RU2425213C1 - Borehole instrumentation complex - Google Patents

Borehole instrumentation complex Download PDF

Info

Publication number
RU2425213C1
RU2425213C1 RU2009148656/03A RU2009148656A RU2425213C1 RU 2425213 C1 RU2425213 C1 RU 2425213C1 RU 2009148656/03 A RU2009148656/03 A RU 2009148656/03A RU 2009148656 A RU2009148656 A RU 2009148656A RU 2425213 C1 RU2425213 C1 RU 2425213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
unit
ligament
power
information
Prior art date
Application number
RU2009148656/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Степанович Батузов (RU)
Андрей Степанович Батузов
Андрей Вячеславович Мельников (RU)
Андрей Вячеславович Мельников
Алексей Геннадиевич Пермяков (RU)
Алексей Геннадиевич Пермяков
Андрей Владимирович Ходаковский (RU)
Андрей Владимирович Ходаковский
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ГЕОФИЗМАШ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ГЕОФИЗМАШ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ГЕОФИЗМАШ"
Priority to RU2009148656/03A priority Critical patent/RU2425213C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425213C1 publication Critical patent/RU2425213C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: borehole instrumentation complex includes telemetering module and at least one binding module, which are in series connected to each other. Each of modules includes power unit connected to information processing unit, memory unit and signal level matching unit. Information processing unit is connected to memory unit and to signal level matching unit. At that at least one of modules includes borehole parameter sensor unit connected to information processing unit. Telemetering module also includes information signal extraction and shaping units, each of which is connected to power unit and to information processing unit. Power unit and information extraction and formation unit are connected by means of geophysical cable to ground equipment including power and information signal source. Signal level matching units of telemetering module and binding module connected to it are connected to each other by means of power line and/or connection. ^ EFFECT: enlarging functional capabilities of instrumentation complex, reducing the number of invalid data owing to automation of configuration process of modules in the complex. ^ 7 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области геофизических исследований скважин, а именно к устройствам для осуществления измерения и контроля параметров скважины.The invention relates to the oil industry, in particular to the field of geophysical research of wells, and in particular to devices for measuring and monitoring well parameters.

Известно устройство контроля за разработкой и эксплуатацией газовой скважины, содержащее корпус цилиндрической формы, сверху которого находится узел стыковки с каротажным кабелем. В самом корпусе установлены датчики расхода осевого потока и горизонтального потока газа, датчики влажности, давления, шума, температуры, гамма-каротажа, локатора муфт, блок питания и электронные платы, на корпусе установлен центратор, центрирующий само устройство по оси скважины (см. патент RU 2230903, МПК Е21В 47/00).A device for monitoring the development and operation of a gas well is known, comprising a cylindrical body, on top of which there is a docking station with a wireline cable. In the case itself, axial flow and horizontal gas flow sensors, humidity, pressure, noise, temperature, gamma-ray, clutch locator, power supply and electronic boards sensors are installed, a centralizer is installed on the case, centering the device itself along the well axis (see patent RU 2230903, IPC Е21В 47/00).

Недостатком устройства является узкая область применения, так как число и порядок следования датчиков строго определяются при изготовлении и не поддаются изменению при необходимости оперативного расширения для проведения дополнительных измерений.The disadvantage of this device is a narrow scope, since the number and sequence of sensors are strictly determined during manufacture and can not be changed if necessary, operational expansion for additional measurements.

Известен комплексно-комбинированный прибор для каротажа скважин, содержащий скважинную часть, соединенную линией связи (каротажным кабелем) с наземной частью. Скважинная часть включает несколько скважинных зондов, каждый из которых содержит блок согласования с линией связи, в состав которого входят трансформаторы и блок питания, и измерительные зонды, каждый из которых содержит последовательно соединенные датчики сигналов, коммутатор и преобразователь измерительной информации (см. патент SU 1087939, МПК G01V 11/00).A well-known complex combined tool for logging wells, containing a borehole part connected by a communication line (wireline) with the ground part. The downhole part includes several downhole probes, each of which contains a matching unit with a communication line, which includes transformers and a power supply, and measuring probes, each of which contains signal sensors connected in series, a switch and a measuring information converter (see patent SU 1087939 IPC G01V 11/00).

Однако как перечень, так и порядок следования данных, считываемых с зондов скважинной части, задается при изготовлении прибора и не подлежит изменению в процессе эксплуатации. Кроме того, отсутствует возможность задавать по линии связи индивидуальные настроечные коэффициенты, режимы работы и алгоритмы обработки датчиков.However, both the list and the sequence of data read from the probes of the downhole part are specified during the manufacture of the device and cannot be changed during operation. In addition, it is not possible to set individual tuning factors, operating modes, and sensor processing algorithms over the communication line.

Известен комплексный прибор для исследования скважин, содержащий цилиндрический корпус, прикрепленный к каротажному кабелю, в котором размещены датчики с электронными схемами. С торцов цилиндрического корпуса выполнены стыковочные узлы, на разъемы которых выведена информационная шина для присоединения дополнительных модулей как снизу, так и сверху, а по контактам разъемов стыковочных узлов проведена сквозная электрическая цепь, соединяющая один из контактов приборной головки с одним из контактов разъема нижнего стыковочного узла для подключения дополнительного прибора с однопроводным интерфейсом. Прибор дополнительно содержит двунаправленную линию связи и энергонезависимую память, управляемую микроконтроллером, для загрузки и сохранения в ней индивидуальных настроечных коэффициентов прибора, режимов работы и алгоритмов обработки датчиков без вскрытия корпуса (см. патент на ПМ RU 61342, МПК Е21В 47/00). Известное устройство принято за прототип.A well-known integrated device for researching wells, containing a cylindrical body attached to a wireline cable, which houses sensors with electronic circuits. Docking nodes are made from the ends of the cylindrical body, the connectors of which have an information bus for connecting additional modules both from below and from above, and a through electric circuit connecting one of the contacts of the instrument head to one of the contacts of the connector of the lower docking unit is drawn through the contacts of the connectors of the docking nodes for connecting an additional device with a single-wire interface. The device additionally contains a bi-directional communication line and a non-volatile memory controlled by a microcontroller to load and store in it individual instrument coefficients, operating modes and processing algorithms of sensors without opening the case (see patent for PM RU 61342, IPC Е21В 47/00). The known device is taken as a prototype.

Недостаток прототипа заключается в ограниченном количестве комплексных приборов, собираемых в одну связку, обусловленном наличием отдельной линии для каждого модуля, в то время как стыковочные узлы способны вмещать только определенное количество жил. К тому же соответствие получаемых данных конкретному комплексному прибору в связке (конфигурация) задается вручную оператором.The disadvantage of the prototype is the limited number of complex devices assembled in one bundle, due to the presence of a separate line for each module, while the docking nodes are able to accommodate only a certain number of cores. In addition, the correspondence of the received data to a specific complex device in a bundle (configuration) is set manually by the operator.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей и области применения контрольно-измерительного комплекса.The problem solved by the claimed invention is to expand the functionality and scope of the control and measuring complex.

Технический результат заключается в обеспечении возможности объединения в контрольно-измерительном комплексе произвольного количества модулей, предотвращении появления ошибочных данных за счет автоматизации процесса конфигурации модулей в комплексе.The technical result consists in providing the possibility of combining in the control and measuring complex an arbitrary number of modules, preventing the appearance of erroneous data by automating the process of configuring the modules in the complex.

