene, er CMOS logikkeffektkildesig-nalet som genereres av kretsen vist i fig. 15. Transistoren 186 styres til å tilveiebringe et transdusereffektsvitsj-styresignal, XDRSW, til effektsvitsjingskretsen vist i fig. 16. Utmatningen fra holdekretsen 176, og således operasjonen for transistorene 180-192 er uavhengig styrbare ved hjelp av mikroprosessoren slik at valgbare kombinasjoner av effektsignaler kan tilveiebringes.

Ever av komponentene i den sentrale prosessorenhetkretsen 24 vist i fig. 10A-10C er, i den foretrukne utførelsesform, CMOS halvlederelementer eller ellers forenelige med CMOS-kretser slik at effektforbruket reduseres. Denne konstruksjonstype anvendes gjennom hele måleren 2 til å redusere det totale effektforbruket hos de elektroniske kretser. Passende bestemte modelltyper av slike elementer er kjent innenfor teknikken.

Kretsdiagrammet for reell-tids klokkekretsen 26 i seksjonen 14 er vist i fig. 11A og 11B. Denne krets befinner på et kort i styreenhetseksjonen innenfor måleren 2. Denne krets tilveiebringer fire tidsstyringsvalgmuligheter. En er reell-tids valgmuligheten hvor den reelle tid initielt programmeres på overflaten ved hjelp av grensesnittet 8 før måleren 2 senkes ned i brønnhullet 4. Så snart den befinner seg nede i hullet, tilveiebringer reell-tids-funksjonen et medgått tid-tall som lagres med hvert sample for temperatur- og trykk-dataene, slik at hendelsestidspunktet for temperatur- og trykksamplet kan rekonstrueres på overflaten. Den andre tidsstyringsvalgmuligheten tilveiebringer et oppvekkings-signal, TIME, anvendt til automatisk å re-energisere de deler av måleren 2 som har fått redusert effekt etter at en valgt tidsperiode, innført fra den sentrale prosessorenheten, har utløpt. I den foretrukne utførelsesform kan oppvekkings-signalene genereres innenfor et område av 0 til 255 sekunder eller 0 til 255 minutter. Den tredje tidsstyringsvalgmuligheten er en fast tidsstyringsvalgmulighet hvor et fast tidsstyringssignal tilveiebringes med et-sekunds intervaller. Den fjerde tidsstyringsvalgmuligheten er en fast tidsstyringsvalgmulighet hvor et fast tidsstyringssignal tilveiebringes med et-minutts intervaller.

Konstruksjonsmessig omfatter reell-tids klokkekretsen 26 en integrert tidskrets 198 (fig. 11B) som kan programmeres og styres gjennom datalinjer 200 og styrelinjer 202. Igangsettelsen av tidskretsen 198 med den reelle tid foretas på overflaten ved å forbinde måleren 2 med grensesnittet 8 slik at en skriv-klargjørings-sperreledning innenfor grensesnittet 8 koples over normalt åpne terminaler 204 (fig. 11A). Dette lukker kretsen til skrive-inngangen (WR) på tidskretsen 198, hvorved tidskretsen 198 klargjøres til å bli programmert som reaksjon på lager-skriv-signalet og med data sendt over databussen 178 fra mikroprosessoren 148. Overføring av data til og fra datalinjene 200 foretas gjennom en inngangsbuffer 206 og en utgangsbuffer 208, som omfatter tre-tilstands-elementer, vist i fig. 11A. Styrelinjene 202 føres signaler tilveiebrakt gjennom en holdekrets 210 fra databussen 178. Holdekretsen 210 styres av et signal fra en annen tre-tilstandsbuffer 212. Fig. 11A viser også et kanalvalgorgan 214 (vist i to deler) ved hjelp av hvilket styresignaler tilveiebringes som vist på tegningene.

Selv om utmatningene fra tidskretsen 198, som lest over datalinjene 200, tilveiebringer reell-tids (nærmere bestemt, medgått tid i den foretrukne utførelsesform) informasjon for lagring i lagerdelen, kan et-sekunds- og et-minutts-tidsstyringssignaler også tas fra datalinjene 200 for selektivt å styre en teller 216. Telleren 216 kan lastes med en forutinnstillet telling mottatt over databussen 178 fra mikroprosessoren 148. Klokking av telleren 216 skjer over en linje 218 som kommer fra en multiplekser 220 inn i hvilken et-sekunds- og et-minutts-signalene innmates. Det ene av disse to tidsstyringssignaler valgt gjennom multiplekseren 220 styres av signaler fra en holdekrets 222 som også mottar innmatninger fra databussen 178. Holdekretsen 222 tilveiebringer også tidsklargjørings-, TIMEEN, og delta-trykk-klargjørings-,APEN, styresignaler (anvendt i kretsene vist i fig. 12B) som reaksjon på databuss-signaler fra den sentrale prosessorenheten. Ved forutinnstilling av tidskretsen 216 med en valgbar telling, blir TIME-signalet, et tidsperiode-utløpssignal, generert når tellingen reduseres som reaksjon på det passende antall av tellinger, eller klokkepulser som mottas over linjen 218. Dette TIME-signal anvendes til å generere "oppvekkings"-signaler slik at effekten kan tilføres på ny til hvilke som helst effektreduserte seksjoner (se fig. 12B).

Fig. 11B viser at tidskretsen 198 klokkes av et nominelt 32-kHz-signal fra en oscillator 224.

Tidskretsen 198, deler av bufferne 206, 208, 212, holdekretsen 210, telleren 216, multiplekseren 220, holdekretsen 222 og oscillatoren 224 energiseres kontinuerlig av den kontinuerlige krafttilførsel, +VSTBY, slik at kontinuerlig tids-styring opprettholdes.

Det skjematiske kretsskjemaet for dataregistreringsmodulens grensesnittkrets 28, som befinner på et enkelt kort innenfor seksjonen 12 av måleren 2, er vist i fig. 12A. Fig. 12A viser to tre-tilstandsbuffere 226, 228 som mottar de angitte styresignaler fra den sentrale prosessorenheten. Utgangs-delene av bufferne 226, 228 er koplet til den omsvitsjbare +VDRM-effektkilden vist i fig. 10C. Utmatningen fra denne samme svitsjbare effektkilden tilføres de respektive effektinnganger på en kanalvelger 230, en holdekrets 232, og en P-kanal-effektsvitsjbrikke 234, hvilken brikke 234 kan opereres den sentrale prosessorenheten til å kople +VDRM-effektsignalet, kun etter at den i sin tur er blitt innkoplet gjennom kretsen i fig. 10C, til dens utganger som de forskjellige VLOGIC-effektsignaler som skal anvendes til energisere de logiske kretser i dataregistreringsmoduldelen av seksjonen 14. Utmatningen fra disse brikker, sammen med databussen 178, leveres til lagerdelen av seksjonene 14 som vist i fig. 12A og fig. 2A-2B med felles merker (VL0GIC3- og VL0GIC4-signalene er reserver i den foretrukne utførelsesform og er ikke vist i fig. 2A-2B). På grunn av at disse elementer effektforsynes av +VDRM-krafttilførselen, kan de separat aktiveres og deaktiveres uavhengig av +VCPU- og +VSTBY-effektkiIdene.

Den nedre delen i fig. 12A viser en transistor 236 som reagerer på det nominelle 32-kHz-signalet fra reell-tids klokkekretsen 26. Utgangen fra transistoren 236 tilveiebringer til f rekvens-til-binaer-omf ormerkretsen 30 et invertert nominelt 32-kHz-signal som har en størrelse mellom jord og +VFBC-effektkilden, hvilken effektkilde genereres gjennom effektkoplingskretsen vist i fig. 10C.

Fig. 12B viser en "vakthund"-tilbakestillingskrets som innbefatter en teller 238 som klokkes av det inverse nominelle 32-kHz-signalet fra reell-tids klokkekretsen 26 til å tilveiebringe en sekvensmessig digital utmatning. Telleren 238 blir, under normale operasjonsbetingelser, kontinuerlig tilbakestillet gjennom en tilbakestillingsinngang på denne ved hjelp av HOLD-I-LIVE-signalet som genereres av den sentrale prosessorenheten (se fig. 10A) og tilveiebringes gjennom en ELLER-port 240. En ledning 242 koplet på utgangen av telleren 238 anvendes til å variere lengden av en prosessors tilbakestillingstidsutkoplingsperiode, prosessortilbakestillingssignalet, RESET, genereres logisk fra tellersignalet tilveiebrakt over en leder 244 og gjennom ledningen 242. Ved på passende måte å forbinde prosessoren med ledningen 242, kan tidslengden som kreves før et prosessortilbakestillingssignal genereres, bli variert. Uansett hvilken tidslengde som velges ved hjelp av ledningen 242, programmeres den sentrale prosessorenheten til periodisk å generere HOLD-I-LIVE-signalet, som reaksjon på klokken 150 (av forskjellig frekvens enn det nominelle 32-kHz-signalet som klokker telleren 238) vist i fig. 10A, med en takt som er kortere enn den lednings-242-valgte tidsutkopling, eller endelig telling, hos telleren 238. Derfor, når den sentrale prosessorenheten opererer innenfor normale grenser, blir telleren 238 vedvarende tilbakestillet før tidsutkoplings-perioden telles av telleren 238. Skulle den sentrale prosessorenheten begynne å operere utenfor denne tidsgrense, hvorved indikeres at den sentrale prosessorenheten har begynt å fungere feil, vil HOLD-I-LIVE-signalet ikke lenger bli generert innenfor den valgte tidsgrense, hvorved telleren 238 vil tidsutkople ved oppnåelse av den telling som detekteres gjennom lederne 242, 244. Denne telling kombineres logisk ved hjelp av de logiske porter vist i fig. 12B til å generere prosessortilbakestillingssignalet, RESET, gjennom den viste transistoren. Generering av prosessortilbakestillingssignalet tilbakestiller mikroprosessoren 148 til hvilken telleren 238 er koplet gjennom portene og transistoren vist i fig. 12B. For å sette vakthund-tidskretsen vist på toppen av fig. 12B ut av funksjon når grensesnittet 8 er koplet til måleren 2, blir SPAC-signalet koplet til en annen inngang på ELLER-porten 240. Vakthund-tidskretsen blir også satt ut av funksjon når +VCPU-effektsignalet ikke er tilstede på grunn av at telleren 238 energiseres av dette omsvitsjbare effektsignalet. Derfor er vakthund-tidskretsen ikke operativt under sove-modi.

