Sposób i urzadzenie do przeprowadzania pomiarów w otworach wiertniczych i Wynalazek dotyczy sposobu i urzadzenia do po¬ miarów cyfrowych w otworach wiertniczych, równoczesnie na wielu kanalach, w nastawionym w kolejnosci priorytetowej systemie wielokrot¬ nym, oraz do magazynowania i oszacowywania 5 ciaglych i statystycznych funkcji z jednej lub wieloma zmiennymi.Znane sa liczne sposoby przeprowadzania po¬ miarów cyfrowych w otworach wiertniczych. Róz¬ nia sie one wzajemnie od siebie z jednej strony 10 materialem nosnika informacji, karty dziurkowane tasmy dziurkowane, tasmy magnetyczne i podob¬ ne, a z drugiej strony uksztaltowaniem multiplek¬ serów i przetworników analogowo-cyfrowych.Wspólna cecha znanych dotychczas sposobów jest 15 z jednej strony to, ze przydatne sa one jedynie do obróbki bardzo wolnych sygnalów, z niska czestotliwoscia graniczna, a z drugiej strony to, ze zgodnie z tymi sposobami kodowanie wartosci po¬ szczególnych mierzonych kanalów informacyjnych 20 dokonywane jest w funkcji glebokosci otworu wiertniczego lub czasu, tak ze kazde odczytywa¬ nie zawsze daje w wyniku jedna wartosc cyfro¬ wa, to znaczy, ze sposoby te nadaja sie do pomia¬ rów cyfrowych tylko jednej funkcji jednej zmien- 25 nej na kanal.Wady znanych sposobów sa wiec dwojakie, po pierwsze nadaja sie do obróbki tylko powolnych sygnalów, a po drugie te powolne sygnaly moga równiez dawac tylko ciagla funkcje jednej zmien- 30 nej. Znane sposoby nie nadaja sie wiec do ob¬ róbki szybkich statystycznych sygnalów wielu zmiennych. Obróbka szybkich i statystycznych funkcji wielu zmiennych rozwiazana byla w zna¬ nych sposobach przez transformowanie tych funkcji na funkcje z jedna zmienna — przy statystycz¬ nych i szybkich sygnalach przez tworzenie sred¬ niej, a przy funkcjach z wieloma zmiennymi przez parametrowanie to jest poprzez ustalenie sredniej wartosci w uprzednio zadanych odstepach.. Na skutek tego wystepuje dalsza wada sposobu, a mia¬ nowicie pomiary sa niedokladne, oraz ze nie moga byc wykorzystane mozliwosci które przyniosly no¬ woczesne maszyny liczace. Sposoby te nie tylko nie spelniaja ekonomicznych i technicznych wy¬ magan przyszlosciowych ale nawet nie wykorzy¬ stuja obecnych mozliwosci.Celem wynalazku jest usuniecie wyzej ujawnio¬ nych wad, to jest uzyskania mozliwosci, aby wszy¬ stkimi sposobami pomiarowymi, które jako wynik daja ciagle funkcje jednej zmiennej mozna bylo równoczesnie i na wielu kanalach przeprowadzac pomiary akustyczne, pomiary wzbudzonej polary¬ zacji, pomiary magnetyczne rdzeniowe (szybko zmieniajace sie funkcje, wzglednie pary funkcji z dwoma zmiennymi), pomiary selektywnych energetycznie widm naturalnego .i wzbudzanego promieniowania gamma, widm gamma promienio¬ wania gamma powstajacego na skutek nieelastycz¬ nego uderzenia i wychwytu radiacyjnego, oraz 77 59677 596 3 pomiary dlugowiecznosci neutronów (funkcje, wzglednie pary funkcji z wieloma zmiennymi, któ¬ re zbudowane sa ze statystycznych procesów ele¬ mentarnych).Zgodnie z wynalazkiem osiaga sie to w ten spo¬ sób, ze w wielokrotnym lub subwielokrotnym trybie dzialania uruchomione sa multiprogramy w systemie priorytetowym