Заявленный технический результат достигается тем, что скважинный контрольно-измерительный комплекс содержит последовательно соединенные между собой модуль телеметрии и, по крайней мере, один связочный модуль, каждый из которых включает блок питания, соединенный с блоком обработки информации, блоком памяти и блоком согласования уровней сигнала, а блок обработки информации соединен с блоком памяти и блоком согласования уровней сигнала, при этом, по крайней мере, один из модулей содержит блок датчиков параметров скважины, соединенный с блоком обработки информации, а модуль телеметрии дополнительно содержит блоки выделения и формирования информационного сигнала, каждый из которых соединен с блоками питания и обработки информации, блоки питания, выделения и формирования информационного сигнала соединены при помощи геофизического кабеля с наземной аппаратурой, включающей источник питания и информационного сигнала, блоки согласования уровней сигнала модуля телеметрии и соединенного с ним связочного модуля соединены между собой посредством линии питания и/или связи. Блоки питания модуля телеметрии и связочного модуля соединены между собой посредством линии питания и/или связи. Блок датчиков параметров скважины содержит датчик для электрического и/или акустического каротажа, и/или ядерно-геофизических исследований, и/или газового каротажа, и/или термокаротажа, и/или кавернометрии, и/или расходометрии, и/или барометрии. Каждый модуль комплекса содержит ключ, выполненный с возможностью отключения блока питания и/или блока согласования уровней сигнала соединенного с ним модуля от общей линии питания и/или связи. Модуль телеметрии содержит блок сопряжения, соединяющий геофизический кабель с блоками питания, выделения и формирования информационного сигнала модуля телеметрии. Связочный модуль содержит блок сопряжения, подключенный к линии питания и/или связи, соединяющей блоки согласования уровней сигнала модуля телеметрии и связочного модуля. Комплекс включает, по крайней мере, два связочных модуля, каждый из которых содержит дополнительный блок согласования уровней сигнала, подключенный к блоку питания и блоку обработки информации модуля, при этом дополнительный блок согласования уровней сигнала каждого связочного модуля соединен с блоком согласования уровней сигнала следующего связочного модуля.The claimed technical result is achieved by the fact that the downhole control and measuring complex comprises a telemetry module and at least one ligament module, each of which includes a power supply connected to an information processing unit, a memory unit and a signal level matching unit, and the information processing unit is connected to the memory unit and the signal level matching unit, while at least one of the modules comprises a well parameters sensor unit connected to information processing unit, and the telemetry module additionally contains units for extracting and generating an information signal, each of which is connected to power supply and information processing units, power units, extracting and generating an information signal are connected via geophysical cable to ground equipment, including a power source and information signal , blocks matching the signal levels of the telemetry module and the connected ligament module are interconnected via a power line and / or communication. The power supply units of the telemetry module and the ligament module are interconnected via a power line and / or communication. The well parameters sensor unit comprises a sensor for electrical and / or acoustic logging and / or nuclear-geophysical surveys and / or gas logging and / or thermal logging and / or cavernometry and / or flow metering and / or barometry. Each module of the complex contains a key configured to disconnect the power supply unit and / or the signal level matching unit of the connected module from the common power and / or communication line. The telemetry module contains a pairing unit connecting the geophysical cable to the power supply units, isolating and generating the information signal of the telemetry module. The ligament module contains an interface unit connected to a power and / or communication line connecting the signal level matching units of the telemetry module and the ligament module. The complex includes at least two connecting modules, each of which contains an additional signal level matching unit connected to the power supply unit and the module information processing unit, while an additional signal level matching unit of each connecting module is connected to the signal level matching unit of the next connecting module .

Изобретение поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг.1 представлена структурная схема модуля телеметрии (головного модуля) и связочных модулей при фантомной схеме питания головного и связочных модулей;figure 1 presents the structural diagram of the telemetry module (head module) and ligament modules with a phantom power circuit of the head and ligament modules;

на фиг.2 представлена структурная схема модуля телеметрии при фантомной схеме питания головного модуля и отдельной линии питания связочных модулей;figure 2 presents the structural diagram of the telemetry module with a phantom power circuit of the head module and a separate power line of the ligamentous modules;

на фиг.3 представлена структурная схема модуля телеметрии при питании головного модуля по отдельной жиле кабеля и отдельной линии питания связочных модулей;figure 3 presents the structural diagram of the telemetry module when powering the head module for a separate cable core and a separate power line connecting modules;

на фиг.4 представлена структурная схема связочного модуля при питании по отдельной жиле кабеля;figure 4 presents the structural diagram of the ligament module when powered by a separate cable core;

на фиг.5 представлена структурная схема модуля телеметрии и связочных модулей с ключом на линии питания при фантомной схеме питания модуля телеметрии и связочных модулей;figure 5 presents the structural diagram of the telemetry module and ligament modules with a key on the power line with a phantom power circuit of the telemetry module and ligament modules;

на фиг.6 представлена структурная схема модуля телеметрии с ключом на линии питания при фантомной схеме питания модуля телеметрии и отдельной линии питания связочных модулей;Fig.6 shows a structural diagram of a telemetry module with a key on the power line with a phantom power circuit of the telemetry module and a separate power line of the ligament modules;

на фиг.7 представлена структурная схема модуля телеметрии с ключом на линии питания при питании по отдельной жиле кабеля и отдельная линия питания связочных модулей;Fig. 7 shows a block diagram of a telemetry module with a key on the power line when powered by a separate cable core and a separate power line for ligament modules;

на фиг.8 представлена структурная схема связочных модулей с ключом на информационном канале и питанием по отдельной жиле кабеля;on Fig presents a structural diagram of ligament modules with a key on the information channel and power on a separate cable core;

на фиг.9 представлена структурная схема связочного модуля с ключом на линии питания и параллельным включением блока сопряжения при фантомной схеме питания связочных модулей.figure 9 presents the structural diagram of the ligament module with a key on the power line and parallel connection of the pairing unit with a phantom power scheme of the ligament modules.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate: 1 -one - геофизический кабель;geophysical cable; 2 -2 - модуля телеметрии (головной модуль);telemetry module (head module); 3 -3 - связочный модуль;ligamentous module; 4 -four - блок сопряжения;pairing unit; 5 -5 - блок питания;Power Supply; 6 -6 - блок выделения информационного сигнала;an information signal extraction unit; 7 -7 - блок формирования информационного сигнала;an information signal generating unit; 8 -8 - блок обработки информации;information processing unit; 9 -9 - блок памяти;memory block; 10 -10 - блок согласования уровней сигнала;block matching signal levels; 11 -eleven - линия связи;communication line; 12 -12 - линия питания;power line; 13 -13 - блок датчиков;sensor block; 14 -fourteen - ключ.key.

Скважинный контрольно-измерительный комплекс содержит один модуль телеметрии 2, являющийся головным модулем, и произвольное количество связочных 3 модулей, при этом связочные модули соединены между собой последовательно, а первый в связке связочный модуль соединен с головным модулем.The downhole control and measuring complex contains one telemetry module 2, which is the head module, and an arbitrary number of 3 ligamentous modules, while the ligamentous modules are connected together in series, and the first ligamentous module is connected to the head module.