Fig. 12B viser også kretsen ved hjelp av hvilken effekt-reduksjons(sove)- og effektøknings(oppvekkings)signalene for respektivt å inaktivere og aktivere mikroprosessoren 148 genereres. En holdekrets 246 klokkes av et SOV-signal generert av den sentrale prosessorenheten 24 som vist i fig.10A. Holdekretsen 246 tilbakestilles som reaksjon på et hvilket som helst av de angitte signaler som innmates i den ene eller den andre av ELLER-portene 248, 250, vist i fig. 12B, innbefattende effekttilbakestillings-, RSTPWR, signalet som genereres av grensesnittet 8 for å sikre at holdekretsen 246 er i en riktig tilstand når batteriseksjonen 16 festes på grunn av at når denne fastgjøring skjer, kan effekten variere, hvilket bevirker mikroprosessoren til å komme-opp vilkårlig. Derfor tilveiebringes RSTPWR-signalet for å overstyre et SOV-signal som mikroprosessoren kan forsøke å generere ved fastgjøring av batteriseksjonen 16. Den ikke-inverterte utgangen (Q) på holdekretsen 246 driver en transistor 252 som genererer WAIT-styresignalet som anvendes til umiddelbart å stoppe mikroprosessoren 148, som mottar dette signalet gjennom multiplekseren 168 vist i fig. 10A. Den inverterte utmatning (o") fra holdekretsen 246 driver en transistor 254 som i sin tur styrer en effektkoplertransistor 256 gjennom hvilken det svitsjbare +VCPU-effektkildesignalet tilveiebringes fra +VTILFØRSEL-signalet. Det konstante logiske krets-energiseringseffektsignalet, +VSTBY, er også vist i fig. 12B som utledet fra +VTILFØRSEL-signalet.

Den nedre delen av kretsen vist i fig. 12B omfatter to koplingsmidler for generering av styresignaler til mikroprosessoren 148. Disse omfatter (1) en holdekrets 258 som har en utmatning som anvendes til å styre en transistor 262 for å tilveiebringe et svitsjbart AP-avbruddssignal (aPINT) og (2) en transistor 260 for å tilveiebringe et omvekselbart avbruddssignal (INT). Styring av transistoren 260 skjer gjennom ELLER-porten 248 som har en inngang koplet til utgangen som er vist logisk utledet fra AP- og ÅPEN-signalene. Porten 248 har en annen inngang koplet til å motta det inverterte TIME--signal et fra telleren 216 vist i fig. 11B. Holdekretsen 258 klokkes av det samme AP-reagerende signalet koplet til den førstnevnte inngangen på ELLER-porten 248. Holdekretsen 258 tilbakestilles av et avbrudd-til-bakestillingssignal generert av mikroprosessoren 148 som vist i fig. 10A.

Når SOV-signalet genereres, aktiverer holdekretsen 246 transistoren 252 til å tilveiebringe WAIT-signalet for å utelukke ytterligere operasjon av mikroprosessoren 148, og +VCPTJ-signal et utkoples. Når enten en tidsperiodetelling i telleren 216 utløper eller AP-signalet angir at en hurtig trykkendring er blitt detektert, tilbakestilles holdekretsen 246 slik at V/AIT-signalet avsluttes og +VCPU-signalet innkoples. I tillegg genereres INT-signalet og bevirker mikroprosessoren til å starte en ny sample-lesning. Når avbruddet bevirkes av AP-signalet, blirAPINT-signalet også generert til å advisere mikroprosessoren om årsaken til avbruddet.

Det skjematiske kretsskjemaet over den foretrukne utførelses-form av frekvens-til-binær-omformingskretsen 30 er vist i fig. 13A-13C. Disse kretser befinner seg på et enkelt kort i den foretrukne utførelsesform. Fig. 13A viser fire tre- tilstandsbuffere 264, 266, 268, 270 som mottar de angitte signaler fra den sentrale prosessorenhetkretsen 24 og leverer dem til den gjenværende del av frekvens-til-binær-omformingskretsen 30 vist i fig. 13B og 13C. Fig. 13A viser også en 5-MHz-referanseklokkeoscillator 272 og en linje 274 over hvilken det inverterte nominelle 32-kHz-signalet fra dataregistreringsmodulens grensesnittkrets 28 tilveiebringes. Det skal bemerkes at tre-tilstandsbufferne 264-270 får sine utganger effektforsynt ved hjelp av den svitsjbare effektkilden +VFBC, mens inngangene effektdrives av den svitsjbare kilden +VCPU. +VFBC-effektkilden anvendes annensteds i frekvens-til-binær-omformingskretsen 30 som vist i fig. 13B og 13C, slik at disse deler kan separat få effektøkning og effektminskning uavhengig av +VCPU-effektkilden og de andre uavhengige svitsjbare effektkildene i måleren 2.

Fig. 13B og 13C viser kretsene ved hjelp av hvilke trykk- og temperatursignalene fra transduserseksjonen 12 omdannes til binære tellinger anvendt av den sentrale prosessorenhetkretsen 24 for lagring av trykk- og temperaturinformasjonen i lagerdelen. En holdekrets 276 mottar multiplekserstyre-informasjonen fra den sentrale prosessorenheten, gjennom kretsene vist i fig. 13A, for styring av en multiplekser 278 og en multiplekser 280. Hovedinformasjonsinnmatningen inn i multiplekseren 278 omfatter temperatur- og trykksignalene fra transduserseksjonen 12 og det inverterte nominelle 32-kHz-signalet overført ved hjelp av lederen 274 vist i fig. 13A. Hovedinformasjonsinnmatningen inn i multiplekseren 280 omfatter oppløsningstidsstyringssignaler, som definerer forskjellige lengder av oppløsningstidsstyringsintervaller, tatt fra valgte utganger hos oppløsningstidsstyringstellerne 282, 284. Tellerne 282, 284 klokkes gjennom en vippe-holdekrets 286 som i sin tur klokkes av det valgte av trykk, temperatur eller invertert nominelle 32-kHz-signalene som føres gjennom multiplekseren 278. Det valgte oppløsnings-signalet som tilveiebringes på utgangen av multiplekseren 280 styrer en holdekrets 288 som har en utmatning som setter en holdekrets 290 til å stoppe eller å gjøre inoperativt ytterligere telling eller dekomponering av den målte innmatning overalt gjennom multiplekseren 278.

Uansett hvilken innmatning som velges gjennom multiplekseren 278 og uansett hvilken oppløsning som velges gjennom multiplekseren 280, blir den dekomponering som skjer under den valgte oppløsningstid oppnådd ved hjelp av de primære tellere 292, 294. Disse tellere klokkes som reaksjon på frekvensen av det signal som utledes fra referanseklokke-signalet vist i fig. 13A styrt av utmatningen fra holdekretsen 290 gjennom en ELLEE-port 297. Tellingen som akkumuleres av tellerne 292, 294 ledes over på databussen 178 gjennom tre-tilstandsbufferparene 296a,b, 298a,b, 300a,b. Disse bufferpar styres av respektive styresignaler tilveiebrakt gjennom en kanalvelger, eller dekoder, 302 vist i fig. 13B.

I en alternativ utførelsesform kan tellerne 282, 284 erstattes av en programmerbar teller som lastes ved hjelp av mikroprosesoren og inkrementeres ved hjelp av det valgte transdusersignalet. Utmatningen fra en slik programmerbar teller ville klargjøre en teller, slik som tellerne 292, 294, hvilke ville bli direkte drevet av referanseklokken.

Det inverterte nominelle 32-kHz-signalet valgt gjennom multiplekseren 278 kan anvendes for diagnostikkformål til å kontrollere nøyaktigheten av referanseocillatoren og tellernes pålitelighet.

Kretsene 24, 26, 28, 30 omfatter generelt digitale kretser som blir operative når de energiseres av de svitsjbare effektsignaler som tidligere beskrevet.

Effektomformere og styredelen av seksjonene 14 omfatter i den foretrukne utførelsesform de kretser som skjematisk er vist i fig. 14-17. Fig. 14 viser en integrert kretsspennings- regulator 302 som tilveiebringer en presisjons +5-volt-kilde fra batteriene i batteriseksjonen 16. Dette spenningsnivået anvendes i effektkretsene vist i fig. 15 og 17.

Fig. 15 viser som foretrukket utførelsesform skjematisk kretsskjema over CMOS logikk-effektsignalkilden, merket +VTILFØRSEL og anvendt som kilden for det ikke-svitsjede logiske effektsignalet +VSTBY og de svitsjbare logiske effektsignalene +VCPU, +VDRM og +VFBC, og ±15-volt-kilden, anvendt til å tilveiebringe både de konstante og svitsjede effektsignalene til transduserseksjonen 12. Kretsen omfatter en oscillatorkrets 304 som har en utmatning som deles med to gjennom en holdekrets 306 som også tilveiebringer kvadrering av det oscillerende signalet. En annen holdekrets 308 tilveiebringer et annet nivå med deling med to for ytterligere å redusere tidsstyringssignalet. Det ikke-inverterte signalet fra den ikke-inverterte utgangen på holdekretsen 308 leveres gjennom to NELLER-porter 310, 312 til en del av en portdriver/nivåomsetter 314. Det inverterte signalet som tilveiebringes på den inverterte utgangen av holdekretsen 308 leveres gjennom NELLER-portene 316, 318 inn i en annen del av portdriver/nivåomsetteren 314. En transformator 320, energisert ved hjelp av batteritilførselen, drives av utmatningen fra portdriver/nivåomsetteren 314 gjennom transistorene 322, 324 og deres tilhørende kretser vist i fig. 15. Transformatoren 320 har en sekundær vikling 326 fra hvilken ±15-volt-kildene tilveiebringes for transduser-kretsens bruk. Transformatoren 320 omfatter en annen sekundær vikling 328 som tilveiebringer +VTILFØRSEL-ki1den anvendt i nevnte CMOS logiske kretser, hvilke er operative overalt innenfor et område av spesifiserte driftsspenninger som er kjent innenfor teknikken.