i równoczesnie liczne funkcje, wzglednie pary funkcji z jedna lub wie¬ loma zmiennymi, a ponadto liczne funkcje wzgled¬ nie pary funkcji o charakterze statystycznym sa cyfrowo zarejestrowane wedlug, sterowanej przy pomocy kabla, glebokosci otworu wiertniczego, lub wedlug innej zewnetrznej niezaleznej zmiennej.Wedlug wynalazku osiagane jest to przy pomocy urzadzenia w którym wzajemne polaczenia mie¬ dzy ogólnie stosowanymi znanymi elementami sa tak przeprowadzone, ze poprzez centralne urza¬ dzenie sterujace zostaje zapewniony system prio¬ rytetowy dla niezaleznych zmiennych doprowadza¬ nych do trzech róznych wejsc. Celowe jest posia¬ danie przez zgodne z wynalazkiem urzadzenia dla ciaglych funkcji z jedna zmienna, multipleksera, którego wzmocnienie w zaleznosci od wielkosci sygnalów wejsciowych zmienia sie wedlug calko¬ wicie liczbowej potegi dwóch. Przy zadanej doklad¬ nosci umozliwia to podwyzszenie o wiele rzedów dynamiki pomiarowej, zachowujac lub nawet zwiekszajac dokladnosc pomiarowa. Oprócz tego celowe jest takie uksztaltowanie centralnego urza¬ dzenia sterujacego, aby urzadzenie zgodnie z wy¬ nalazkiem, przy wykorzystaniu uczestniczacych w pomiarach jednostek, jednoczesnie ze zmierzeniem danych przeprowadzalo równiez ich oszacowanie.W zaleznosci od jakosci zanurzonego do otworu wiertniczego kabla celowe jest wykonanie jedno¬ stek, które wspóluczestnicza w opracowywaniu da¬ nych, w postaci umieszczonych w otworach wiert¬ niczych ukladów elektronicznych zaczynajac od wejscia sygnalów az do ukladu pamieci danych, lub tez jego czesci ukladów elektronicznych roz¬ szerzonej o nadawczo-odbiorcza jednostke kablo¬ wa pod która to nazwa rozumiane jest urzadze¬ nie, które umieszczone jest na obu koncach kabla zanurzanego do otworu wiertniczego i dopasowane jest do parametrów fizycznych kabla, oraz które umozliwia przenoszenie sygnalów w obu kierun¬ kach.Przedmiot wynalazku jest przedstwiony na ry¬ sunku, który przedstawia schemat ideowy przy¬ kladowego wykonania urzadzenia zgodnego z wy¬ nalazkiem.Urzadzenie ma cztery wejscia X, Y, Z, U. Wej¬ scia X, Y lacza sie z multiplekserem 1 którego wyjscie laczy sie z przetwornikiem analogowo- -cyfrowym 2, a wyjscie tego ostatniego poprzez jednostke arytmetyczna i pamieci posredniej 3 podlaczone jest do urzadzenia sortowania danych 4.Urzadzenie sortujace polaczone jest z pamiecia 6 oraz z jednostka odtwarzajaca 7. Multiplekser 1, przetwornik analogowo-cyfrowy 2, jednostka aryt¬ metyczna i pamieci posredniej 3, urzadzenie sor¬ towania danych 4, pamiec 6 i jednostka odtwa¬ rzajaca 7 znajduja sie we wzajemnie wysterowy- wanym polaczeniu z centralnym urzadzeniem ste- 4 rujacym 5 oraz z przyrzadem kontrolnym 8. Wyj¬ scie przyrzadu kontrolnego 8 podlaczone jest do trzeciego wejscia B multipleksera 1. Wejscia Y, U, Z podlaczone sa do centralnego urzadzenia ste- 5 rujacego 5. Wejscie X jest tym, do którego zwra¬ ca sie urzadzenie do kodowania cyklicznego w wy¬ padku gdy dokonywany jest pomiar funkcji z jed¬ na zmienna. Jedno lub wiele z tych wejsc moze byc równiez zastosowane do wprowadzenia infor- io macji jednej lub wielu ciaglych funkcji z dwoma