Головной модуль (модуль телеметрии) посредством геофизического кабеля 1 соединен с наземной аппаратурой - источником электропитания (постоянного либо переменного тока и напряжения) и приемопередатчиком информационных сигналов, управляемым персональным компьютером (на чертеже не показаны). Для подачи электропитания к комплексу и обмена информационными сигналами между модулями и наземной аппаратурой могут использоваться как одни и те же провода геофизического кабеля, при этом информационные сигналы могут иметь различный способ модуляции (амплитудный, частотный, фазовый или комбинированный), так и отдельные жилы кабеля. При фантомной схеме питания информационные сигналы передают по жилам питания геофизического кабеля, в этом случае головной модуль содержит два блока сопряжения 4, блок питания 5 и соединенные с ним два блока 6 выделения информационного сигнала, два блока 7 формирования информационного сигнала, блок 8 обработки информации, блок памяти 9 и блок датчиков 13 (фиг.1). Первый блок сопряжения 4 головного модуля соединен с геофизическим кабелем 1 и предназначен для выделения информационных сигналов из линии питания и добавления информационных сигналов в линию питания геофизического кабеля. Второй блок сопряжения соединен с линией связи 11, предназначенной для подключения следующего в комплексе связочного модуля. В качестве блока сопряжения могут быть использованы разделительные конденсаторы, фантомные трансформаторы и т.п. Возможно подключение модуля телеметрии по фантомной схеме при использовании отдельных линий для питания 12 и связи 11 при подключении связочных модулей. В этом случае нет необходимости во вторых блоках сопряжения, выделения и формирования, головной модуль содержит один блок сопряжения 4, блок питания 5, по одному блоку выделения 6 и формирования 7 информационного сигнала, блок обработки информации 8, блок памяти 9, блок датчиков 13, а также дополнительно содержит блок 10 согласования уровней сигнала (фиг.2). При использовании отдельных жил геофизического кабеля для электропитания и обмена информационными сигналами необходимости в первом блоке 4 нет, поэтому он отсутствует (фиг.3). Если головной модуль не предназначен для измерений, а служит только для обеспечения связи с наземной аппаратурой, блок датчиков 13 отсутствует. Блок питания 5 предназначен для преобразования питающего тока и напряжения, передаваемого по каротажному кабелю, в напряжения, необходимые для работы электронных блоков модуля. Блок питания соединен с блоком сопряжения или с питающими жилами геофизического кабеля и, соответственно, со всеми потребителями электроэнергии в модуле: блоками выделения 6 и формирования 7 информационного сигнала, обработки информации 8, памяти 9, согласования 10 уровней сигнала и блоком датчиков 13. Блок сопряжения 4 (см. фиг.1 и 2) или питающие жилы геофизического кабеля (см. фиг.3) соединены с линией питания 12, к которой подключены блоки питания 5 связочных модулей 3. Блок сопряжения 4 (см. фиг.1 и 2) или сигнальные жилы геофизического кабеля (см. фиг.3) соединены с блоком 6 выделения информационного сигнала от наземной аппаратуры, предназначенным для преобразования аналогового сигнала в цифровой и соединенным со входом цифрового сигнала блока 8 обработки информации. Выход цифрового сигнала блока обработки информации соединен с блоком 7 формирования информационного сигнала от головного модуля 2 (модуля телеметрии) к наземной аппаратуре, предназначенным для преобразования цифрового сигнала в аналоговый и его усиления и соединенным с блоком 4 (см. фиг.1 и 2) либо с сигнальными жилами геофизического кабеля (см. фиг.3). Блок обработки информации 8 соединен с блоком памяти 9, хранящим исполняемую программу, тарировочные коэффициенты, служебные данные (заводской номер, версию исполняемой программы, точки записи и т.п.), а также получаемый в процессе автоматической конфигурации порядковый номер модуля в комплексе. Блок памяти также хранит идентификатор, по которому из базы данных программы обработки телеметрии, находящейся на компьютере оператора, извлекается информация о том, какой конкретно это модуль, и о его наборе датчиков; блок 9 может быть как встроенным в микропроцессор блока обработки информации 8, так и собранным из отдельных элементов. К блоку обработки информации также подключен блок датчиков 13, содержащий один или несколько датчиков (температуры, давления, плотности или др.), предназначенный для электрического, акустического, газового каротажа, ядерно-геофизических исследований, термокаротажа или кавернометрии, и блок 10 согласования уровней сигнала, соединенный при помощи линии связи 11 с аналогичным блоком 10 в первом связочном модуле 3.The head module (telemetry module) through a geophysical cable 1 is connected to ground equipment - a power source (direct or alternating current and voltage) and a transceiver of information signals controlled by a personal computer (not shown). To supply power to the complex and exchange information signals between the modules and ground equipment, the same wires of the geophysical cable can be used, while information signals can have a different modulation method (amplitude, frequency, phase or combined), as well as separate cable cores. In the phantom power supply circuit, information signals are transmitted along the supply wires of the geophysical cable, in this case the head module contains two interface units 4, a power supply unit 5 and two information signal extraction units 6 connected to it, two information signal generation units 7, an information processing unit 8, the memory unit 9 and the sensor unit 13 (figure 1). The first interface unit 4 of the head module is connected to the geophysical cable 1 and is designed to extract information signals from the power line and add information signals to the power line of the geophysical cable. The second interface unit is connected to the communication line 11, designed to connect the next in the complex ligament module. As the interface unit, isolation capacitors, phantom transformers, etc. can be used. It is possible to connect the telemetry module according to the phantom scheme when using separate lines for power supply 12 and communication 11 when connecting ligament modules. In this case, there is no need for second blocks of pairing, isolation and formation, the head module contains one pairing block 4, a power supply 5, one block for extracting 6 and generating 7 information signals, an information processing block 8, a memory block 9, a sensor block 13, and further comprises a block 10 matching signal levels (figure 2). When using separate veins of the geophysical cable for power supply and exchange of information signals, there is no need for the first block 4, therefore it is absent (Fig. 3). If the head module is not intended for measurements, but serves only to provide communication with ground equipment, the sensor unit 13 is absent. The power supply unit 5 is designed to convert the supply current and voltage transmitted through the wireline cable to the voltage necessary for the operation of the electronic modules of the module. The power supply unit is connected to the interface unit or to the supply cores of the geophysical cable and, accordingly, to all electricity consumers in the module: units for extracting 6 and generating 7 information signals, processing information 8, memory 9, matching 10 signal levels and the sensor unit 13. Interface unit 4 (see FIGS. 1 and 2) or supply cores of a geophysical cable (see FIG. 3) are connected to a power line 12 to which power supplies 5 of connecting modules 3 are connected. Interface unit 4 (see FIGS. 1 and 2) or signal wires of the geophysical cable (see fi d.3) are connected to the block 6 of the selection of the information signal from ground equipment, designed to convert an analog signal into a digital one and connected to the digital input of the information processing unit 8. The digital signal output of the information processing unit is connected to the information signal generating unit 7 from the head module 2 (telemetry module) to ground equipment designed to convert the digital signal to analog and its amplification and connected to block 4 (see Figs. 1 and 2) or with signal cores of the geophysical cable (see figure 3). The information processing unit 8 is connected to the memory unit 9, which stores the executable program, calibration coefficients, service data (serial number, version of the executable program, recording points, etc.), as well as the serial number of the module obtained in the process of automatic configuration in the complex. The memory block also stores an identifier by which information is extracted from the database of the telemetry processing program located on the operator’s computer about which module it is and about its set of sensors; unit 9 can be either integrated into the microprocessor of the information processing unit 8, or assembled from separate elements. An information block 13 is also connected to the information processing block; it contains one or several sensors (temperature, pressure, density, etc.) designed for electric, acoustic, gas logging, nuclear-geophysical studies, thermal logging or cavernometry, and a signal level matching block 10 connected via a communication line 11 with a similar unit 10 in the first ligament module 3.

Связочный модуль 3 аналогичен модулю телеметрии в случае использования фантомной схемы питания (фиг.1). При использовании линии связи 11, отдельной от линии питания 12, связочный модуль содержит блок питания 5, блок обработки информации 8, блок памяти 9, два блока 10 согласования уровней сигнала, блок датчиков 13 (фиг.4). В случае, если модуль представляет собой механизм, гибкое соединение, центратор и т.д., то блок датчиков 13 отсутствует, связочный модуль только обозначает свое присутствие и обеспечивает прохождение сигналов. Блок питания 5 первого связочного модуля 3 соединен с линией питания 12, а также со всеми потребителями электроэнергии модуля - с блоками согласования уровней сигнала, обработки информации, памяти, датчиков. К блоку обработки информации 8 подключены блок памяти 9, блок датчиков 13 и два блока согласования уровней сигнала 10, причем первый блок 10 первого связочного модуля соединен посредством линии связи 11 с блоком 10 модуля телеметрии, второй блок 10 первого связочного модуля соединен при помощи линии связи 11 с первым блоком 10 последующего связочного модуля. Произвольный связочный модуль в комплексе соединен с линией питания 12, а также с двумя соседними связочными модулями при помощи линий связи 11.The ligament module 3 is similar to the telemetry module in the case of using a phantom power circuit (Fig. 1). When using a communication line 11, separate from the power line 12, the ligament module contains a power supply 5, an information processing unit 8, a memory unit 9, two signal level matching units 10, a sensor unit 13 (Fig. 4). If the module is a mechanism, flexible connection, centralizer, etc., then the sensor unit 13 is absent, the ligament module only indicates its presence and ensures the passage of signals. The power supply 5 of the first ligament module 3 is connected to the power line 12, as well as to all consumers of electric power of the module - with blocks matching the signal levels, information processing, memory, sensors. A memory unit 9, a sensor unit 13, and two signal level matching units 10 are connected to the information processing unit 8, the first unit 10 of the first connecting module being connected via a communication line 11 to the telemetry module unit 10, the second unit 10 of the first connecting module being connected using a communication line 11 with the first block 10 of the subsequent ligamentous module. An arbitrary ligament module in the complex is connected to a power line 12, as well as to two adjacent ligament modules using communication lines 11.

Возможно иное выполнение скважинного контрольно-измерительного комплекса. Каждый связочный модуль комплекса, помимо вышеуказанного, содержит блок выключения (в головном модуле может отсутствовать), представляющий собой нормально разомкнутый ключ 14, расположенный на линии питания 12 связочного комплекса, либо на линии данных 11, либо на общем канале данных и питания, если питание модулей реализовано по фантомной схеме, и отключающий все следующие за данным модулем модули от линии питания 12, либо от линии данных 11, либо от общей линии питания и данных (фиг.5, 6, 7, 8, 9). Комплекс включает модуль телеметрии по фиг.5 и связочные модули по фиг.5 или фиг.9 при фантомной схеме питания либо модуль телеметрии по фиг.6 или фиг.7 и связочные модули по фиг.8 в других случаях. Связочный модуль с фантомной схемой питания содержит ключ 14, разделяющий линию 11 питания и связи на участки до модуля и после него, а также блок сопряжения 4, питания 5, выделения 6, формирования 7 информационных сигналов, обработки информации 8, памяти 9, датчиков 13 (фиг.9). С участком линии 11, расположенным до ключа, соединены блоки 4 и 5, при этом блок 5 соединен с блоками 6, 7, 8, 9, 13 и 14, блок 4 соединен с блоками 6 и 7, а блок 8 соединен с блоками 5, 6, 7, 9, 13 и 14.Perhaps a different implementation of the downhole control and measuring complex. Each bundle module of the complex, in addition to the above, contains a shutdown unit (it may be absent in the head module), which is a normally open key 14 located on the power line 12 of the bundle complex, either on the data line 11, or on the common data and power channel, if the power modules is implemented according to the phantom scheme, and disconnecting all the modules following the given module from the power line 12, or from the data line 11, or from the common power and data line (Figs. 5, 6, 7, 8, 9). The complex includes the telemetry module of FIG. 5 and ligament modules of FIG. 5 or FIG. 9 with a phantom power circuit, or the telemetry module of FIG. 6 or FIG. 7 and ligament modules of FIG. 8 in other cases. A connecting module with a phantom power circuit contains a key 14 dividing the power and communication line 11 into sections before and after the module, as well as a pairing unit 4, power 5, allocation 6, formation of 7 information signals, information processing 8, memory 9, sensors 13 (Fig.9). Blocks 4 and 5 are connected to the section of line 11 located up to the key, while block 5 is connected to blocks 6, 7, 8, 9, 13 and 14, block 4 is connected to blocks 6 and 7, and block 8 is connected to blocks 5 , 6, 7, 9, 13, and 14.