NELLER-portene 310, 312, 316, 318 styres av en pulsbredde-modulator 330 som omfatter en monostabil krets 332 og en R-C-krets 334. Den monostabile kretsen 332 aktiveres ved hjelp av et tilbakekoplingsstyringsnett 336 som sammenlikner et sample fra +VTILFØRSEL-kilden (merket FB) med +5 presisjons-referansen gjennom en komparator 338.

±15-volt-kildene som tilveiebringes av kretsen vist i fig. 15 kan tilkoples eller frakoples, likesom +15SW- og -15SW-effektsignalene, til eller fra transduserkretsen, under kommando fra XDRSW-signalet fra den sentrale prosessorenhetkretsen 24, gjennom effektkoplerkretsen som er skjematisk vist i fig. 16. Ved å styre det logiske nivået for XDRSW-signalet som tilføres en styrelinje 340, kan ledeevnen for transistorene 342, 344, 346 styres til å lede eller ikke lede fra ±15-volt-kildene, koplet ved inngangen av effektkoplerkretsen, til transduserseksjonen 12 koplet til utgangen på ef f ektkoplerkretsen.

Det skjematiske kretsskjemaet over den foretrukne utførelses-form av en +15 volt lagereffektkilde er vist i fig. 17. Denne krets tilveiebringer en selv-oscillerende DC-DC-omformer for omdannelse av batterispenningen til et +15-volt-nivå for bruk, ved passende omvekselbar operasjon av effektkopler-transistorene 190, 192 (fig. 10C) som har innganger til hvilke lagerspenningen tilføres, av den lagerprogrammerende effekttilførsel innenfor lagerdelen i seksjon 14. Kretsen i fig. 17 omfatter en transformator 348 som har en senter-tapning 350 til hvilken batterispenningen kan omvekselbart forbindes gjennom en transistor 352. En komparator 354 sammenlikner +15-volt lagerspenningskilden med et sample av

+5-volt-referansen. Når +15-volt-lagereffektkilden faller til en nedre grense, innkopler komparatoren 354 transistoren 352 til å kople batterispenningen til sentertapningen 350 på transformatoren 348. Når +15-volt-lagerspenningskilden når en øvre grense, vil komparatoren 354 bevirke blokkering av transistoren 352.

Lagerdelen i seksjonen 14 hos måleren 2 omfatter kretsene vist i fig. 18-20. Fig. 18 viser adresserings/tilpasnings-kretsen 34. Denne krets omfatter holdekretsen 356, 358, 360, 362 for å holde på lageradressene. Lageradressene innføres i holdekretsene 356-362 over databussen 178 etter at de er blitt ført gjennom buffere 364, 366 som er koplet til inngangene på holdekretsene 356-362. Denne forbindelse er dannet over en lagerdatabuss 368 som er gjort to-veis gjennom utgangsbuffere 370, 372. Lagerdatabussen er også koplet til en tre-tilstandsholdekrets 374. Styring av disse kretser foretas gjennom kanalvelgere eller dekodere 376, 378 og de relaterte kretser vist i fig. 18. Den krets som er vist i fig. 18 anvendes til å danne tilpasning med enten faststoff-halvlederlageret som er skjematisk vist i fig. 19A-19C eller magnetkjernelageret som er skjematisk vist i fig. 20. De utpekte VLOGIC-effektsignaler anvendes til å energisere lagerets integrerte kretser og DRMSEL-s i gnalene anvendes til å velge lagerseksjoner. Disse signaler er vist i fig. 12A med avsluttende siffer. Disse sifre angir bruken med forskjellige av minst to funksjoner av eksempelvis dataregistreringsmodulen 14b. Derfor er disse signaler ikke nummerert i fig. 18-19 fordi de kunne være et hvilket som helst av de nummererte signaler avhengig av hvor mange moduler som anvendes.

Halvlederlageret som er vist i fig. 19A-19C kan anvendes utvekselbart med magnetkjernelageret vist i fig. 20. I den foretrukne utførelsesform er imidlertid halvlederlageret ansett som et alternativt lager til magnetkjernelageret som er delvis egnet for høytemperaturmiljøer hvor kravene til lav gjennomsnittseffekt er ønskelige. Fig. 19A viser at halvlederlageret omfatter 4-linje- til 16-linje-kanalvelgere 380, 382 for å tilveiebringe 32 valgsignaler anvendt til å velge en spesiell av de 32 enheter av halvlederlagercellene. Kanalvelgerne 380, 382 styres ved hjelp av informasjon tilveiebrakt over lagerdatabussen og lageradresselinjene vist i fig. 19A. Velgerne reagerer på adresser som kan velges ved på passende måte å danne ledningsforbindelse på adresse-velgerterminalene 383. Fig. 19B viser fire av de mulige 32 faststoff -halvleder programmerbare leselagerbrikker som kan anvendes i den foretrukne utførelsesform av modulen 14b. Lagerbrikkene vist i fig. 19B er merket med henvisningstallene 384, 386, 388, 390. De fire brikkene vist i fig. 19B representerer et kretskort eller en lagerenhet i den foretrukne utførelses-form. Derfor kan dette lager utvides til åtte lagerenheter i den foretrukne utførelsesform. Fig. 19C viser et skjematisk kretsskjema over en effekt-tilførsel for generering av +21-volt-programmeringsspeningen, VPP, for programmering av faststoff, halvlederlageret. Denne effekttilførsel trekker fra +15-volt-lagereffektkilden som vist i fig. 17, som koplet gjennom kretsen i fig. 10C til å bli enten +15V1 eller +15V2. Slik som med VLOGIC- og DRMSEL-signalene, kan disse avsluttende tall angi forskjellige moduler 14b. Derfor er ingen avsluttende tall vist i den enkelt-kretsen som er illustrert i fig. 19C.

Magnetkjernelageret 40 er skjematisk vist i fig. 20. Fig. 20 vise en rubrikk 392 som er merket "kjernelageradresse og lagerstyreregistre". Denne innbefatter den samme kretsen som er vist i fig. 18. Magnetkjernelageret omfatter en kjerne-lagermatrise med drivere identifisert i fig. 20 med rubrikken 394. Lagermatrisen 394 omfatter de faktisk ikke-flyktige ferritt-kjerneelementer i hvilke informasjonene er lagret. Konstruksjonen av disse elementer vil bli nærmere beskrevet nedenfor med henvisning til fig. 21 og 22. Kjernematrisen 394 har avfølingslinjer som er tilveiebrakt til å avføle strømstyrker og utmatningsholdekretser 396. En lager-registerstyrekrets 398 anvendes til å styre skrivningen og lesningen av informasjonen inn i og fra kjernelagermatrisen 394. Konstruksjonen av disse elementer vist i fig. 20 er funksjonelt av typer som er kjent innenfor teknikken. Imidlertid er den mekaniske oppbygning av kjernelagermatrisen 394 og dens anvendelse viktige, slik det vil bli beskrevet med henvisning til fig. 21-23.

Fig. 21 viser en del av kjernelagermatrisen 394 i en ikke-brettet, plan konfigurasjon hvor ferritt-kjerneelementene er fordelt over og montert på en leddet matte bestående av seks rektangulære støtteorganer, betegnet som remser 400, 402, 404, 406, 408, 410 av kjent trykt kretskortmateriale som er dreibart sammenkoplet langs deres kanter ved hjelp av bøyelige båndhengsler. I den foretrukne utførelsesform tilveiebringer ferrittkjerneelementene 256K (262.144) lagringsbiter og er montert på kjerneplan omfattende seksten 2,032 cm x 10,795 cm seksjoner med fire av disse seksjoner montert på på remsen 402 som betegnet med henvisningstallet 444, med fire av disse seksjoner montert på remsen 404 som betegnet med henvisningstallet 446, med fire av disse seksjoner montert på remsen 406 som betegnet med henvisningstallet 448, og med de gjenværende fire seksjoner montert på remsen 408 som betegnet med henvisningstallet 450, hvorved lagerelementene ligger i forskjellige rommessige plan når matten er i en foldet, stablet konfigurasjon som vist i fig. 22. Lagerelementene er montert slik at de ligger på en side av den leddede matten når den er i sin ikke-foldede, plane konfigurasjon. Denne ene side er definert av de i alt vesentlig kontinuerlige og innrettede plane overflater av organene 400-410. I den foretrukne utførelsesform kan den kompakte kjernelagermatrisen 394 lagre inntil 5000 samples og kan utvides ytterligere.

Når installert i måleren 2, foldes kjernelagermatrisen 394 langs sømmene som forbinder hvert hosliggende sett av remser 400-410. Denne konstruksjon er vist i fig. 22. Når full-stendig foldet, vil remsene 400-410 ligge over hverandre slik at de overliggende kanter av remsene er i alt vesentlig innrettet, hvorved remsene er begrenset innenfor en bredde og lengde som er lik bredden og lengden av den lengste eller den lengre av remsene 400-410, slik det lett vil fremgå av fig.

22. I den foretrukne utførelsesform er dette rom tilstrekkelig til å passe innenfor verktøyhusseksjonen som omfatter et langsgående hulrom definert av en indre syl in- drisk overflate av husets vegg som har en diameter som er mindre enn 2,54 cm. Lengden av den foldede eller brettede matten er omtrentlig 71,12 cm i den foretrukne utførelses-form. I denne foldede, stablede konfigurasjon, kan kjernelagermatrisen 394 opptas mellom og innenfor kanalene av to langstrakte, i alt vesentlig C- eller U-formede husremser, eller avstivningsbrett 412, 414 som er koplet ved hjelp av tapper eller andre holdeorganer, slik som vist i fig. 22 med en skrue 462, som strekker seg gjennom hull 416, 418, 420, 422, 424 definert gjennom husremsen 412 og de overens-stemmende hull dannet gjennom remsene 400-410 og den andre husremsen 414. Avstandsorganer av den type som er vist ved 464 kan anvendes til å adskille remsene slik at de mot hverandre vendende kretser ikke berører hverandre. Avstands-organene fastholdes langs tappene mellom hosliggende av organene 400-410.