zmiennymi. W takim wypadku urzadzenie w spo¬ sób powtarzajacy zwraca sie do jednego z wejsc X, bez poszukiwania w miedzyczasie innych wejsc X, Y. Dla wejscia X znamienne jest oprócz tego 15 to, ze odniesione do wejscia X wzmocnienie multi¬ pleksera 1 zmienia sie w funkcji docierajacej tu wielkosci sygnalu zgodnie z caloliczbowa potega dwóch. Wejscie Y sluzy do wprowadzania sygna¬ lów statystycznych. Wejscia Y wyzyskiwane sa 20 jedynie w tym przypadku, gdy takie sygnaly wy¬ stepuja.Poprzez wejscia Z moga byc zastartowane wielo¬ krotne lub subwielokrotne cykle przeszukiwania.Przy pomiarach otworów wiertniczych z ciaglym 25 przemieszczaniem sondy wiertniczej start przepro¬ wadzany jest najkorzystniej w funkcji glebokosci, a na przyklad przy pomiarach z nieruchoma son¬ da w funkcji czasu. Wejscia U uruchamiaja cykle pomiarowe szybkich przebiegów lub tez przebie- 30 gów z wieloma zmiennymi przy sygnalach cia¬ glych, wejscia X, w zaleznosci od docierajacej do wejsc Z informacji. Przy opracowywaniu sygna¬ lów statystycznych wejscia U spelniaja podobne zadanie z tym uzupelnieniem, ze steruja one nie 35 tylko mozliwoscia uruchomienia skutecznego cy¬ klu pomiarowego, lecz steruja równiez zakazem.Przykladem roli, która pelni wejscie U przy ciaglych sygnalach z dwoma zmiennymi sa meto¬ dy pomiarów akustycznych lub pomiarów wzbu- 4o dzonej polaryzacji, o ile tylko nie sa one na przy¬ klad zsynchronizowane z glebokoscia i o ile po¬ bieranie danych jest przeprowadzone w funkcji glebokosci. Przy sygnalach statystycznych przykla¬ dem roli wejsc U sa pomiary dlugowiecznosci neu- 45 tronów z wykorzystaniem impulsowego generatora neutronów, metody neutronów widm gamma z nie¬ elastycznym rozpraszaniem lub wychwytem pro¬ mieniowania, przy których istnieje zadanie syn¬ chronizacji z generatorem neutronów. 50 Niezbedne przy tych pomiarach bramki czasowe znajduja sie w centralnym urzadzeniu steruja¬ cym 5. Sygnaly wejsciowe dostarczajace przezna¬ czonej do opracowania informacji poprzez wej¬ scia X i Y zostaja doprowadzone do multiplek- 55 sera 1, który pod wplywem centralnego urzadze¬ nia sterujacego 5 wybiera przeznaczone kazdora¬ zowo do pomiaru wejscia. Wybrane przez multi¬ plekser 1 wejscie podlaczone zostaje do przetwor¬ nika cyfrowo-analogowego 2, którego zadaniem 60 Jest przetworzenie sygnalów na wartosci cyfrowe zgodnie z rozkazem z centralnego urzadzenia ste¬ rujacego 5. Z przetwornika analogowo-cyfrowego 2 dane docieraja do jednostki arytmetycznej i pa¬ mieci posredniej 3, gdzie sa traktowane zgodnie 65 z rozkazem z centralnego urzadzenia sterujacego 5.77 596 5 Jezeli sa to na przyklad dane dotyczace ciaglych sygnalów, wówczas docieraja one jako zawartosc pamieci do jednostki arytmetycznej i pamieci po¬ sredniej, jezeli natomiast celem jest okreslenie widma energii, podlaczonego do jednego z wejsc X czulego na promienie gamma detektora, wów¬ czas jednostka arytmetyczna i pamieci posredniej 3 wykorzystuje dane przylozone, pod wplywem cen¬ tralnego urzadzenia sterujacego 5, jako niezalezne zmienne, stanowiace informacje o charakterze adresu. Fakt ze dane dotarly, zmienia nagroma¬ dzona zawartosc wedlug