Скважинный контрольно-измерительный комплекс с модулями, выполненными по схемам, представленным на фиг.1-4, работает следующим образом. От наземной аппаратуры по геофизическому кабелю подают на блок сопряжения 4 головного модуля 2 питающие напряжение и ток, откуда питание поступает по линии 12 в блоки питания 5 головного и связочных модулей, вырабатывающие напряжения и токи, необходимые для работы блоков 6, 7, 8, 9, 10 и 13 соответствующих модулей. В блоке памяти 9 головного модуля 2 хранится постоянный адрес, например 00Н, который и присваивается модулю телеметрии, всем связочным модулям 3 присваивается одинаковый широковещательный адрес, например FFH, хранящийся как адрес по умолчанию в их блоках памяти. Адреса, присвоенные в процессе автоматической конфигурации (автоконфигурации) и хранящиеся в блоках памяти 9 связочных модулей 3, при отключении и повторном включении электропитания не сохраняются и вновь принимают значение широковещательного адреса (FFH). После установления номинального напряжения питания, сформированного блоком питания 5 головного модуля, и по прошествии заранее установленного временного интервала, необходимого для включения всех модулей связки, головной модуль автоматически запускает программу автоконфигурации. При выполнении программы блок обработки информации формирует команду (цифровой сигнал) «присвоить адрес 01Н» и направляет по широковещательному адресу (FFH). Команда из блока 8 поступает в блок 10 преобразования и согласования уровней сигнала, где цифровой сигнал усиливается (при необходимости преобразуется протокол и способ модуляции, осуществляется гальваническая развязка), а затем передается в линию связи 11. Прошедшая по линии связи команда принимается первым блоком 10 первого связочного модуля 3 и направляется в блок обработки информации 8 связочного модуля. Блок обработки информации 8 выделяет из принятой команды адрес получателя и сравнивает его с хранящимся в блоке памяти 9. Так как первый связочный модуль 3 имеет адрес FFH по умолчанию, то он выполняет команду, полученную от головного модуля 2, и изменяет свой адрес на 01H, фиксируя его блоке памяти 9, а затем формирует и направляет в ответ через первый блок 10 информационный сигнал (пакет телеметрии), содержащий идентификатор модуля и иную информацию о типе модуля, заводском номере, точках записи, версии электроники и т.п. Ответный пакет телеметрии поступает по линии связи 11 через блок 10 головного модуля в блок обработки информации 8, фиксирующий в блоке памяти 9 текущее количество модулей. Принятый от первого связочного модуля пакет телеметрии преобразуется в блоке 8 головного модуля: дополняется адресом 01Н (номером) ответившего модуля, информацией для проверки целостности пакета (контрольной суммой, вычисленной по заданному алгоритму) и через блоки 7 и 4 передается наземной аппаратуре. Наземная аппаратура принимает и декодирует принятый пакет и фиксирует соответствие первого адреса (01Н) конкретному типу модуля (с определенным набором датчиков). Получив от связочного модуля ответ на команду и передав его наземной аппаратуре, блок обработки информации головного модуля формирует команду «присвоить адрес 02Н» и направляет по широковещательному адресу (FFH). Команда проходит по линии связи 11 между головным модулем 2 и первым связочным модулем 3, принимается первым блоком 10 первого связочного модуля 3 и направляется в блок обработки информации 8 связочного модуля. Блок обработки информации 8 выделяет из принятой команды адрес получателя и сравнивает его с хранящимся в блоке памяти 9. Так как первый связочный модуль 3 имеет измененный адрес (01H), он не выполняет команду, полученную от головного модуля 2, а отправляет ее на второй блок 10, откуда команда по линии связи между первым и вторым связочными модулями поступает на первый блок 10 второго модуля 3. Блок обработки информации 8 второго связочного модуля получает команду, выделяет адрес получателя и сравнивает его с собственным адресом, хранящимся в блоке памяти 9. Так как адрес FFH, присвоенный по умолчанию, не был изменен, блок обработки информации второго связочного модуля выполняет команду, полученную от головного модуля 2, и изменяет свой адрес на 02Н, фиксируя его в блоке памяти 9, а затем формирует и направляет обратно через первый блок 10 ответный пакет телеметрии, содержащий идентификатор и информацию о типе модуля, заводском номере, точках записи, версии электроники и т.п. Ответ проходит по линии связи между первым связочным модулем и вторым связочным модулем и пересылается блоком обработки информации первого связочного модуля по линии связи между головным модулем и первым связочным модулем в блок обработки информации головного модуля, фиксирующий в блоке памяти 9 текущее количество модулей. Головной модуль передает пакет телеметрии, полученный от связочного модуля, к наземной станции, предварительно дополнив его адресом 02Н (номером) ответившего модуля и информацией для проверки целостности пакета. Процесс формирования команд с требованием присвоить очередной адрес из заранее определенной последовательности адресов и отправки на адрес, присваиваемый связочным модулям по умолчанию, продолжается до тех пор, пока все модули не получат адреса и по широковещательному адресу (FFH) никто не ответит (то есть истечет время ожидания ответа на команду). При наличии в головном модуле датчиков блок 8 ставит им в соответствие собственный адрес 00Н.Downhole control and measuring complex with modules made according to the schemes presented in figures 1-4, works as follows. From the ground-based equipment, a voltage and current are supplied to the interface unit 4 of the head module 2 via geophysical cable, from where power is supplied via line 12 to the power supply units 5 of the head and ligament modules, generating voltage and currents necessary for the operation of blocks 6, 7, 8, 9 , 10 and 13 of the respective modules. In the memory block 9 of the head module 2, a constant address is stored, for example 00H, which is assigned to the telemetry module, all the connecting modules 3 are assigned the same broadcast address, for example FFH, stored as the default address in their memory blocks. Addresses assigned in the process of automatic configuration (auto-configuration) and stored in the memory blocks 9 of the connecting modules 3 are not saved when the power is turned off and then turned back on and the value of the broadcast address (FFH) is returned. After setting the nominal supply voltage generated by the power supply unit 5 of the head module, and after a predetermined time interval necessary to turn on all the bundle modules, the head module automatically starts the auto-configuration program. When the program is executed, the information processing unit generates a command (digital signal) “assign address 01H” and sends it to the broadcast address (FFH). The command from block 8 enters the block 10 converting and matching signal levels, where the digital signal is amplified (if necessary, the protocol and modulation method are converted, galvanic isolation is performed), and then transmitted to communication line 11. The command transmitted through the communication line is received by the first block 10 of the first ligament module 3 and is sent to the information processing unit 8 of the ligament module. The information processing unit 8 extracts the recipient address from the received command and compares it with that stored in the memory unit 9. Since the first link module 3 has the FFH address by default, it executes the command received from the head module 2 and changes its address to 01H, fixing it to the memory block 9, and then generates and sends in response through the first block 10 an information signal (telemetry package) containing the module identifier and other information about the type of module, serial number, recording points, electronics version, etc. The response telemetry packet arrives on the communication line 11 through the head module unit 10 to the information processing unit 8, fixing the current number of modules in the memory unit 9. The telemetry packet received from the first ligament module is converted in block 8 of the head module: it is supplemented with the address 01H (number) of the responding module, information for checking the integrity of the packet (checksum calculated by the given algorithm), and transmitted to the ground equipment through blocks 7 and 4. The ground equipment receives and decodes the received packet and fixes the correspondence of the first address (01H) to a specific type of module (with a specific set of sensors). After receiving a response to the command from the ligament module and transmitting it to the ground equipment, the information processing unit of the head module generates the command "assign address 02H" and sends it to the broadcast address (FFH). The command passes through the communication line 11 between the head module 2 and the first ligament module 3, is received by the first block 10 of the first ligament module 3 and is sent to the information processing unit 8 of the ligament module. The information processing unit 8 extracts the recipient address from the received command and compares it with that stored in the memory unit 9. Since the first communication module 3 has a changed address (01H), it does not execute the command received from the head module 2, but sends it to the second block 10, from where the command on the communication line between the first and second connecting modules comes to the first block 10 of the second module 3. The information processing unit 8 of the second connecting module receives a command, selects the recipient address and compares it with its own address stored in the block 9. Since the default FFH address has not been changed, the information processing unit of the second ligament module executes the command received from the head module 2 and changes its address to 02Н, fixing it in the memory unit 9, and then forms and directs it back through the first block 10, the response telemetry package containing the identifier and information about the type of module, serial number, recording points, electronics version, etc. The answer passes through the communication line between the first ligament module and the second ligament module and is sent by the information processing unit of the first ligament module through the communication line between the head module and the first ligament module to the information processing unit of the head module, fixing the current number of modules in the memory unit 9. The head module transmits the telemetry packet received from the ligament module to the ground station, preliminarily adding it with the address 02H (number) of the responding module and information for checking the integrity of the packet. The process of generating commands with the requirement to assign the next address from a predefined sequence of addresses and send it to the address assigned to the default connecting modules continues until all the modules have received the address and no one answers the broadcast address (FFH) (i.e., the time runs out waiting for a response to a command). If there are sensors in the head module, block 8 assigns its own address 00H to them.