Selv om denne foldede oppstilling pakker kjerneelementene tett sammen, er der ikke noe temperaturproblem i den foreliggende oppfinnelse fordi kjernene ikke drives kontinuerlig, men i stedet kun aktiveres kort under skrive-syklusene som utføres til å lagre trykk, temperatur og tidsinformasjonen nede i hullet. Ingen avlesning fra lageret eller vedvarende aksess skjer nede i hullet.

Montert på remsene 402, 408 er respektive styredioder 452, 454. Disse er av typer som er kjent innenfor teknikken for bruk med X-driv- og Y-driv-transistorer, av typer som er kjent innenfor teknikken, som, sammen med X-avløp- og Y-avløp-transistorer, av typer som er kjent innenfor teknikken, definerer i den foretrukne utførelsesform stedvalgelementer som opereres i forutbestemte sett til å aksessere hver bit eller lagersted innenfor lageroppstillingen. Lederne 456 vist i fig. 21-22 er representative for ledere som forløper fra kjernematten til forbindelser med de tidligere nevnte drivere og avløp. Selv om disse avløp og drivere aktiveres i den foretrukne utførelsesform til å adressere de 256K bits som en lineær oppstilling av 256K x 1, er de gruppert som en 256 x 512 x 2 matrise definert av seksten X-driv-transistorer og seksten X-avløp-transistorer (256), av seksten Y-driv-transistorer og trettito Y-avløp-transistorer (512), og av strømforløps (2)-retningen.

Også montert på remsene 402, 408 er logiske kretser og strømstyrkeavfølerne 458, 460 som danner del av elementet 396 vist i fig. 20.

Selv om en foldet konfigurasjon hvor hvert segment ligger over hverandre er vist i den illustrerte utførelsesform, forestilles det at andre foldede konfigurasjoner, slik som i den trekantform, kan anvendes og ligger innenfor omfanget av den foreliggende oppfinnelse.

For å anvende det kompakte lageret vist i fig. 22, anvendes bitadressering slik at bitene for hvilket som helst informasjonsord lagres individuelt i kjernematrisen. I den foretrukne utførelsesform foretas denne adressering over en 256K x 1 lageroppstilling. Eksempelvis, med henvisning til fig. 23, blir hver bit i et 8-bit-informasjonsord lagret ved hensiktmessig å styre et respektivt sett av driv- og avløpselementer knyttet til radene R1-R8 og kolonnene C1-C8 hvor lagringen skal skje. Evis eksempelvis de 8 biter lagres i rader R1-R8 av kolonne Cl, omfatter hvert sett en kolonne-driver 426 og en av raddriverne knyttet til R1-R8 og deres korresponderende avløpelementer (ikke vist). Ved på passende måte å styre elementene hos hver av disse eksempelvise sett på en kjent måte, blir de 8 biter individuelt lagret i de åtte lagerstedene som er angitt i fig. 23 med henvisningstallene 428, 430, 432, 434, 436, 438, 440, 442.

Måleren 2 er konstruert i den foretrukne utførelsesform til å kunne virke over flere dager. I den spesielle utførelsesform forestilles det at operasj onslevetiden vil være 720 timer eller 30 dager. Disse begrensninger er gitt av batteriets levetid i batteriseksjonen 16 og lagerets kapasitet i lagerdelen av seksjonen 14. Under driftstiden når måleren 2 er nede i hullet, styres operasjonen av programmene som befinner seg i programlagringens leselager 152. Flytskjemaer over disse programmer er vist i fig. 25-32. Disse programmer, beskrevet nærmere nedenfor, opererer automatisk eller som reaksjon på de forskjellige styresignaler som finnes overalt i kretsene i de tidligere beskrevne tegninger. To av disse signaler omfatter TIME-signalet som genereres av reell-tids-klokkekretsen vist i fig. 11B og AP-signalet generert av AP-maskinvarekretsen vist i fig. 5, hvilke signaler er de primære styresignaler for å bevirke måleren 2 til å ta et nytt sample eller lesning av den overvåkede miljømessige tilstanden.

TIME-signalet i fig. 11B genereres når tellingen fra telleren 216, som er blitt forutinnstilt av mikroprosessoren 148, er slukket, hvorved signaleres at en soveperiode er blitt avsluttet. Dette signal leveres til den primære effektkoplerkretsen som omfatter holdekretsen 246, transistorene 254, 256 og de relaterte kretser vist i fig. 12B. Dette signal inverteres og leveres til en inngang på ELLER-porten 248. Den andre inngangen til ELLER-porten 248 er koplet til de inverterte logiske ELLER-behandlede AP- ogAPEN-signalene. Utmatningen fra porten 248 mates gjennom ELLER-porten 250 til å tilbakestille holdekretsen 246. Den inverterte utgangen fra holdekretsen 246 styrer transistorer 254, 256 til å tilveiebringe +VCPU-effektsignalet. Som reaksjon på SOV-signalet, bevirker den ikke-inverterte utgang hos holdekretsen 246 SLEEPEN- og WAIT-signalene til å bli generert for å begynne en soveperiode. Ved dette tidspunkt gjørs +VCPU-signalet inaktivt. Utgangen fra ELLER-porten 248 danner også forbindelse med transistoren 260 til å gi avbruddssignalet, INT, også vist i fig. 12B. Avbruddssignalet leveres til mikroprosessoren 148 for å initiere en opp-vekkingsprosedyre og takningen av et annet sample ifølge midlene i måleren 2 som innbefatter programmene vist i fig. 25-32. AP-avbruddssignalet (APINT) genereres som reaksjon på AP-signalet fra AP-kretsen 22 i transduserseksjonen 12. Det leveres til den sentrale prosessorenheten som vist i fig. 10A for anvendelse med dennes midler, innbefattende programmene vist i fig. 25-32 for styring av samplingen av den overvåkede mijømessige tilstanden. Dette avbruddssignal blir spesielt generert fra utgangen hos invertererporten som forbinder de logisk ELLER-behandlede AP- og APEN-signalene med porten 248, hvilken utmatning klokker holdekretsen 258 vist i fig. 12B.

De spesielle programvare-styrte tidspunkter ved hvilke samples skal tas, som angitt ved TIME-signalet, bestemmes av i hvilke av to hovedmodi den foretrukne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse opererer. En modus er fast intervallmodusen hvor samples tas ved et fast intervall, slik som hvert sekund eller hvert minutt, uansett hvilken parameter som overvåkes eller endringen mellom på hverandre følgende samples av en parameter. Den andre modus er variabel intervallmodusen hvor samples tas med en sampletakt avhengig av endringstakten for den samplede parameter og også avhengig av hvorvidt AP-kretsen 22 detekterer en hurtig endring i trykket. De forskjellige operasjonstrinnene innenfor denne variable samplestaktmodus vil bli beskrevet med henvisning til fig. 24.

Fig. 24 illustrerer en trykkurve plottet over tid. Under tidsperioden T^_2»bestemmer programvaren som styrer mikroprosessoren 148 at trykket endrer seg tilstrekkelig mellom på hverandre følgende samples, hvorved en relativt hurtig sampletakt skal anvendes for å sikre at tilstrekkelige samples tas under denne periode med vesentlig endring. Under tidsperioden ^ 2- 3* bestemmer programvaren at endringen i trykket er tilstrekkelig lineært slik at en lengre sampletakt kan anvendes uten å tape viktig informasjon. For derfor å bevare energi og lager, veksler programvaren over til en saktere sampletakt. På grunn av at en viktig hendelse (dvs. et hurtig endrende trykk) kan opptre mellom lengre sample- tider under tidsperioden T2- 3 (eller endog mellom samples tatt ved den hurtigere takten under T^_2), anvendes AP-maskinvarekretsen 22. Kretsen 22 detekterer det hurtig endrende trykket som opptrer under tidsperioden T3_4vist i fig. 24, hvilken endring ellers kunne gå tapt hvis måleren 2 opererte kun under programvareovervåkning. Hendelsen vist i fig. 24 innenfor tidsperioden T3_4illustrerer hva som kunne skje når brønnen avstenges under eksempelvis en borestreng-test. Dette ville opptre etter ventilåpningen og strømnings-perioden eksemplifisert ved diagrammet under tidsperiodene<T>1-2 og<T>2_3.

I tillegg til de foregående to modi, forestilles det at måleren 2 kunne operere i en hvilken som helst annen passende modus. Eksempelvis kunne modusen være en hvor et fast tidsintervall i realiteten sklir i samsvar med eventuelle hurtige trykkendringer detektert av AP-maskinvarekretsen 22. Eller den kunne operere i en variabel modus avhengig av forskjellige terskler som er satt for de detekterte parametre. Uansett hvilken modus eller modi som realiseres, blir de realisert ved å forutinnstille måleren 2 på overflaten ettersom ingen kommunikasjon ned i hullet anvendes i den foretrukne utførelsesformen. Imidlertid forestilles det at slik kommunikasjon mellom overflate og brønnhull kan realiseres, slik som ved hjelp av akutiske, trådlednings-, trykkpuls eller andre passende signaler.

Flytskjemaet over programvaren som anvendes til å realisere variabel taktsamplingsmodusen, er vist i fig. 25A-25B. Som tidligere nevnt reagerer denne operasjon på endringer i trykket (eller annen overvåket parameter) observert mens måleren 2 sampler som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 24. Sampletaktendringen er også avhengig av AP-maskinvarekretsen 22 som tidligere beskrevet. Når en hurtigere takt (kortere sampleintervall) velges, blir en lavere oppløsning også valgt på grunn av at på den hurtigere takten er der ikke nok tid til å oppnå en høyere telling i tellerne 292, 294 vist i fig. 13C. Den lavere oppløsning velges gjennom multiplekseren 280 under styring fra mikroprosessoren 148 og det variable taktsamplingsprogrammet vist i fig. 25A-25B. I den foretrukne utførelsesform lagres hver sampletakt eller intervall under igangsettelse med tilsvarende oppløsnings-styreinformasjon, slik at når programmet i fig. 25A-25B bevirker at en ny sampletakt eller intervall velges, blir den korresponderende oppløsningsinformasjonen også valgt for styring av mikroprosessoren 148 for på riktig måte å operere multiplekseren 280. Når en langsommere sampletakt (lengre sampleintervall) velges, anvendes en høyere oppløsning på grunn av at tellerne 292, 294 da har tilstrekkelig tid til å oppnå en høyere telling, hvorved det tilveiebringes en høyere oppløsning.