adresu okreslonego przez te dane. Zadaniem urzadzenia sortujacego 4 jest uporzadkowanie danych w pozadanym przez pa¬ miec 6 wymiarze, przy uwzglednieniu rozkazów przylozonych na wejscia Z. Pamiec 6 jest najko¬ rzystniej jedno lub wielokanalowa, pracujaca cia¬ gle lub okresowo pamiecia z tasma magnetyczna.Moze byc jednak równiez zastosowana inna pa¬ miec, na przyklad na tasmach dziurkowanyeh.Zadaniem jednostki odtwarzajacej 7 jest odtwa¬ rzanie danych podczas zapisów oraz tworzenie za¬ pisów analogowych, przedstawienie wyników, do¬ starczanych przez przyrzad kontrolny 8 programów kontrolnych i badawczych, odtwarzanie danych po zapisie oraz zapewnienie mozliwosci wytworzenie z tego wzajemnie uzaleznionych wielokanalowych zapisów analogowych, oprócz tego wykreslanie ro¬ dzin krzywych funkcji z wieloma zmiennymi, pi¬ sanie cyfr, zobrazowanie oscylograficzne i tym podobnych czynnosci. W przypadku gdy odtwarza¬ nie sluzy jedynie do celów kontrolnych, okreslo¬ ne funkcje i urzadzenia peryferyjne jednostki od¬ twarzajacej 7 moga byc stosowane równiez nieza¬ leznie od aparatury zasadniczej. W takich wy¬ padkach, w zaleznosci od stopnia rozdzielenia, po¬ szczególne jednostki zostaja zwielokrotnione, np.: trzy jednostki arytmetyczne i pamieci posrednie, szesc pamieci itd. Aby odciazyc prad informacyj¬ ny kabla, multipleksera 1, wzglednie przetwornik analogowo-cyfrowy 2 i czesciowo jednostka aryt¬ metyczna i pamieci posredniej 3 wykonane sa w postaci konstrukcji elektronicznych umieszczonych w otworach wiertniczych. Kolejnosc priorytetowa przedstawionego przykladowo na rysunku wyko¬ nania z degresywnym priorytetem wedlug przy¬ rastajacej liczby porzadkowej (skoro tylko pomiar oraz magazynowanie danych nastepuje w 'funkcji sterowanych z kabla wejsc Z) jest najkorzystniej nastepujaca: 0) program wlasnie przebiegajacy; 1) program który opracowuje ciagle sygnaly jed¬ nej zmiennej docierajace z cyklicznie przeszuki¬ wanych wejsc X; 2) program który opracowuje ciagle sygnaly wielu zmiennych docierajace z wejsc X; 3) program magazynowania danych; 4) program który opracowuje sygnaly statystyczne docierajace z wejsc Y; 5) program odtwarzania.Podany wyzej sposób jest przydatny równiez do rejestrowania szybkich przebiegów, wykorzystujac przetwornik analogowo-cyfrowy 2, przy którym niezbedny czas przetwarzania wynosi 1—5 jusek.Ze wzgledu na swoja szybkosc eksploatacyjna sposób przydatny jest równiez do opracowywania funkcji lub grup funkcji z dwoma zmiennymi, jakie wystepuja w technice pomiarowej otworów 6 wiertniczych. Wychodzac z zalozenia, ze obszar oszacowania jednej z niezaleznych zmiennych na przyklad czasu jest ograniczony. Odpowiednio do istoty szybkiego systemu zgodnego z wynalazkiem 5 sposobu, przy zmianie pozostalej zmiennej nieza¬ leznej, na przyklad glebokosci, w ramach dopusz¬ czalnego bledu pomiarowego, zostaja zarejestro¬ wane wartosci zaleznej zmiennej wedlug niezalez¬ nej zmiennej, ha przyklad czasu, odpowiednio do 10 zadanej dokladnosci pomiarowej, z czestoscia odpowiadajaca szybkosci zmian zmiennej zaleznej, oraz z opracowaniem danych w ilosci niezbednej do odtwarzania zakresu oszacowania