Закончив процедуру автоконфигурации, головной модуль начинает циклически формировать и отправлять на все связочные модули команды на измерения, и передавать получаемую от них телеметрию наземной станции. Оператор может подать какую-либо команду конкретному связочному модулю, при этом команда формируется наземной аппаратурой с добавлением адреса требуемого модуля и по каротажному кабелю посылается сигнал, соответствующий данной команде. В головном модуле блок сопряжения 4 отделяет информационный сигнал от несущего (питающего) напряжения и направляет в блок 6 выделения информационного сигнала от наземной аппаратуры, осуществляющий преобразование выделенного блоком 4 аналогового информационного сигнала в цифровой код, доступный для обработки в блоке 8. Блок обработки информации 8 головного модуля 2 принимает цифровой код и выделяет из него адрес получателя, при несовпадении выделенного адреса с адресом головного модуля (00Н) головной модуль формирует пакет телеметрии для связочного модуля и через блок 10 направляет его по межмодульной линии связи 11 в следующий связочный модуль. Первый связочный модуль, получив данный пакет телеметрии и выделив из него адрес получателя, либо выполнит содержащуюся в пакете команду, либо передаст данный пакет в неизменном виде через линию связи 11 в следующий связочный модуль.Having completed the autoconfiguration procedure, the head module begins to cyclically generate and send measurement commands to all ligament modules, and transmit the telemetry of the ground station received from them. The operator can give any command to a specific liaison module, while the command is generated by ground equipment with the address of the required module and a signal corresponding to this command is sent via the wireline cable. In the head module, the interface unit 4 separates the information signal from the carrier (supply) voltage and sends it to the information signal extraction unit 6 from the ground equipment, which converts the analog information signal extracted by unit 4 into a digital code that can be processed in block 8. Information processing unit 8 of head module 2 receives a digital code and extracts the recipient address from it, if the selected address does not match the address of the head module (00H), the head module generates a telemetry packet for viscous module and through block 10 directs it along the intermodular communication line 11 to the next ligament module. The first ligament module, having received this telemetry package and selecting the recipient address from it, will either execute the command contained in the packet or transmit the packet unchanged via communication line 11 to the next ligament module.

Возможен вариант работы заявляемого устройства по фиг.1-4, когда головной модуль связочного комплекса выполняет только функции приемопередатчика для обмена информацией между связочным комплексом и наземным оборудованием, а инициирует и проводит автоконфигурацию наземное оборудование. В исходном состоянии все модули комплекса (головной и связочные) имеют один широковещательный адрес (FFH). Затем по каротажному кабелю от наземной аппаратуры подают питание и посылают сигнал, соответствующий команде «присвоить адрес 00Н»; блок сопряжения 4 отделяет информационный сигнал от несущего (питающего) напряжения и направляет в блок 6 выделения информационного сигнала от наземной аппаратуры, осуществляющий преобразование выделенного блоком 4 аналогового информационного сигнала в цифровой код, доступный для обработки в блоке 8. Блок обработки информации 8 головного модуля 2 принимает цифровой код, выделяет из принятого пакета адрес и команду и сравнивает адрес команды с собственным адресом, хранящимся в блоке памяти 9. Так как адрес команды и адрес модуля совпадают, то первый модуль связки выполняет команду, присваивая себе адрес 00Н, сохраняет его в блоке памяти 9 и шлет ответный пакет телеметрии наземному оборудованию. И так далее, пока все связочные модули не получат уникальные адреса и на команду с широковещательным адресом никто не ответит.A variant of the operation of the claimed device according to figures 1-4, when the head module of the ligamentous complex performs only the functions of a transceiver for the exchange of information between the ligamentous complex and ground equipment, and initiates and conducts auto-configuration of ground equipment. In the initial state, all modules of the complex (head and ligamentous) have one broadcast address (FFH). Then, power is supplied via a wireline cable from ground equipment and a signal is sent corresponding to the command “assign address 00H”; the interface unit 4 separates the information signal from the carrier (supply) voltage and sends it to the information signal extraction unit 6 from the ground equipment, converting the analog information signal selected by unit 4 into a digital code available for processing in block 8. Information processing unit 8 of the head module 2 receives a digital code, extracts the address and command from the received packet, and compares the command address with its own address stored in the memory unit 9. Since the command address and the module address are the same, of the first module bundle executes the command, taking on the address 00H stores it in the storage unit 9 and sends a response packet telemetry ground equipment. And so on, until all the connecting modules receive unique addresses and no one answers the command with the broadcast address.