I den foretrukne utførelsesform anvendes en oppløsning av 0,01 psi når en sampletakt som er større enn eller lik 4 sekunder velges, og en oppløsning av 0,1 psi anvendes når en sampletakt av mindre enn 4 sekunder velges. I den foretrukne utførelsesform er avgjørelsen om å velge en saktere sampletakt basert på hvorvidt trykket (eller annen detektert tilstand) er større enn eller mindre enn, med en forutbestemt avvikelse, et forutsagt trykk (eller annen overvåket tilstand). Når en hurtig trykkendring detekteres, går verktøyet tilbake til full operasjon uansett den nærværende sampletakten eller den programmerte av-tid-varigheten når verktøyet opererer i variabel taktsamplingsmodusen. Når en slik hendelse opptrer, innføres den korteste eller hurtigste sampletakten ved hjelp av programvaren.

Med henvisning til fig. 25A-25B, vil programmet som er vist ved flytskjemaet vist deri bli nærmere beskrevet. Den første operasjonen vist i fig. 25A omfatter igangsettelsen av en programvareopprettholdt sampleteller ved å sette den til null og igangsettelsen av sampletellergrensen (dvs. det maksimale antall samples som skal leses før intervallet forlenges) og oppsettingen av sampletakttabellen hvor et flertall for skjellige sampletakter, eller intervaller, og den korresponderende oppløsningsstyreinformasjon innføres i en tabell som opprettholdes i eksempelvis direktelageret 154. Disse er trinn som en fagmann innenfor den relevante teknikk ville være i stand til lett å realisere.

Etter igangsettelse, setter programmet sampletakten til det korteste intervallet, hvorved velges den hurtigste sampletakten. En første lesning, eller sample, av den overvåkede tilstanden blir så tatt og registrert. En neste lesning tas og registreres og en tredje lesning tas. Disse første tre samples tas med sampletakten som da anvendes, hvilken for de første tre samples er det korteste sampleintervallet.

Under de tre samples, bestemmes forutsigelsesverdier ved først å beregne en forskjell, d, som følger: d = [(S3-Sl)/2 + (S2-Sl)]/2, hvor Sl er lik det første sample, S2 er lik det andre sample og S3 er lik det tredje sample. For å forutsi det n'te punkt, anvendes likningen Sn = Sl + (n-l)(d), hvor n = 2,3,4, etc.

Etter å ha igangsatt forutsigelsesverdiene ved den foregående likningen, leses det neste sample. Etter denne lesning bestemmer programvaren om det eksisterende sample er blitt tatt som reaksjon på en hurtig trykkendring detektert av AP-kretsen 22 som indikert til mikroprosessoren 148 av I NT- ogAPINT-signalene. Hvis dette har skjedd, tilbakestilles sampletakten til det korteste intervallet og et nytt forutsigelsestrinn påbegynnes.

Hvis det eksisterende sample ikke trigges av den hurtige trykkendring, sammenliknes den tidligere bestemte for-utsigelsesverdien for det nåværende sample med et faktiske nåværende sample. Hvis den absolutte verdi av forskjellen mellom denne, den n'te avlesning og den forutsagte n'te avlesning er større enn en programmert forskjellsterskel, blir så den tidligere, eller (n-l)'te avlesning registrert til å være det siste punkt i en lineær dataregion, sample-telleren tilbakestilles til null, og ny forutsigelse foretas (som angitt med ballongen C). Hvis forskjellen er mindre enn den programmerte forskjellsterskel, inkrementeres sample-telleren og kontrolleres mot den programmerte sampletellings-grensen. Hvis tellegrensen er blitt nådd, velges den neste lengre programmerte sampletakt og prosessen går tilbake for å begynne et nytt forutsigelsestrinn som angitt med ballongen C vist i fig. 25B. Nye forutsigelsesverdier er basert på data som begynner med det (n-l)'te punkt.

Hver gang sampletakten endres, slik som på grunn av hurtig trykkendring eller fordi ingen avlesninger registreres for det programmerte antall av tidsintervaller, bevirker prosessen at et programvarestyrt statusflagg settes til å indikere endringen og ny igangsettelse utføres.

Respektfullt anførte at trinnene vist i fig. 25A-25B forøvrig er selv-forklarende og kan lett realiseres av fagfolk innenfor angjeldende teknikker.

I tillegg til å reagere på de programvareovervåkede endringer i den samplede parameter og reagere på AP-maskinvarekretsen 22, reagerer det variable taktsamplingsprogrammet også på den gjenværende batterilevetid og den gjenværende lagerkapasitet som vist i flytskjemaet angitt i fig. 26. Når programmet detekterer at den gjenværende batterilevetid avtar (hvilket kan bestemmes eksempelvis ved å telle antallet, eller å overvåke breddene, av pulsutmatningen fra pulsbredde-modulatoren 330), justerer programvaren samplingtakten. En spesiell teknikk for å oppnå et signal som indikerer tilstanden av batteriet er å kople +BAT-signalet til inngangen på en spenningsstyrt oscillator, på en måte som er analog med temperaturtransduseren vist i fig. 3. Utmatningen fra den spenningsstyrte oscillatoren ville så bli koplet til en i øyeblikket ubrukt inngang på multiplekseren 278 vist i fig. 13B slik at den kunne leses av den sentrale prosessor enhet. Den sentrale prosessorenhet ville sammenlikne avlesningen med en tabell av forutbestemte innføringer som korrelerer den spenningsstyrte oscillatorens utmatning med den gjenværende batterilevetid. Så snart avlesningen og sammenlikningen viste en tilstrekkelig reduksjon hos batteriet (slik som at den detekterte parameter er under en forutbestemt terskel), vil en bit som angir at batteriet blir svakt, bli satt inn i et batteristatusregister til å bli lest av programmet som angitt i fig. 26. Dette program holder også følge med hvor meget lagerplass som er igjen, og det justerer sampletakten for å forlenge tidslengden som samplene tas. Teoretisk skal programmet overvåke batterilevetid og gjenværende lagerplass og gjøre hva som er nødvendig slik at den siste bit av energi eller det siste lagerstedet aldri anvendes under den programmerte testtid.

Idet det vises til fig. 26, så snart batteriet er blitt bestemt til å være svakt, slik som beskrevet ovenfor, kontrollerer programmet et annet programvareregister for å bestemme om en fast taktbit er blitt satt. Hvis ikke, setter programmet biten til å innføre en fast taktsamplingsmodus i stedet for en variabel taktsamplingsmodus. Etter at dette er gjort, velges det neste lengre sampleintervallet eller fire ganger det maksimale intervall velges, hvis den maksimale verdi er blitt anvendt tidligere. Tilsvarende justeringer foretas i delen av programmet vist i fig. 26 som utfører den fullstendige lagerstyring. Det anses at disse trinn er selv-forklarende. Imidlertid, rent generelt, detekterer programmet når lageret har nådd det ene eller det andre av to forutbestemte terskler (87$ og 97% i den viste foretrukne utførelsesform) og forlenger sampleintervallet når dette skjer. Samtlige av trinnene vist i fig. 26 kunne lett realiseres av fagfolk innenfor de relevante teknikker.

Lagringsfunksjonen for lagring av informasjon utledet fra samplene styres av dataregistreringsprogrammene vist i fig. 27-28. De rå data anvendt av mikroprosessoren 148 for lagring av informasjonen befinner seg i de binære biter på utgangene hos tellerne 292, 294 vist i fig. 13C. Når denne informasjon mottas av mikroprosessoren 148, bestemmer mikroprosessoren 148 perioder med lineære data ifølge trinnene vist i fig. 25A-25B. Når en slik periode detekteres, registreres kun endepunktene av den lineære dataperioden for å redusere antallet av databiter lagret i lagerdelen av seksjonen 14, hvorved lagerrom bevares. Når lineære dataperioder ikke detekteres, blir endringene i informasjonen fra det foregående sample, i stedet for nevnte rå data, lagret for på ny å bevare mengden av lagerplass som anvendes pr. sample. Den spesielle registreringsteknikk realiseres gjør bruk av registreringer av variabel lengde med Huffman-kodede identifikasjonsfelt og en tilpasning av den avanserte datakommunikasjonsstyreprosedyren (ADCCP) pluss en paritets-bit for dataintegritetsindikering.

Fig. 27 viser et flytskjema over et program for styring av mikroprosessoren til oppnåelse av informasjon samt for bevaring av energi under prosessen. Programmet begynner med først å bestemme hvorvidt det tidligere valgte sampletaktintervallet er mindre enn 16 sekunder. Hvis det er, blir transdusereffekten innkoplet ved på passende måte å aktivere XDRSW-signalet vist i fig. 10C. Hvis sampletaktintervallet er større enn 16 sekunder, innkoples transduseren 5 sekunder (eller annen passende transduserstabiliseringstid) før samplet behøves. Dernest bestemmes det, ved overvåkning av INT-signalet hvorvidt en lesning behøves tatt. Når en lesning skal tas, leses tiden fra tidskretsbrikken 198 vist i fig. 11B. Frekvensrtil-binær-omformingsmidlet blir så energisert ved å innkople +VFBC-effektsignalet vist i fig. 10C. Dette setter frekvens-til-binær-omformingskretsene i stand til å behandle signalene fra transduserseksjonen 12 og tilveiebringe tellingen på utgangene av tellerne 292, 294 vist i fig. 13C.

Etter at trykket og temperatur er lest fra disse tellere av den sentrale prosessorenheten, utkopler den sentrale prosessorenheten +VFBC for å deenergisere frekvens-til-binær-omf ormingsmidlet . Under styring fra programmet vist i fig. 27, bestemmer så det sentrale prosessormidlet om sampletaktintervallet er mindre enn 16 sekunder. Hvis det ikke er det, blir XDRSW-signalet gjort inaktivt til å slå av transdusereffekten som leveres til kretsen vist i fig. 16.

