RU2533759C1 - Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well - Google Patents

Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well Download PDF

Info

Publication number
RU2533759C1
RU2533759C1 RU2013133492/28A RU2013133492A RU2533759C1 RU 2533759 C1 RU2533759 C1 RU 2533759C1 RU 2013133492/28 A RU2013133492/28 A RU 2013133492/28A RU 2013133492 A RU2013133492 A RU 2013133492A RU 2533759 C1 RU2533759 C1 RU 2533759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
card
geoacoustic
unit
spectral characteristics
switch
Prior art date
Application number
RU2013133492/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Сергеевич Новиков
Олег Викторович Киреев
Михаил Александрович Шушунов
Юрий Геннадьевич Астраханцев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Недра-С"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Недра-С" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Недра-С"
Priority to RU2013133492/28A priority Critical patent/RU2533759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2533759C1 publication Critical patent/RU2533759C1/en

Links

Landscapes

  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in a well comprising, in a downhole tool, three mutually orthogonal geoacoustic signal sensors, a sensor switch, an amplifier, a microcontroller with a built-in high-speed analogue-to-digital converter, a temperature sensor for immediate correction of measurement results, a self-contained power supply unit, a supply voltage control unit, an SD card for storing obtained information, an SD card switch for facilitating switching of operating modes on SPI and MMC protocols, a unit for interfacing with a personal computer on a COM protocol for setting up operating parameters of the apparatus, a unit for interfacing with a personal computer on an MMC-USB protocol for transmitting measurement data.
EFFECT: use of a high-speed analogue-to-digital converter built into a microcontroller and an SD card to store results enables to obtain a volume of measurements which is sufficient for analysis with high accuracy through spectral characteristics using three-component geoacoustic logging techniques.
1 dwg

Description

Изобретение относится к геофизике и может использоваться для проведения измерений геоакустических шумов в различных полосах частот, в частности для измерения спектральных характеристик составляющих вектора естественного геоакустического сигнала в скважине.The invention relates to geophysics and can be used to measure geoacoustic noise in various frequency bands, in particular for measuring the spectral characteristics of the components of the vector of a natural geoacoustic signal in the well.

Известно устройство для измерения геоакустических шумов в скважине (RU 2123711), содержащее три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, последовательно соединенные и подключенные к выходу усилителя блок фильтров, блок выпрямителей, второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок приема-передачи, подключенный к каротажному кабелю, а также два гравитационных акселерометра, выходы которых подключены к входам второго коммутатора, укрепленные таким образом, что их оси чувствительности совпадают по направлению с осями чувствительности двух датчиков геоакустических сигналов, направленных перпендикулярно оси скважинного прибора.A device for measuring geo-acoustic noise in a well (RU 2123711), comprising three mutually orthogonal sensors of geo-acoustic signals, a sensor switch, a filter unit, a rectifier unit, a second switch, an analog-to-digital converter, a transmit-receive unit, are connected in series and connected to the amplifier output connected to the logging cable, as well as two gravitational accelerometers, the outputs of which are connected to the inputs of the second switch, fortified in such a way that their sensitivity axes coincide direction with the axes of sensitivity of the two sensors geoacoustic signals directed perpendicularly to the downhole tool axis.

Известно также устройство для проведения геоакустического каротажа (RU 2445653), которое содержит три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь и блок полосовых фильтров.A device for conducting geo-acoustic logging (RU 2445653) is also known, which contains three mutually orthogonal sensors for geo-acoustic signals, an amplifier, switches, an analog-to-digital converter and a block of bandpass filters.

Недостатком вышеперечисленных устройств является использование каротажного кабеля для подключения измерительного устройства к источнику питания и передачи данных измерений для последующей обработки. Указанный недостаток затрудняет использование данных приборов в скважинах с агрессивной средой (например, при использовании на месторождениях с высоким содержанием сероводорода в скважине). Кроме того, в вышеперечисленных приборах используются полосовые фильтры, которые не позволяют производить измерения с повышенной точностью.The disadvantage of the above devices is the use of a logging cable to connect the measuring device to a power source and transfer measurement data for subsequent processing. This drawback makes it difficult to use these devices in wells with an aggressive environment (for example, when used in fields with a high content of hydrogen sulfide in the well). In addition, the above instruments use band-pass filters, which do not allow measurements with increased accuracy.

Задача предлагаемого изобретения - создание автономного устройства для проведения геоакустических исследований с повышенной точностью.The objective of the invention is the creation of an autonomous device for conducting geoacoustic studies with increased accuracy.

Предлагаемое устройство содержит три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным быстродействующим аналого-цифровым преобразователем для измерения спектральных характеристик естественного шумового сигнала, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, датчик температуры, блок питания, блок контроля напряжения элементов питания, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.The proposed device contains three mutually orthogonal sensors of geoacoustic signals, a sensor switch, an amplifier, a microcontroller with a built-in high-speed analog-to-digital converter for measuring the spectral characteristics of a natural noise signal, an SD card for storing the received information, an SD card switch for the ability to switch operating modes using SPI and MMS, temperature sensor, power supply, voltage control unit for batteries, PC interface with a personal computer COM protocol for adjusting the operation parameters of the device, a unit for interfacing with a personal computer via MMC-USB protocol for transmitting measurement data.