Принцип работы скважинного контрольно-измерительного комплекса с модулями, выполненными по схемам, представленным на фиг.5-9, отличается от вышеописанного тем, что изначально разомкнутый ключ первого связочного модуля в связке блокирует прохождение питания либо данных дальше данного модуля. Таким образом, к головному модулю изначально подключен только один модуль. После установления номинального напряжения питания, сформированного блоком питания 5 головного модуля и по прошествии установленного временного интервала, необходимого для включения всех модулей связки (если ключ 14 не размыкает линию питания), головной модуль автоматически начинает программу автоконфигурации. При наличии в головном модуле блока 14 блок обработки информации головного модуля направляет в этот блок сигнал для замыкания ключа. В результате следующий за головным модулем связочный модуль оказывается подключенным к головному модулю либо по питанию, либо информационно, либо одновременно по обоим этим каналам. При выполнении программы блок обработки информации головного модуля формирует команду (цифровой сигнал) «присвоить адрес 01H» и направляет по широковещательному адресу (FFH). Команда из блока 8 поступает в блок 10 преобразования и согласования уровней сигнала, где цифровой сигнал усиливается и преобразуется для передачи по линии связи 11; прошедшая по линии связи команда принимается блоком 10 первого связочного модуля 3 и направляется в блок обработки информации 8 связочного модуля. Блок обработки информации 8 выделяет из принятой команды адрес получателя и сравнивает его с хранящимся в блоке памяти 9. Так как первый связочный модуль 3 имеет широковещательный адрес (FFH) по умолчанию, он выполняет команду, полученную от головного модуля 2, и изменяет свой адрес на 01Н, фиксируя его в блоке памяти 9, а затем направляет в блок 14 команду на замыкание ключа, подключая таким образом следующий связочный модуль. Далее блок 8 формирует и направляет в ответ через блок 10 пакет телеметрии, содержащий информацию о типе модуля, заводском номере, точках записи, версии электроники и т.д. Ответный пакет телеметрии поступает по линии связи 11 через блок 10 головного модуля в блок обработки информации 8, фиксирующий в блоке памяти 9 текущее количество модулей. Принятый от связочного модуля пакет телеметрии преобразуется в блоке 8 головного модуля - дополняется адресом 01Н (номером) ответившего модуля (01Н), информацией для проверки целостности пакета (контрольной суммой, вычисленной по какому-либо алгоритму) и через блоки 7 и 4 передается наземной аппаратуре. Наземная аппаратура принимает и декодирует принятый пакет и фиксирует соответствие первого адреса 01Н конкретному типу модуля с определенным набором датчиков. Получив от связочного модуля ответ на команду и передав его наземной аппаратуре, блок обработки информации головного модуля формирует команду «присвоить адрес 02Н» и направляет по широковещательному адресу (FFH). Команда проходит по линии связи 11 между головным модулем 2 и первым связочным модулем 3, принимается блоками 10 первого и второго связочных модулей 3 и направляется в соответствующие блоки обработки информации 8 связочных модулей. Каждый блок обработки информации 8 выделяет из принятой команды адрес получателя и сравнивает его с хранящимся в блоке памяти 9. Так как первый связочный модуль 3 имеет измененный адрес 01H, он не выполняет команду, полученную от головного модуля 2. Блок обработки информации 8 второго связочного модуля сравнивает адрес получателя и собственный адрес, хранящийся в блоке памяти 9. Так как адрес FFH, присвоенный по умолчанию, не был изменен, блок обработки информации второго связочного модуля выполняет команду, полученную от головного модуля 2, и изменяет свой адрес на 02Н, фиксируя его в блоке памяти 9 и замыкая ключ 14, а затем формирует и направляет обратно через блок 10 ответный пакет телеметрии, содержащий информацию о типе модуля, заводском номере, точках записи, версии электроники и т.п. Процесс формирования команд с требованием присвоить очередной адрес из заранее определенной последовательности адресов и отправки на адрес, присваиваемый связочным модулям по умолчанию, продолжается до тех пор, пока все модули не получат адреса и по широковещательному адресу (FFH) никто не ответит (т.е. истечет время ожидания ответа на команду). При наличии в головном модуле блока датчиков блок 8 ставит им в соответствие собственный адрес (00Н).The principle of operation of the downhole control and measuring complex with modules made according to the schemes shown in Figs. 5-9 differs from the above in that the initially open key of the first ligament module in the ligament blocks the passage of power or data beyond this module. Thus, only one module is initially connected to the head module. After establishing the nominal supply voltage generated by the power supply unit 5 of the head module and after a set time interval is required to turn on all the bundle modules (if the key 14 does not open the power line), the head module automatically starts the autoconfiguration program. If the head module contains block 14, the information processing unit of the head module sends a signal to this block to lock the key. As a result, the ligament module following the head module turns out to be connected to the head module either by power, or information, or simultaneously through both of these channels. When the program is executed, the information processing unit of the head module generates a command (digital signal) "assign address 01H" and sends it to the broadcast address (FFH). The command from block 8 enters the block 10 conversion and coordination of signal levels, where the digital signal is amplified and converted for transmission over communication line 11; the command passed through the communication line is received by block 10 of the first ligament module 3 and sent to the information processing unit 8 of the ligament module. The information processing unit 8 extracts the recipient address from the received command and compares it with that stored in the memory unit 9. Since the first communication module 3 has a default broadcast address (FFH), it executes the command received from the head module 2 and changes its address to 01H, fixing it in the memory block 9, and then sends to the block 14 a command to close the key, thus connecting the following ligament module. Next, block 8 generates and sends a telemetry packet in response through block 10 containing information about the type of module, serial number, recording points, electronics version, etc. The response telemetry packet arrives on the communication line 11 through the head module unit 10 to the information processing unit 8, fixing the current number of modules in the memory unit 9. The telemetry packet received from the ligament module is converted in block 8 of the head module - it is supplemented with the address 01H (number) of the responding module (01H), information for checking the integrity of the packet (checksum calculated by some algorithm) and transmitted to the ground equipment through blocks 7 and 4 . The ground equipment receives and decodes the received packet and fixes the correspondence of the first address 01H to a specific type of module with a specific set of sensors. After receiving a response to the command from the ligament module and transmitting it to the ground equipment, the information processing unit of the head module generates the command "assign address 02H" and sends it to the broadcast address (FFH). The command passes through the communication line 11 between the head module 2 and the first ligament module 3, is received by blocks 10 of the first and second ligament modules 3, and is sent to the corresponding information processing units 8 of the ligament modules. Each information processing unit 8 extracts the recipient address from the received command and compares it with that stored in the memory unit 9. Since the first communication module 3 has a changed address 01H, it does not execute the command received from the head module 2. Information processing unit 8 of the second communication module compares the recipient address and its own address stored in the memory unit 9. Since the FFH address assigned by default has not been changed, the information processing unit of the second communication module executes the command received from the head module 2, and from enyaet his address to 02H, fixing it in the memory unit 9 and closing the switch 14, and then generates and sends back through the block 10 back telemetry package containing information on the module type, serial number, entry points, version electronics, etc. The process of generating commands with the requirement to assign the next address from a predetermined sequence of addresses and send to the address assigned to the connecting modules by default continues until all the modules have received the address and no one answers to the broadcast address (FFH) (i.e. time to wait for a response to the command). If there is a sensor block in the head module, block 8 associates it with its own address (00H).

Закончив процедуру авторонфигурации, головной модуль начинает циклически формировать и отправлять на все связочные модули команды на измерения, и передавать получаемую от них телеметрию наземной станции. Подача команд от наземной станции конкретному модулю происходит аналогично описанному выше.After completing the auto-configuration procedure, the head module begins to cyclically generate and send measurement commands to all the connected modules and transmit the telemetry of the ground station received from them. The command from the ground station to a specific module is issued in the same way as described above.

Возможен вариант работы заявляемого комплекса по фиг.5-9, при котором головной модуль связочного комплекса может выполнять только функции приемопередатчика для обмена информацией между связочным комплексом и наземным оборудованием, а инициирует и проводит автоконфигурацию наземное оборудование. В таком случае в исходном состоянии все модули связки (головной и связочные) имеют один широковещательный адрес (например, FFH), все модули связки (головной и связочные) имеют в своем составе ключи 14, разомкнутые в исходном состоянии, таким образом к наземной станции через каротажный кабель подключен только первый модуль. Затем по каротажному кабелю от наземной аппаратуры подают питание и посылают сигнал, соответствующий команде «присвоить адрес 00Н». Блок сопряжения 4 отделяет информационный сигнал от несущего (питающего) напряжения и направляет в блок 6 выделения информационного сигнала от наземной аппаратуры, осуществляющий преобразование выделенного блоком 4 аналогового информационного сигнала в цифровой код, доступный для обработки в блоке 8. Блок обработки информации 8 головного модуля 2 принимает цифровой код, выделяет из принятого пакета адрес и команду и сравнивает адрес команды с собственным адресом, хранящимся в блоке памяти 9. Так как адрес команды и адрес модуля совпадают, то первый модуль связки выполняет команду, присваивая себе адрес 00F и сохраняя его в блоке памяти 9, посылает команду в блок 14 для замыкания ключа и шлет ответный пакет телеметрии наземному оборудованию. И так далее, пока все связочные модули не получат уникальные адреса и на команду с широковещательным адресом никто не ответит.A possible embodiment of the inventive complex is shown in FIGS. 5–9, in which the head module of the ligament complex can only perform transceiver functions for exchanging information between the ligament complex and ground equipment, and it initiates and conducts auto-configuration of ground equipment. In this case, in the initial state, all ligament modules (head and ligaments) have one broadcast address (for example, FFH), all ligament modules (head and ligaments) have keys 14 open in the initial state, thus to the ground station through logging cable is connected only to the first module. Then, power is supplied via a wireline cable from the ground equipment and a signal is sent corresponding to the command “assign address 00H”. The interface unit 4 separates the information signal from the carrier (supply) voltage and sends it to the information signal extraction unit 6 from the ground equipment, which converts the analog information signal extracted by unit 4 into a digital code available for processing in block 8. Information processing unit 8 of the head module 2 receives a digital code, extracts the address and command from the received packet, and compares the command address with its own address stored in the memory unit 9. Since the command address and the module address are the same, ligaments of the first module executes the command, appropriating 00F address and storing it in the memory unit 9 sends a command in block 14 for the key circuit and sends a response packet telemetry surface equipment. And so on, until all the connecting modules receive unique addresses and no one answers the command with the broadcast address.

Описанные выше модули и способы их автоконфигурации в комплексе реализованы в приборе, предназначенном для комплексных геофизических исследований действующих скважин. В конкретном варианте выполнения для модуля телеметрии реализована структурная схема, показанная на фиг.5, а для всех связочных модулей реализована структурная схема, показанная на фиг.9. Геофизический кабель 1 - одножильный геофизический кабель длиной до 5500 м, например КГ1-55-180; линия связи 11 - провод МГТФ-0,12 ТУ 16-505.185-71; разъемы НКБ 1-36. Комплекс состоит из следующих модулей.The above-described modules and methods for their autoconfiguration in the complex are implemented in a device designed for complex geophysical studies of existing wells. In a specific embodiment, for the telemetry module, the block diagram shown in FIG. 5 is implemented, and for all ligament modules, the block diagram shown in FIG. 9 is implemented. Geophysical cable 1 - single-core geophysical cable up to 5500 m long, for example KG1-55-180; communication line 11 - wire MGTF-0.12 TU 16-505.185-71; NKB connectors 1-36. The complex consists of the following modules.