Hvis et sample behøves registrert, som bestemt av sampletaktprogrammet vist i fig 25, aktiverer den sentrale prosessorenheten +VDRM og på passende måte styrer effektkoplingsbrikken 234 slik at logisk krets effektsignaler VLOGIC leveres til dataregistreringsmodulen. Den sentrale prosessorenheten formaterer så de data som skal registreres ifølge en hvilken som helst godtakbar formateringsplan som vil være kjent innenfor teknikken, og dataregistreringsmodulens programmeringseffekt blir så innkoplet. For lagring av data i halvlederlageret av delen 14b, blir eksempelvis dataregistreringsmodulens programmeringseffekt innkoplet ved på passende måte å styre transistorene 190, 192 vist i fig. 10C for å tilveiebringe +15V-effektsignalene til VPP-genereringskretsen vist i fig. 19C. Med denne effekt registreres den digitale informasjon i halvlederlageret. Den faktiske skrivning til magnetkjernelageret skjer på en passende måte som er kjent innenfor teknikken.

Så snart dataene er registrert, blir dataregistreringsmodulens programmeringseffekt slått av ved inaktivering av transistorene 190, 192 vist i fig. 10C (for halvlederlageret), og dataregistreringsmodulens logikkeffekt blir så slått av ved på passende måte å styre effektkoplingsbrikken 234 vist i fig. 12A og transistoren 194 vist i fig. 10C.

Andre effektbevarende eller administrerende programmer for den foretrukne utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er sovemodus-effektstyreprogrammene som har flytskjemaer vist i fig. 29A-29B. Det planlagte sovetidprogrammet i fig. 29A tilveiebringer valgbar initiell innkoplingsforsinkelse for å bevare batterieffekten, mens verktøyet kjøres inn i brønn-hullet 4. Dette programmet tillater også et valgbart antall sykluser av valgbar verktøyeffekt-innkopling/utkopling etter at måleren befinner seg nede i hullet. Dette bevarer batterieffekten, mens eksempelvis planlagte endringer i overflateutstyr og konfigurasjon finner sted under lange tester. Det ikke-planlagte sovetidprogram ifølge fig. 29B tilveiebringer variabel effektreduksjon avhengig av sampleintervallet. Dette bevarer også batterieffekt ved ikke vedvarende å energisere deler av verktøyet som kanskje ikke vedvarende behøves. Disse trekk realiseres ved å styre de forskjellige effektkildene som aktiveres gjennom transistoren 180-188 vist i fig. 10C og transistoren 256 vist i fig. 12B. Et spesielt tidspunkt under hvilket effektreduksjonen hos valgte deler opptrer, er under intervallene mellom samples (når intervallet er større enn en forutbestemt tid i den foretrukne utførelsesform).

Det planlagte sovetidprogram vist i fig. 29A sammenlikner først en forutinnstillet oppvekkingstid, som innføres under igangsettelsen av måleren 2 med grensesnittet 8 og datamaskinsystemet 10 til den nåværende tid som opprettholdes i tidskretsbrikken 198 vist i fig. 11B. Hvis forskjellene er større enn fire timer, programmeres så fire timer inn i telleren 216 og multiplekseren 220 styres slik at telleren 216 klokkes av et-minutt tidsstyringspulsen tatt fra tidskretsen 198 gjennom multiplekseren 220. Hvis forskjellen ikke er større enn fire timer, blir den f orutinnstilte oppvekkingstid minus den nåværende tid minus et minutt innført i telleren 216, hvilken teller deretter pulses med et-minutts tidsstyringspulsene. Programmet vist i fig. 29 bestemmer så hvorvidt denne planlagte soveperiode er den initielle innkoplingsforsinkelse (f.eks. når måleren kjøres inn i hullet). Hvis den er den initielle forsinkelse, vil programmet så setteAPEN-signalet ut av funksjon slik at eventuelle hurtige trykkendringer som opptrer under eksempelvis kjøring i hullet, ikke vil energisere måleren. Hvis den ikke er den initielle forsinkelsen, sikrer programmet atAPEN-signalet vist i fig. 11B klargjøres slik at AP-signalet vil bli detektert i kretsen vist i fig. 12B for å vekke opp måleren 2 dersom en tilstrekkelig stor endring i trykk skulle bli detektert. Etter at hvilken som helst av disse to bestem-melser er foretatt, ogAPEN-signalet enten er gjort inoperativt eller klargjort, bevirker programvaren at mikroprosessoren 148 slår av samtlige programmerbare effektsignaler vist i fig. 10C og genererer SOV-signalet som klokker holdekretsen 246 vist i fig. 12B til å slå av +VCPU-effektsignalet. Den foregående rutine for planlagt sovetid utføres ved hvert sampletidspunkt.

Også opptreden ved hvert sampletidspunkt er den prosess som er vist i det ikke-planlagte sovetidprogram omhandlet i fig. 29B. Dette program sammenlikner det neste sampletidspunktet med det nåværende tidspunkt og hvis forskjellen er mindre enn 16 sekunder, går det tilbake til systemstyreprogrammet vist i fig. 32A-32C. Hvis forskjellen ikke er mindre enn 16 sekunder, bestemmer programmet så hvorvidt forskjellen er større enn 4 minutter. Hvis så er tilfelle, setter programmet det neste sampletidspunktet minus den nåværende tid minus et minutt i telleren 216, setter en blunde (snooze)-modusbit i et programvareovervåket register og går til punktet C i programmet vist i fig. 29A. Hvis forskjellen ikke er større enn 4 minutter, blir neste sampletid minus den nåvrende tid minus 7 sekunder (eller annen passende oppvarmingsperiode) innført i telleren 216, multiplekseren 220 styres til å klokke telleren 216 med et sekunds tidsstyringspulsene, og blunde-modusbiten settes så. Deretter går programmet til punkt B i flytskjemaet vist i fig. 29A til å utføre de påfølgende trinn som der er vist og beskrevet ovenfor. Blunde-biten informerer måleren at ingen ny igangsettelse av sampletaktprogrammet (fig. 25A-25B) behøver å bli utført ved oppvekking fra en ikke-planlagt soveperiode.

De foregående trinn vist i fig. 29A-29B kan lett realiseres av fagfolk innenfor angjeldende teknikker.

Når informasjonsbitene skal lagres i halvlederlageret vist i fig. 19A-19C, skrives hver bit til lageret under mindre enn produsentens spesifiserte skrivetid. Imidlertid gjentas dette flere ganger, og en lesning utføres så for å bekrefte at lagring har skjedd. Dette gjøres også med forskjellige sendinger enn hva som er spesifisert. Denne halvleder-programmeringsrutine er vist i flytskjemaet i fig. 28, hvilket flytskjema er selv-forklarende og som lett kunne realiseres av fagfolk innenfor angjeldende teknikker.

Når nevnte biter skal lagres i lagerstedene i magnetkjernelageret vist i fig. 20, er lagringsprogrammet ifølge den foretrukne utførelsesform klar over inoperable sted-valgele-menter, slik som dårlige driv- og avløp-transistorer, slik at lagring ikke forsøkes på inoperable steder. Dessuten, når magnetkjernelageret anvendes, lagres informasjonsordene bit-for-bit.

For å bestemme hvilke lagersteder i magnetlageret som ikke er riktig tilgjengelige på grunn av dårlige driv- og avløp-elementer forut for det tidspunktet når måleren 2 senkes ned i brønnhullet 4, utføres en overflatetest under styring gjennom grensesnittet 8, men med et program lagret i lageret 152. Når de dårlige stedene (nærmere bestemt de inoperable driv- og avløp-transistorene) er bestemt, blir en registrering av den informasjonen lagret i en operabel del innenfor lagerkjernen som befinner seg i måleren 2. Under spørsmålet og svarsesjonen som ledes med den sammenkoplede måleren 2, grensesnittet 8 og datamaskinsystemet 10, leses disse dårlige lagersteder fra kjernelageret og overføres til direktelageret 154 som er vist i fig. 10B. Innenfor direktelageret 154 kan informasjonen aksesseres ved hjelp av mikroprosessoren 148 når den utfører samplelesnings- og lagrings-operasjoner. Dette trekk ved den foreliggende oppfinnelse tillater delvis defekte lågere å "bli anvendt. Et flytskjema over dette lagertestprogrammet er vist i fig. 30-31.

Nærmere bestemt, i den foretrukne utførelsesform, skriver og leser lagertestprogrammet gjennom par av driv- og avløp-transistorer for å bestemme hvorvidt transistorene i paret er virksomme. Fra denne informasjon skapes et adressekart som lokaliserer de ikke-virkende lagerdriv- og avløp-transistorene.

Idet der vises til fig. 30-31, vil de spesielle programmer som er vist der bli beskrevet. Fig. 30 viser den totale lagertestprosedyren. Generelt blir testadressen, definert av en programvare-opprettholdt telling, for kjernelageret igangsatt til null og en bit skrives til lagerstedet som aksesses av det initielt adresserte settet av stedvalgelementer. Programmet avføler den adresserte cellen for å bekrefte om skrivningen var vellykket. Hvis den var vellykket, bestemmer programmet hvorvidt samtlige av parene av X-drivere og X-avløp i den foretrukne utførelsesforms stedvalgelementer er blitt kontrollert. Hvis ikke samtlige er blitt kontrollert, inkrementeres adressetelleren til det neste X-avløp/drivpar. For å teste X-avløp- og X-driv-transistorene i den foretrukne utførelsesformen, startes adressene for disse avløps- og drivmidler fra null og inkrementeres med en til femten ettersom der er seksten av hver i den foretrukne utførelsesform.

Når parene av X-avløpene og X-driverne er blitt testet, tilbakestilles testadressen til null og en liknende test utføres på Y-avløpene og Y-driverne. På grunn av at der er 32 Y-avløp, men kun 16 Y-drivere, settes adressen for driverne lik avløpverdien delt med to.