На чертеже (фиг.1) изображена функциональная схема устройства.The drawing (figure 1) shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит: 1, 2, 3 - три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов ZN, XN, YN, ось чувствительности одного из них ZN направлена по оси скважинного прибора, а двух других - XN, YN - перпендикулярно оси прибора, 4 - коммутатор датчиков, 5 - усилитель сигнала, 6 - микроконтроллер со встроенным быстродействующим аналого-цифровым преобразователем, 7 - блок контроля питающего напряжения, 8 - блок питания, 9 - датчик температуры, 10 - блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, 11 - коммутатор SD карты, 12 - SD карта, 13 - блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.The device contains: 1, 2, 3 - three mutually orthogonal sensors of geoacoustic signals ZN, XN, YN, the sensitivity axis of one of them ZN is directed along the axis of the downhole tool, and the other two - XN, YN - perpendicular to the axis of the device, 4 - sensor switch, 5 - a signal amplifier, 6 - a microcontroller with a built-in high-speed analog-to-digital converter, 7 - a supply voltage control unit, 8 - a power supply unit, 9 - a temperature sensor, 10 - a unit for interfacing with a personal computer using the COM protocol to configure device operation parameters, 11 - comm SD card trimmer, 12 - SD card, 13 - PC interface using MMC-USB protocol for transferring measurement data.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом измерений с помощью блока 10 сопряжения с персональным компьютером (на схеме не указан) по протоколу СОМ производится настройка параметров работы устройства (очистка энергонезависимой памяти от результатов предыдущих измерений, установка часов реального времени, установка времени начала измерений, длительности измерений, периода дискретизации, определяющего точность измерений, установка режима SD карты и т.д.). При проведении измерений значение сигнала с каждого из датчиков 1, 2, 3 через коммутатор 4, управляемый микроконтроллером 6, и усилитель 5 поступает в микроконтроллер 6, где на встроенном высокоскоростном аналого-цифровом преобразователе (на схеме не показан) производится их оцифровка с заданной частотой дискретизации. Затем полученные результаты измерений с использованием шины SPI сохраняются на SD карте 12. Сигнал датчика температуры 9 также поступает в микроконтроллер 6, обрабатывается и сохраняется на SD карте 12. Для обеспечения энергопитания устройства используется автономный блок питания 8, который содержит заменяемые элементы питания и стабилизатор напряжения (на схеме не указаны). Для контроля состояния элементов питания используется блок контроля питающего напряжения 7, управляемый микроконтроллером 6. После проведения измерений устройство с помощью блока сопряжения 13 подключается к персональному компьютеру (на схеме не указан) по протоколу USB для дальнейшей обработки результатов измерений. При этом коммутатор SD карты 11 устанавливает ее в режим высокоскоростной передачи данных по протоколу ММС.Before starting the measurements, using the unit 10 for interfacing with a personal computer (not shown in the diagram), the COM parameters of the device are adjusted using the COM protocol (cleaning non-volatile memory from the results of previous measurements, setting the real-time clock, setting the start time of measurements, duration of measurements, sampling period, determining the accuracy of measurements, setting the SD card mode, etc.). When conducting measurements, the signal value from each of the sensors 1, 2, 3 through the switch 4, controlled by the microcontroller 6, and the amplifier 5 enters the microcontroller 6, where they are digitized at a given frequency on the built-in high-speed analog-to-digital converter (not shown) discretization. Then, the obtained measurement results using the SPI bus are stored on the SD card 12. The signal of the temperature sensor 9 also enters the microcontroller 6, is processed and stored on the SD card 12. To provide power to the device, an autonomous power supply unit 8 is used, which contains replaceable batteries and a voltage regulator (not shown in the diagram). To monitor the condition of the batteries, the power supply control unit 7, controlled by the microcontroller 6, is used. After measurements, the device is connected to the personal computer (not shown) in the interface unit 13 via USB protocol for further processing of the measurement results. At the same time, the SD card switch 11 sets it to high-speed data transfer mode using the MMS protocol.

Использование высокоскоростного, встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя и SD карты для сохранения результатов позволяет получить объем измерений, достаточный для их анализа с повышенной точностью с помощью спектральных характеристик с использованием методики трехкомпонентного геоакустического каротажа.Using a high-speed analog-to-digital converter and an SD card built into the microcontroller to save the results allows us to obtain a measurement volume sufficient for analysis with increased accuracy using spectral characteristics using a three-component geoacoustic logging technique.