Модуль телеметрии - приборная головка, совмещенная с источником питания и преобразователем интерфейса, предназначенным для перекодировки внутреннего интерфейса во внешний. В качестве обоих блоков сопряжения 4 использованы трансформаторы. Блок питания 5 - импульсный обратноходовой источник на основе контроллера широтно-импульсной модуляции с токовым режимом управления UC2844, преобразующий входное напряжение (110±20 В) в напряжения, необходимые для работы электронных схем модуля. Блок выделения информационного сигнала 6 содержит R-C фильтр и схему выделения импульсов на компараторе для выделения сигналов от наземной станции, а также микросхему приемопередатчика для интерфейса RS-485 - ADM485 для выделения сигналов от модулей. Блок формирования информационного сигнала 7 содержит микросхему приемопередатчика для интерфейса RS-485 - ADM485 для формирования сигналов к модулям, а для формирования сигналов к наземной аппаратуре модулирующий сигнал поступает от PIC-контроллера, через согласующий уровни сигнала транзистор на схему усилителя сигнала по мощности на микросхеме IR53HD420 и двухобмоточный трансформатор, одна обмотка которого включена последовательно с жилой геофизического кабеля, а на вторую нагружен усилитель мощности. Блок обработки информации 8 - микроконтроллер PIC18F2420, блок памяти 9 - встроенная ПЗУ микроконтроллера PIC18F2420. Блок датчиков 13 содержит резистивный делитель и встроенный АЦП микроконтроллера для измерения напряжения питания на жиле геофизического кабеля. Ключ 14 в модуле телеметрии отсутствует, модуль, идущий следом (первый связочный модуль), всегда подключен.Telemetry module - instrument head, combined with a power source and interface converter, designed to transcode the internal interface to the external. As both blocks of the interface 4 used transformers. The power supply unit 5 is a pulsed flyback source based on a pulse-width modulation controller with a current control mode UC2844, which converts the input voltage (110 ± 20 V) into the voltages necessary for the operation of the electronic circuits of the module. The information signal extraction unit 6 contains an R-C filter and a pulse extraction circuit on the comparator for extracting signals from the ground station, as well as a transceiver chip for the RS-485 interface - ADM485 for extracting signals from the modules. The information signal generating unit 7 contains a transceiver chip for the RS-485 - ADM485 interface for generating signals to the modules, and for generating signals to the ground equipment, the modulating signal is received from the PIC controller, through a matching signal transistor, to the signal amplifier circuit on the IR53HD420 chip and a double-winding transformer, one winding of which is connected in series with a living geophysical cable, and a power amplifier is loaded on the second. Information processing unit 8 - PIC18F2420 microcontroller, memory unit 9 - built-in ROM of the PIC18F2420 microcontroller. The sensor unit 13 contains a resistive divider and a built-in ADC of the microcontroller for measuring the supply voltage on the core of the geophysical cable. There is no key 14 in the telemetry module, the module that follows (the first ligament module) is always connected.

Первый связочный модуль - модуль гамма-каротажа (ГК), содержащий локатор муфт, ГК, датчик давления, влагомер, термодебитомер, выполненный с возможностью работы в режиме термометра. Блок сопряжения 4 - трансформатор, блок питания 5 - источник на полумостовом драйвере с автогенератором IR53HD420, блок 6 выделения информационного сигнала от модулей - микросхема приемопередатчика для интерфейса RS-485 - ADM485, блок 7 формирования информационного сигнала к модулям - микросхема приемопередатчика для интерфейса RS-485 - ADM485, блок обработки информации 8 - микроконтроллер PIC18F2420, блок памяти 9 - встроенная ПЗУ микроконтроллера PIC18F2420. Блок датчиков 13 содержит локатор муфт - датчик магнитной проводимости, датчик ГК собран из детектора NaJ(Tl) 18×100, умножителя фотоэлектронного Hamamatsu R3991A и схем для запитки умножителя и выделения сигнала, датчик давления - тензопреобразователь МД10-60-V ТУ 4212-163-00227459-98, датчик влагомера - датчик диэлектрической проницаемости среды, термодебитомер - термокондутивный расходомер, датчик внутренней температуры - точный цифровой температурный датчик с I2C™ интерфейсом LM92. В качестве ключа 14 использован электронный ключ, собранный на транзисторах.The first ligamentous module is a gamma-ray logging (GC) module, containing a couplings locator, GK, a pressure sensor, a moisture meter, a thermo-debitmeter, configured to operate in a thermometer mode. Interface block 4 - transformer, power supply 5 - source on a half-bridge driver with an IR53HD420 oscillator, block 6 for extracting the information signal from the modules - transceiver chip for the RS-485 interface - ADM485, block 7 for generating an information signal to the modules - transceiver chip for the RS-interface 485 - ADM485, information processing unit 8 - PIC18F2420 microcontroller, memory unit 9 - built-in ROM of the PIC18F2420 microcontroller. The sensor unit 13 contains a coupling locator — a magnetic conductivity sensor, a GK sensor is assembled from an 18 × 100 NaJ (Tl) detector, a Hamamatsu R3991A photoelectric multiplier and circuits for powering the multiplier and signal extraction, a pressure sensor is an MD10-60-V TU 4212-163 strain transducer -00227459-98, moisture meter sensor - dielectric permittivity sensor, thermodemitter - thermoconductive flow meter, internal temperature sensor - accurate digital temperature sensor with I2C ™ LM92 interface. As a key 14, an electronic key assembled on transistors is used.

Второй связочный модуль - модуль термометра и резистивиметра, содержащий следующие датчики: термометр - датчик температуры, индуктивный резистивиметр, три акселерометра - 1 осевой датчик ускорения ADXL103CE и 2-осевой датчик ускорения ADXL203CE, и шумомер - датчик уровня шума на основе пьезокерамического элемента ⌀30×⌀26×20 (ЦТС-19). Все остальные блоки аналогичны применяемым в первом связочном модуле.The second ligament module is a thermometer and resistivity meter module, which contains the following sensors: thermometer - temperature sensor, inductive resistivity meter, three accelerometers - 1 axial acceleration sensor ADXL103CE and 2-axis acceleration sensor ADXL203CE, and sound level meter - noise level sensor based on ⌀30 × piezoceramic element ⌀26 × 20 (TsTS-19). All other blocks are similar to those used in the first ligament module.

Третий связочный модуль - модуль механического расходомера, все блоки которого аналогичны используемым в вышеописанных модулях, кроме блока датчиков, включающего датчик расхода жидкости или газа - непроходной механический расходомер диаметром 38 мм с центратором, используемый для работы при больших скоростях потока жидкости или газа, выполненный с возможностью определения направления движения потока и измерения диаметра колонны.The third ligament module is a mechanical flowmeter module, all of whose blocks are similar to those used in the above modules, except for the sensor block including a liquid or gas flow sensor - a non-pass mechanical 38 mm diameter flow meter with a centralizer, used to operate at high flow rates of liquid or gas, made with the ability to determine the direction of flow and measure the diameter of the column.

Четвертый связочный модуль - модуль плотномера на источнике Аm241, предназначенный для измерения плотности флюида. Все блоки модуля плотномера аналогичны используемым в модуле гамма-каротажа, за исключением блока датчиков, содержащего датчик плотномера с кристаллом NaJ(Tl) диаметром 10 мм и длиной 5 мм в качестве излучателя и умножителем фотоэлектронным ФЭУ-102 ОКП 63 6722 1246 в качестве детектора.The fourth ligament module is the density meter module at source Am241, designed to measure fluid density. All blocks of the densitometer module are similar to those used in the gamma-ray logging module, except for the sensor block containing the densitometer sensor with a NaJ (Tl) crystal with a diameter of 10 mm and a length of 5 mm as a radiator and a photomultiplier PMT-102 OKP 63 6722 1246 as a detector.

Пятый связочный модуль в комплексе - нейтронный модуль для проведения нейтронного каротажа, используемый для оценки пористости породы. Блок датчиков содержит гелиевый счетчик нейтронов СНМ56Д, схемы для электропитания и выделения сигнала. Все остальные блоки аналогичны применяемым в других связочных модулях.The fifth ligament module in the complex is a neutron module for neutron logging, used to evaluate rock porosity. The sensor block contains a helium neutron counter SNM56D, circuits for power supply and signal extraction. All other blocks are similar to those used in other connecting modules.