Hvis i testing enten parene av X-avløpene og X-driverne eller parene Y-avløpene og Y-driverne, skrivetrinnet ikke er vellykket, vil et svikt-isolasjonsprogram bli kjørt. Svikt- isolasjonsprogrammet er vist i fig. 31. Ved operasjonen av dette programmet vist i fig. 31, blir den inoperable eller de inoperable av avløp- og /eller driv-transistorene som testes, bestemt. Først dekrementeres avløpadressen til å adressere det neste lavere nummererte avløp som allerede har passert testen. En annen skrivning forsøkes hvorpå adressen for avløpet gjenvinnes ved å bli inkrementert til sin tidligere verdi. Hvis denne andre skrivning svikter, indikerer dette at den spesielle driver som er involvert ikke virker. Dette bemerkes av programvaren som setter den passende driv-sviktbit i et lagerstatusregister. Et register holdes for X-drivere og et holdes for Y-drivere. Hvis denne andre skrivning oppnås, blir så adressen for X-driveren dekre-mentert til en tidligere gyldig adresse. En tredje skrivning forsøkes hvorpå adressen for X-driveren gjenvinnes ved å bli inkrementert til sin tidligere verdi og effektiviteten av skrivningen kontrolleres. Hvis denne skrivning ikke er vellykket, angir dette at det parede avløp er inoperabelt og således settes den passende avløp-sviktbiten i respektive avløplagerstatusregister. Slik som med driverne, er der kun et register som er tilegnet X-avløpene og et tilegnet Y-avløpene. Hvis en gyldig skrivning opptrer, utføres et fjerde skrivetrinn. Hvis den fjerde skrivning svikter, blir både avløpet og drivsviktbiter satt. Hvis dette fjerde skrivetrinn oppnår en gyldig skrivning, går programmet tilbake for å kontrollere det neste paret. Den fysiske skrivning og avfølning skjer på måter som er kjent innenfor teknikken for skrivning til og avfølning av magnetkjernelageret.

I den foretrukne utførelsesform innbefatter lagerstatusregistrene to bitgrupper (16 biter) hver for de 16 X-driverne, de 16 X-avløpene og de 16 Y-driverne, men 4 bitgrupper (32 biter) for de 32 Y-avløpene. Hver bit i disse bitgrupper er knyttet til et respektivt av de tilhørende avløp eller drivere. Hvis eksempelvis den fjerde X-driv-transistoren var inoperabel, ville den fjerde minst signifi kante bit (bit 3, med den første biten lik bit 0) innenfor to-bitgruppers X-driver-lagerstatusregisteret bli satt.

Så snart de inoperable kjernelagerstedene er blitt bestemt og lagerstatuskartene konstruert i de respektive registre, kan denne informasjon anvendes av måleren 2 til å unngå inoperable kjernelagersteder. For formål med adresse-inkrementering i den foretrukne utførelsesform, blir kjernelageradressen som beholdes i et passende lageradresse-register behandlet som et 18-bit lineært adresserom for bruk i bit-adressering av de 256K x 1 lagerbiter. Imidlertid, for formål med adressekontrollering, segmenteres adresseordet i to sett av fire segmenter. De to settene defineres som de to fasene eller nåværende strømningsretninger i Y-valglinjene som er definert av den signifikante adressebiten, bit 17. Ever av de fire segmentene tilveiebringer adressen for en respektiv av

X-driv-, X-avløp-, Y-driv- og Y-avløp-transistormatrisene. I den foretrukne utførelsesform, innbefatter segmentene de følgende adressebiter:

Dvs. de fire biter som behøves for å adressere en av de 16 X-driv-transistorene er plassert i biter 13-16 hos adresseordet. På tilsvarende måte finnes de fire biter som behøves for å adressere en av de 16-avløps-transistorene, i biter 9-12 hos adresseordet, og adressen for en av de 16 Y-driv-transistorene finnes i biter 5-8. De fem biter som behøves for å adressere en av de 32 Y-avløps-transistorene er plassert i biter 0-4 hos adresseordet.

Med den foregående allokering, kan programmet se på hvert segment for å bestemme om fire eller fem-bit-adressen som befinner seg innenfor segmentet passer overens med et adressefeltmønster utledet fra X-bitstedene hos driver- og avløplagerstatuskartene som er skapt ifølge programmet vist i fig. 31. Eksempelvis kontrolleres X-driv-lagerstatuskartet for å se om noen av de 16 biter i de bitgruppene er blitt satt til en logisk 1. Hvis ingen sett-biter finnes, er der ingen dårlig X-drivere. Hvis der finnes sett-biter, omdannes så disse bits til korresponderende adressefeltmønster. I den foretrukne utførelsesform er adressefeltmønstrene den binære ekvivalent av bitstedet innenfor lagerstatusregistrene. Hvis eksempelvis den minst signifikante bit hos Y-avløp-lager-statusordet har en sett-bit, som derved angir at den første Y-avløp-transistoren er inoperabel, er adressefeltmønsteret 00000. Hvis den fjerde minst signifikante bit ble satt, ville denne korrespondere med et adressefeltmønster lik 00011. Hvert slikt feltmønster sammenliknes mot adressen innenfor det korresponderende segmentet i adresseordet. Når en tilpasning finnes mellom adressen i adresseordet og adresse-feltmønsteret, endres adressen i lageradresseregisteret inntil en tilpasning ikke lenger opptrer. Således, for eksemplet med den første Y-avløp-transistoren inoperabel, sammenliknes A0-A4-bitene i lageradresseordet med felt-mønsteret 00000. Hvis bitene A0-A4 er 00000, vil denne adresse så bli endret, slik som ved å bli inkrementert til 00001. Denne nye adressen blir så kontrollert.

Flytskjemaet for det totale systemstyreprogrammet er vist i fig. 32A-32C. Når effekten tilføres måleren 2, igangsettes samtlige registre på en måte som er kjent innenfor teknikken. Programmet kontrolleres så for å bestemme om overflateutlesningsenheten er tilkoplet. Dette gjøres ved å overvåke SPAC-signalet. Hvis overflateutlesningsenheten er tilkoplet, leser systemstyreprogrammet inngangsmeldinger tilveiebrakt over D0-D7-linjene som sammenkopler måleren 2 og grensesnittet 8. Programmet bestemmer meldingstypen og utfører kommandoen eller lagrer settet av verdier forut for bestem-melse av det neste meldingstidspunktet som vist i fig. 32A. F.eks. kan, under disse trinn eventuelle inoperable lager steder overføres til direktelageret 154 som vist i fig. 10B, forutbestemte soveperioder kan innføres, og de forskjellige parametre for sampletakt-styreprogrammet innføres. Evis meldingstypen er en frakoplingsmelding, setter programmet verktøyet til å sove ved å generere SOV-signalet på den måte som er tidligere beskrevet.

Evis overflateutlesningsenheten ikke er tilkoplet, avgrener systemet styreprogrammet til styredelen nede i hullet vist i fig. 32B-32C. Fig. 32B viser at avbruddene klargjøres og AP-avbrytelsen kontrolleres for å se om den har opptrådt. Evis den har dette, kontrolleres programmet for å se om den konstante sampletakt, eller den faste sampletakt, bit er blitt satt. Evis den har dette, sletter den avbruddsflagget og ignorerer avbruddet på grunn av at verktøyet skal operere med en fast sampletakt uansett eventuell maskinvaredetektert hurtige trykkendringer. Hvis den konstante sampletakt ikke er blitt valgt, settes sampletakten til sitt korteste intervall og sampletaktendringsprogrammet utføres.

Evis AP-avbruddet ikke har opptrådt, bestemmer system-styringen om mer sovetid gjenstår. Evis så er tilfellet, går kretsen tilbake til søvn og returnerer til punkt A i flytskjemaet vist i fig. 32A. Hvis det ikke er noe mer sovetid igjen, laster programmet sampleintervallet inn i telleren 216 slik at INT-signalet ville bli generert når sampleintervallet telles og TIME-signalet frembringes. Systemstyreprogrammet bestemmer så hvorvidt en planlagt sovetid er blitt avsluttet. Hvis den har dette, realiseres sampletaktprogrammet. Hvis ikke, kontrollerer programmet hvorvidt INT-signalet vist i fig. 12B er blitt generert. Så snart INT-signalet er generert, utfører systemstyreprogrammet sampletaktstyrerutinen hvis sampletakten endres. Hvis sampletakten ikke endret seg, foretar systemstyreprogrammet tid-, trykk- og temperaturavlesninger, bestemmer hvorvidt eventuelle data behøver lagring og lagrer dataene hvis lagring skal skje. Disse utføres ifølge programmene som er vist ved flytskjemaene angitt i fig. 27-28. Hvis data ikke skal lagres, kontrollerer systemstyreprogrammet for å se om der er tid til å kjøre diagnostikkprogrammer og gjør dette hvis der er tid. Hvis ikke, går programmet tilbake til punkt C vist ved toppen av fig. 32C.

Med respekt anføres at de foregående programmer lett kan realiseres av fagfolk innenfor angjeldende teknikker.

Den foregående beskrivelse viser at måleren 2 tilveiebringer et forbedret middel for å detektere fysiske tilstander eller parametre i et brønnhull. Verktøyet overvåker og detekterer, gjennom en valgt av et flertall av transduserseksjoner som tilveiebringer tilpasning med forskjellige typer av transdusere, samtlige viktige endringer i en eller flere overvåkede tilstander slik at ingen tapes. Dette gjøres gjennom den kombinerte bruk av programvare- og maksinvareovervåkning av minst en valgt parameter, slik som trykk. Programvareovervåkningen skjer ved sampleintervaller og ved oppløsninger som velges av selve måleren fra innledende tabeller og som reaksjon på passende endringer i den overvåkte tilstanden. Maskinvareovervåkningen detekterer hurtige endringer i en overvåket tilstand og tvinger måleren til å energisere seg selv hvis den deenergiseres og å velge det korteste sampleintervallet. Den overvåker også seg selv for å sikre at mikroprosessoren opererer innenfor riktige grenser og at relevante data oppsamles gjennom hele test-perioden endog ettersom batterilevetiden og lagringsevnen uttømmes. Batterilevetiden bevares ved selektiv effektstyring av et varierbart valgbart flertall av deler av verktøyet og ved planlagte og ikke-planlagte soveperioder under hvilke verktøyet får redusert effekt. Lagringsevnen bevares ved å styre samplingen slik at data under lineære regioner generelt ikke lagres og ved generelt å lagre endringene i dataene og ikke selve rådataene. Dessuten tilveiebringer den økt lagring i ikke-flyktig magnetkjernelager som er utformet i en foldet, bitadresserende konfigurasjon som er i stand til operasjon innenfor miljøer med ekstrem temperatur som finnes nede i hullet. Dette lager anvendes også selv om det er delvis defekt gjennom lagertestingen og de ikke-funksjonelle stedkartleggings- og adresseringsprosedyrene som er beskrevet ovenfor.