Claims (1)

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, отличающееся тем, что дополнительно содержит микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений. A device for measuring the spectral characteristics of geo-acoustic noise in a well, comprising three mutually orthogonal sensors of geo-acoustic signals in the well, a sensor switch, an amplifier, characterized in that it further comprises a microcontroller with a built-in high-speed analog-to-digital converter, a temperature sensor designed to directly correct the measurement results , autonomous power supply unit, power voltage control unit, SD card for storing received information AI, an SD card switch for the ability to switch operating modes using the SPI and MMS protocols, a PC interface unit for using the COM protocol to configure device operation parameters, an interface unit with a personal computer for MMC-USB protocol for transmitting measurement data.
RU2013133492/28A 2013-07-18 2013-07-18 Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well RU2533759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133492/28A RU2533759C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013133492/28A RU2533759C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2533759C1 true RU2533759C1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53382818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013133492/28A RU2533759C1 (en) 2013-07-18 2013-07-18 Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2533759C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668654C1 (en) * 2017-08-24 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (ИГФ УрО РАН) Device for measuring geoacoustic signals in well
RU189841U1 (en) * 2019-04-12 2019-06-06 Пазушко Павел Михайлович DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS
CN110687606A (en) * 2019-10-25 2020-01-14 长安大学 Three-component directional correction method for ocean bottom node seismograph

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123711C1 (en) * 1997-03-11 1998-12-20 Институт геофизики Уральского отделения РАН Device for measuring natural acoustic noise in borehole
RU2187636C1 (en) * 2001-02-21 2002-08-20 Дрягин Вениамин Викторович Method of determination of reservoir saturation nature
RU2445653C2 (en) * 2010-05-13 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт геофизики Уральского отделения РАН Geo-acoustic logging device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123711C1 (en) * 1997-03-11 1998-12-20 Институт геофизики Уральского отделения РАН Device for measuring natural acoustic noise in borehole
RU2187636C1 (en) * 2001-02-21 2002-08-20 Дрягин Вениамин Викторович Method of determination of reservoir saturation nature
RU2445653C2 (en) * 2010-05-13 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт геофизики Уральского отделения РАН Geo-acoustic logging device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Таланкин А.К. Применение трехкомпанентного геоакустического каротажа для решения геологических и технических задач при разработке газоконденсатных месторождений. Электронный научный журнал "Нефтегазовое дело". март-апрель 2013 N2, с. 91-106. AN10406 Accessing SD/MMC card using SPI on LPC2000, Rev. 03- 3 January 2007, Application note, p.p. 2-18 . Как использовать карты MMC/SDC (ChaN, "How to Use MMC/SDC"), PIClist RUS, 2007, стр. 1-10. Руководство Digital P.A. System 6000 Series, Iter-M Corp., November 2011, pp. 15, 17 . *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668654C1 (en) * 2017-08-24 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (ИГФ УрО РАН) Device for measuring geoacoustic signals in well
RU189841U1 (en) * 2019-04-12 2019-06-06 Пазушко Павел Михайлович DEVICE FOR MEASURING VIBRATION PARAMETERS
CN110687606A (en) * 2019-10-25 2020-01-14 长安大学 Three-component directional correction method for ocean bottom node seismograph
CN110687606B (en) * 2019-10-25 2021-04-20 长安大学 Three-component directional correction method for ocean bottom node seismograph

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105597298A (en) Fitness effect evaluation system based on electromyographic signal and body movement detection
RU2533759C1 (en) Apparatus for measuring spectral characteristics of geoacoustic noise in well
EP4223217A3 (en) Vital signs monitoring system
CN105232052A (en) Device for recognizing human lower limbs movement posture by virtue of combined sensor
CN203688491U (en) Rapid detector for water-injected meat
CN203914906U (en) A kind of electrocardio testing circuit and electronic equipment
CN211962035U (en) Equipment for detecting cell vibration frequency and health risk assessment system
Fedasyuk et al. Method of analyzing dynamic characteristics of MEMS gyroscopes in test measurement mode
CN105769139B (en) Pulse signal acquisition on nail and data wireless base station apparatus
CN104939824B (en) A kind of wearable device, detection circuit and method for wearable device
Berlin et al. Low-power lessons from designing a wearable logger for long-term deployments
RU136594U1 (en) DEVICE FOR MEASURING GEOACOUSTIC NOISE IN A WELL
CN103549959A (en) Gait data analysis method of gait training rectification instrument measurement system
CN104287702A (en) Female pregnancy characteristic monitoring system and method based on wristband
US20170192405A1 (en) Condition monitoring device and monitoring system using the same
CN211824531U (en) Vibrating wire type sensor data acquisition instrument suitable for Internet of things
CN107543544A (en) Zero velocity detecting system in pedestrian's inertial navigation
Dudak et al. Application of inertial sensors for detecting movements of the human body
Gaofeng et al. Non-contact temperature measurement system based on embedded IIC
CN101813688A (en) Multiparameter water quality analyzer
Heitmann et al. EG0N: Portable in-situ energy measurement for low-power sensor devices
Bora et al. Design of a USB based multichannel, low cost data acquisition system using PIC microcontroller
Knapkiewicz et al. Animals dedicated, MEMS sensors based mechatronics movement assessment system
Haghi et al. A multi-tasking, multi-layer and replaceable wrist-worn environmental monitoring sensor node
AU2020102947A4 (en) Inertial measurement unit for wearable continuous human motion information system