Для работы скважинного контрольно-измерительного комплекса используется наземная аппаратура - комплексная геофизическая лаборатория и персональный компьютер. Лаборатория обеспечивает формирование стабилизированного постоянного напряжения и передачу его по геофизическому кабелю, непрерывный автоматический сбор телеметрической информации от скважинного комплекса и ее декодирование. Входные аналоговые сигналы оцифровываются быстродействующим 14-разрядным аналого-цифровым преобразователем с максимальной частотой выборок 3 МГц. После этого сигнал поступает на вход сигнального процессора, где он декодируется и передается для регистрации на компьютер по стандартному сетевому протоколу Ethernet, что обеспечивает высокую скорость обмена данными и аппаратную независимость от типа применяемого компьютера.For the operation of the downhole control and measuring complex, ground-based equipment is used - an integrated geophysical laboratory and a personal computer. The laboratory provides the formation of a stabilized constant voltage and its transmission through a geophysical cable, continuous automatic collection of telemetry information from the well complex and its decoding. Input analog signals are digitized by a high-speed 14-bit analog-to-digital converter with a maximum sampling frequency of 3 MHz. After that, the signal is fed to the input of the signal processor, where it is decoded and transmitted for registration to the computer using the standard Ethernet network protocol, which ensures high data exchange speed and hardware independence from the type of computer used.

Claims (7)

1. Скважинный контрольно-измерительный комплекс, характеризующийся тем, что он содержит последовательно соединенные между собой модуль телеметрии и, по крайней мере, один связочный модуль, каждый из которых включает блок питания, соединенный с блоком обработки информации, блоком памяти и блоком согласования уровней сигнала, а блок обработки информации соединен с блоком памяти и блоком согласования уровней сигнала, при этом, по крайней мере, один из модулей содержит блок датчиков параметров скважины, соединенный с блоком обработки информации, а модуль телеметрии дополнительно содержит блоки выделения и формирования информационного сигнала, каждый из которых соединен с блоками питания и обработки информации, блоки питания, выделения и формирования информационного сигнала соединены при помощи геофизического кабеля с наземной аппаратурой, включающей источник питания и информационного сигнала, блоки согласования уровней сигнала модуля телеметрии и соединенного с ним связочного модуля соединены между собой посредством линии питания и/или связи.1. A downhole control and measuring complex, characterized in that it comprises a telemetry module and at least one ligament module, each of which includes a power supply connected to an information processing unit, a memory unit and a signal level matching unit and the information processing unit is connected to the memory unit and the signal level matching unit, while at least one of the modules contains a well parameters sensor unit connected to the information processing unit and the telemetry module additionally contains blocks for extracting and generating an information signal, each of which is connected to power supply and information processing units, power units for extracting and generating an information signal are connected via geophysical cable to ground equipment, including a power source and information signal, blocks coordination of signal levels of the telemetry module and the ligament module connected to it are interconnected via a power line and / or communication. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блоки питания модуля телеметрии и связочного модуля соединены между собой посредством линии питания и/или связи.2. The complex according to claim 1, characterized in that the power supply units of the telemetry module and the ligament module are interconnected via a power line and / or communication. 3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок датчиков параметров скважины содержит датчик для электрического и/или акустического каротажа, и/или ядерно-геофизических исследований, и/или газового каротажа, и/или термокаротажа, и/или кавернометрии, и/или расходометрии, и/или барометрии.3. The complex according to claim 1, characterized in that the well parameters sensor unit comprises a sensor for electrical and / or acoustic logging, and / or nuclear-geophysical surveys, and / or gas logging, and / or thermal logging, and / or cavernometry, and / or flow measurement and / or barometry. 4. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что каждый модуль комплекса содержит ключ, выполненный с возможностью отключения блока питания и/или блока согласования уровней сигнала соединенного с ним модуля от общей линии питания и/или связи.4. The complex according to claim 2, characterized in that each module of the complex contains a key configured to disconnect the power supply unit and / or the unit for matching signal levels of the module connected to it from a common power and / or communication line. 5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что модуль телеметрии содержит блок сопряжения, соединяющий геофизический кабель с блоками питания, выделения и формирования информационного сигнала модуля телеметрии.5. The complex according to claim 1, characterized in that the telemetry module comprises an interface unit connecting the geophysical cable to the power supply units, isolating and generating the information signal of the telemetry module. 6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что связочный модуль содержит блок сопряжения, подключенный к линии питания и/или связи, соединяющей блоки согласования уровней сигнала модуля телеметрии и связочного модуля.6. The complex according to claim 1, characterized in that the ligament module comprises an interface unit connected to a power and / or communication line connecting the signal level matching units of the telemetry module and the ligament module. 7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что он включает, по крайней мере, два связочных модуля, каждый из которых содержит дополнительный блок согласования уровней сигнала, подключенный к блоку питания и блоку обработки информации модуля, при этом дополнительный блок согласования уровней сигнала каждого связочного модуля соединен с блоком согласования уровней сигнала следующего связочного модуля. 7. The complex according to claim 1, characterized in that it includes at least two connecting modules, each of which contains an additional unit for matching signal levels, connected to a power supply unit and a unit for processing information of the module, while an additional unit for matching signal levels each ligament module is connected to the signal level matching unit of the next ligament module.
RU2009148656/03A 2009-12-29 2009-12-29 Borehole instrumentation complex RU2425213C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148656/03A RU2425213C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Borehole instrumentation complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148656/03A RU2425213C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Borehole instrumentation complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425213C1 true RU2425213C1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148656/03A RU2425213C1 (en) 2009-12-29 2009-12-29 Borehole instrumentation complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425213C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487238C1 (en) * 2012-02-09 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" Down-hole testing and measuring complex and method for its installation in horizontal well
CN103850677A (en) * 2012-12-08 2014-06-11 山东天工石油装备有限公司 Signal relay station
RU2647714C1 (en) * 2016-12-19 2018-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "Геофизмаш" Method of collecting information in a sensor system
RU195059U1 (en) * 2019-04-29 2020-01-14 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Integrated downhole photometric device
RU201673U1 (en) * 2020-11-11 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Навигационные технологии" Signal transmission device
RU2760109C1 (en) * 2020-12-30 2021-11-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Русские Универсальные Системы" Device of downhole telemetry of drilling complex
RU213860U1 (en) * 2020-04-03 2022-10-05 Елена Алексеевна Тареева WELL BOTTOM ANGLE CONTROL DEVICE FOR HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2487238C1 (en) * 2012-02-09 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" Down-hole testing and measuring complex and method for its installation in horizontal well
CN103850677A (en) * 2012-12-08 2014-06-11 山东天工石油装备有限公司 Signal relay station
RU2647714C1 (en) * 2016-12-19 2018-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "Геофизмаш" Method of collecting information in a sensor system
RU195059U1 (en) * 2019-04-29 2020-01-14 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Integrated downhole photometric device
RU213860U1 (en) * 2020-04-03 2022-10-05 Елена Алексеевна Тареева WELL BOTTOM ANGLE CONTROL DEVICE FOR HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING
RU201673U1 (en) * 2020-11-11 2020-12-28 Общество с ограниченной ответственностью "Навигационные технологии" Signal transmission device
RU2760109C1 (en) * 2020-12-30 2021-11-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Русские Универсальные Системы" Device of downhole telemetry of drilling complex
RU2798916C1 (en) * 2023-02-14 2023-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть - Ноябрьскнефтегазгеофизика" (ООО "Газпромнефть - ННГГФ") Device and method for automated measurement of drilling fluid parameters
RU2806903C1 (en) * 2023-03-29 2023-11-08 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМТЕХКОМПЛЕКТ-МЕЖРЕГИОН" Sucker rod

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425213C1 (en) Borehole instrumentation complex
RU2390814C2 (en) Process field device with high-frequency communication
US7142129B2 (en) Method and system for downhole clock synchronization
CN102369488B (en) Industrial process control transmitter with multiple sensors
JP2911888B2 (en) measuring device
US4788545A (en) Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole
US8459899B2 (en) Vibrating apparatus for compacting concrete
CN101542863A (en) Method and apparatus for a power line communications test system
US4620189A (en) Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole
US20150311649A1 (en) Method and system to automatically identify electrical devices
RU2667334C2 (en) Wireless interface within transmitter
CN105917279A (en) Process automation field device
US9828848B2 (en) Wireless passive pressure sensor for downhole annulus monitoring
US4876539A (en) Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole
US20120123711A1 (en) System and Method for Measuring Power Usage
CN104115405B (en) Geophysical data obtains system
KR20060083367A (en) Multi function data gathering device of automatic meter reading system
EP2702418B1 (en) Galvanically isolated voltage measurement
US20110187554A1 (en) Integrated permanent monitoring system
JPH08223092A (en) Load survey system
US6917303B2 (en) Logging sondes for use in boreholes
KR101928793B1 (en) Hydrophone sensor system
JP5315413B2 (en) Method and apparatus for pulse width modulated signal processing
KR100507851B1 (en) Remote meter reading system with power line communication
RU2538013C1 (en) Telemetry system of operated well

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130708