Fra det foregående tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse som her er angitt en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken samples av eksempelvis trykk og temperatur i et borehull kan tas ved forskjellige intervaller og selektivt registreres avhengig av forandringer mellom en forutsagt sampleverdi og en faktisk sampleverdi. Samplingintervallet er også avhengig av den gjenværende batterilevetid og den gjenværende lagerkapasitet. Samplingintervallet reagerer også på en maskinvare-detektert hurtig trykkendring.

Motstandsverdiene som er vist i tegningene er i ohm og de for kondensatoren er i mikrofarad såfremt det ikke er angitt på annen måte. Imidlertid skal der bemerkes at de angitte komponentverdier ikke skal anses å være begrensende for den foreliggende oppfinnelse. I tillegg betegner bruken av ordet "tilkoplet" og liknende ved beskrivelse av elektriske komponenter gjennom hele beskrivelsen og kravene primært elektriske forhold, såfremt ikke sammenhengen dikterer noe annet. Dessuten, selv om den foretrukne utførelsesform er blitt beskrevet med spesiell henvisning til sampling av trykk og temperatur og til styring av funksjoner som reaksjon på endringer i trykk, er eksempelvis den foreliggende oppfinnelse ikke begrenset til sampling og reaksjon på nettopp disse parametre. I stedet tilsikter den foreliggende oppfinnelse i bredt henseende bruk med hvilke som helst miljømessige forhold som kan avføles og omdannes til et elektrisk signal. Andre eksempler på slike tilstander foruten trykk og temperatur innenfor olje- og gassindustrien, omfatter, men er ikke begrenset til, avfølning av strømning, kraft, vibrasjon, skjær, viskositet, tetthet, saltinnhold, pH, porøsitet og resistivitet og andre loggingsmålinger. Ennå ytterligere eksempler på bruk av den foreliggende oppfinnelse omfatter gjennomføring av boblepunkttester og sampling av fluida.

Således er den foreliggende oppfinnelse godt tilpasset til å utføre formålene og oppnå sluttresultatene og fordelene som er ovenfor nevnt samt de som naturlig ligger i disse. Selv om foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er blitt beskrevet for denne beskrivelses formål, kan tallrike endringer hva angår konstruksjon og anordning av delene og ved utførelsen av trinnene foretas av fagfolk, hvilke endringer omfattes innenfor denne oppfinnelses idé som definert i de vedlagte patentkrav.

Claims

1. Kraftbevarende anordning (2) for å registrere i digitalt format informasjon som er relatert til et trykk som er detektert av minst en trykktransduser i et "brønnhull (4), omfattende et transdusergrensesnitt (12) for forbindelse med den idet minste ene trykktransduseren (118, 132) slik at et elektrisk signal som representerer trykket som detekteres av den idet minste ene trykktransduseren tilveiebringes i nevnte anordning, idet nevnte transdusergrensesnitt innbefatter en første elektronisk krets (20; 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 96, 98) (Fig. 4) til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte transdusergrensesnitt skal være operativ, en omformer (30) tilkoplet nevnte transdusergrensesnitt for omdannelse av det elektriske signalet til et digitalt signal, idet nevnte omformer innbefatter en andre elektronisk krets (30; 236, 264, 266, 268, 270, 272, 276, 278, 280, 282, 284, 286, 288, 290, 292, 294, 297, 296a, b; 298a, b; 300a, b;

302) (Fig. 12a, 13a-13c) til hvilken en spenning må tilføres for<at nevnte omformer skal være operativ, et lager (14b, 14c) for å lagre informasjon i digitalt format, idet nevnte lager innbefatter en tredje elektronisk krets [(28; 226, 228, 230, 232, 234; Fig. 12a), (34; 356, 358, 360, 362, 364, 366, 370, 372, 374, 376, 378; Fig. 18), (36; 380, 382, 384, 386, 388, 390; Fig. 19a-19c), (38; Fig. 19c), (40; 392, 394, 396, 398; Fig. 20)] til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte lager skal være operativt, og en krafttilførsel (16) for å tilveiebringe en kilde for spenninger, og en sentral behandlings- og styreenhet (24, 26; 246, 248, 250, 252, 254, 256, 258, 260, 262; Fig. 10a-10c, lla-llb og 12b) som er forbundet med nevnte omformer og nevnte lager for å bestemme hvorvidt informasjon som utledes fra det digitale signalet skal registreres i nevnte lager og for å styre registreringen av slik informasjon som skal registreres, idet nevnte sentrale behandlings- og styreenhet innbefatter en fjerde elektronisk krets (24; 148, 150, 152, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 170, 176, 180, 182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 196; Fig. 10a-10c) til hvilken en spenning må tilføres for at nevnte sentrale behandlings- og styreenhet skal være operativ,karakterisert vedat nevnte sentrale behandlings- og styreenhet dessuten innbefatter første svitsj ingskrets (26; 246, 248, 250, 252, 254, 256; Fig. lla-llb, 12b) for å svitsje en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte fjerde elektroniske krets ved et første tidspunkt slik at nevnte sentrale behandlings-og styreenhet begynner en prosedyre for sampling av et trykk som detekteres av den idet minste ene trykktransduseren, og at nevnte fjerde elektroniske krets innbefatter: andre svitsjingskrets (148, 176, 186) for å svitsje, separat fra nevnte første svitsjingskrets, en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte første elektroniske krets slik at nevnte transdusergrensesnitt tilveiebringer det elektriske signalet som representerer et trykk detektert av den idet minste ene transduseren, tredje svitsjingskrets (148, 176, 188, 196) for å svitsje, separat fra nevnte første og andre svitsjingskrets, en spenning fra nevnte krafttilførsel til nevnte andre elektroniske krets slik at nevnte omformer omformer det elektriske signalet fra nevnte transdusergrensesnitt til det digitale signalet, og fjerde svitsj ingskrets (148, 176, 180, 182, 184, 190, 192, 194) for å svitsje, separat fra nevnte første, andre og tredje svitsjingskretser, en spenning fra nevnte kraft-tilførsel til nevnte tredje elektroniske krets som reaksjon på nevnte sentrale behandlings- og styreenhet som bestemmer fra det digitale signalet at informasjon som utledes derfra skal registreres slik at nevnte lager lagrer informasjonen, idet nevnte transdusergrensesnitt innbefatter delta-trykk-(AP)-krets (22) som kontinuerlig energiseres av nevnte krafttilførsel for detektering i brønnhullet av en trykkendring over en forutbestemt takt og for å tilveiebringe et første styresignal (AP) overfor hvilket nevnte første svitsjingskrets reagerer, og idet nevnte sentrale behandlings- og styreenhet dessuten innbefatter avbruddskrets (26) som reagerer på nevnte første styresignal, for å tilveiebringe et andre styresignal (INT) som nevnte andre, tredje og fjerde svitsjingskretser reagerer på.

2. Anordning som angitt i krav 1,karakterisertved at nevnte fjerde elektroniske krets innbefatter en mikroprosessor (148) som definerer i det minste del av nevnte andre, tredje og fjerde svitsjingskretser, idet nevnte mikroprosessor tilveiebringer et styresignal [SOV (go to sleep)] som deaktiverer nevnte første svitsjingskrets slik at nevnte mikroprosessor derved deenergiserer seg selv.

3. Anordning som angitt i krav 2,karakterisertved at nevnte transdusergrensesnitt innbefatter delta-trykk-krets (22) for å detektere trykk i brønnhullet som endrer seg med en takt over en forutbestemt terskel og for å tilveiebringe et styresignal (AP) som reaksjon på deteksjonen av en slik trykkendring, idet nevnte første svitsjingskrets innbefatter: en teller (216) som er forbundet med nevnte mikroprosessor for å tilveiebringe et styresignal (TIME) som reaksjon på utløpet av en telling som er lastet i nevnte teller av nevnte mikroprosessor, logisk portkrets (248, 250) som er forbundet med nevnte delta-trykk-krets og nevnte teller for logisk å kombinere nevnte styresignal som er tilveiebrakt fra nevnte delta-trykk-krets og nevnte styresignal som er tilveiebrakt fra nevnte teller, en holdekrets (246) som innbefatter en første inngang som er forbundet med den nevnte logiske portkrets og som innbefatter en andre inngang som er koplet til å motta nevnte deaktiverende styresignal fra nevnte mikroprosessor, idet nevnte holdekrets tilveiebringer et første svitsj styringssignal (Q) og et andre svitsj styringssignal (Q), prosessorstyrekrets (252) som er koplet til å motta nevnte første svitsjstyresignal, for å formidle til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte første svitsjstyresignal, et signal (V/ÅIT) som bevirker nevnte mikroprosessor til å stoppe behandling, og spenningsstyrekrets (254, 256) som er koblet til å motta nevnte andre svitsjstyresignal for å formidle til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte andre svitsjstyresignal, spenningen fra nevnte krafttilførsel som er svitsjet til nevnte fjerde elektroniske krets ved hjelp av nevnte første svitsjingskrets.

4. Anordning som angitt i krav 3,karakterisertved at nevnte fjerde elektroniske krets dessuten innbefatter: første avbruddskrets (260) som er forbundet med nevnte logiske portkrets og nevnte mikroprosessor, for å tilveiebringe til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på det ene eller andre av nevnte styresignal fra nevnte delta-trykk-krets og nevnte styresignal fra nevnte teller, et første avbruddssignal for å bevirke nevnte mikroprosessor til å starte en ny samplelesning, og andre avbruddskrets (258, 262) som er koblet til nevnte logiske portkrets og nevnte mikroprosessor, for å tilveiebringe til nevnte mikroprosessor, som reaksjon på nevnte styresignal fra nevnte delta-trykk-krets, et andre avbruddssignal for å underrette nevnte mikroprosessor hvorvidt nevnte første avbruddssignal ble bevirket som reaksjon på at deteksjonen av trykket i brønnen endret seg i en takt over den forutbestemte terskel.