jednej nieza¬ leznej zmiennej. Takie dane pomiarowe zostaja 15 dostarczone na przyklad przy pomiarach akustycz¬ nych, pomiarach wzbudzonej polaryzacji lub po¬ miarach magnetycznych rdzeniowych. Opracowa¬ nie przebiegów elementarnych lub funkcji, które powstaja przy tego rodzaju przebiegach, zapewnia 20 sposób poprzez zastosowanie wraz z systemem wielokrotnym lub subwielokrotnym wieloprogra- mowane rozwiazanie nastawione w systemie prio¬ rytetowym. Wystepujace w technice pomiarowej otworów wiertniczych, zbudowane z przypadko- 25 wych elementarnych przebiegów funkcje z jedna lub wieloma zmiennymi powstaja z reguly w zwiazku z pomiarami radiologicznymi i moga byc, w zakresie oszacowania jednej niezaleznej zmien¬ nej, traktowane jako ograniczone. 30 Przy wystapieniu przebiegów elementarnych system priorytetowy zapewnia opracowanie da¬ nych bez straty informacji. Predkosc przebiegu róznych funkcji z jedna lub wieloma zmiennymi jest równiez rózna, tak wiec, przy uwzglednieniu 35 osiagalnej dokladnosci pomiarowej, rózny jest równiez dopuszczalny minimalny odstep przeszu¬ kiwania. Zgodnie z wynalazkiem rozwiazanie umo¬ zliwia zastosowanie systemu subwielokrotnego.W tym przypadku po kazdym wielokrotnym cyklu 40 nastepuje dalszy cykl o odmiennej budowie. Z in¬ formacji jednakowego typu zbudowane w takiej samej kolejnosci cykle wielokrotne wystepuja je¬ dynie w cyklach subwielokrotnych. Uporzadkowa¬ ne w ten sposób w cyklach subwielokrotnych róz- 45 ne cykle wielokrotne moga najkorzystniej zawie¬ rac równiez takie same kanaly informacyjne.Zastosowana jednostka arytmetyczna i pamieci posredniej 3 posiada te mozliwosc, ze w wypadku gdy skladajaca sie ze statystycznych elementar- 50 nych przebiegów funkcja tworzy sie przez sumo¬ wanie, uporzadkowane zgodnie z jakoscia poszcze¬ gólnych elementarnych przebiegów, to wówczas sumowanie to nastepuje w jednostce arytmetycz¬ nej i pamieci posredniej 3 odpowiednio do roz- 55 kladu statystycznego, na skutek czego wahania predkosci strumienia danych do ostatecznej pa¬ mieci 6 jak równiez i pojemnosci pamieci moga byc zmniejszone. Tego rodzaju dane pomiarowe sa na przyklad dostarczane przy zdejmowaniu radio- 60 aktywnych widm energetycznych w technice wier¬ tniczej, przy czym zmienna z ograniczonym za¬ kresem oszacowania jest tu ilosc kanalów energe¬ tycznych. Zastosowanie jednostki arytmetycznej i pamieci posredniej 3 wykazuje równiez zalety 65 przy opracowaniu szybko zmieniajacych sie funk-77 596 cji i funkcji z wieloma zmiennymi, na skutek tego unika sie koniecznosci zmniejszenia ilosci rejestro¬ wanych danych, oraz unika sie wahan predkosci magazynowania danych.Zarówno przy powoli jak i szybko zmieniaja¬ cych sie funkcjach z jedna zmienna, jak równiez przy ciaglych funkcjach z wieloma zmiennymi, oraz przy funkcjach statystycznych, dzieki zasto¬ sowaniu jednostki arytmetycznej i pamieci po¬ sredniej 3 zamiast wartosci pomiarowych w pa¬ mieci danych 6 sa magazynowane tylko ich zmia¬ ny. Przy subwielokrotnych cyklach korzystne jest równiez magazynowanie wartosci skutecznych, po¬ niewaz w tym przypadku umozliwiona jest korek- tura bledu danych. PL PL PL