SU1162956A1

SU1162956A1 - Down-hole instrument for measuring and registering well parameters

Info

Publication number: SU1162956A1
Application number: SU833629027A
Authority: SU
Inventors: Тельман Аббас Оглы Алиев; Рауф Мустафа Оглы Кадымов; Вагиф Фейруз Оглы Эфендиев
Original assignee: Институт Кибернетики Ан Азсср
Priority date: 1983-07-11
Filing date: 1983-07-11
Publication date: 1985-06-23

Abstract

ГЛУБИННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ СКВАЖИННЫХ ПАРА ЕТРОВ , содержащий герметичный корпус , в котором расположены датчики скважинных параметров, соединенные с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок пам ти и блок электропитани , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности, он снабжен триггером управлени , четьфьм логическими элементами И, дву м одновибраторами и логическим элементом ИЛИ, при этом входы первого и второго логических элементов И подключены к первому выходу преобразовател электрических сигналов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера .управлени , нулевой и единичный выходы которого соответственно подключены к вторым входам первого и Bio рого логических элементов И, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов, инверсные и пр мые выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам третьего и четвертого логических элементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с преобразовате лем электрических сигналов в цифровые данные, один из выходов которого подключен к информационному входу блока пам ти. Од СО 01 ОдA DEPTH DEVICE FOR MEASURING AND REGISTRATION OF THE ELEVE BOTTOM, containing a sealed housing, in which downhole parameters sensors are located, connected to an electrical data to digital converter, an electrical time signal generator, a memory unit and a power supply unit, characterized in that reliability, it is equipped with a control trigger, four logical AND elements, two single-oscillators and an OR logical element, while the inputs of the first and second logical AND elements Connected to the first output of the converter of electrical signals to digital data, the second output of which is connected to the counting input of the trigger. The control, the zero and single outputs of which are respectively connected to the second inputs of the first and Bio logical elements And, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second single vibrators, inverse and direct outputs of which are respectively connected to the first and second inputs of the third and fourth AND logic gates, the outputs of the latter are connected to the OR element, the output of which It is connected to the converter of electrical signals into digital data, one of the outputs of which is connected to the information input of the memory unit. Od co 01 od

Description

1 , 1 Изобретение относитс к средствам дл исследовани скважин и может быть использовано в глубинных приборах дл измерени параметров в скважине при отсутствии телеметрического канала св зи. Известен глубинный прибор дл измерени и регистрации скважинных параметров, содержащий герметичный корпус, датчики скважинных параметров , преобразователь электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок пам ти и блок электропитани fll Недостатком указанного прибора вл етс то, что все результаты измерени регистрируютс в блоке пам ти независимо от их информативности, чем ухудшаютс его метрологические характеристики и ограничиваетс область применени . Наиболее близким к предлагаемому вл етс глубинный прибор дл измерени и регистрации скважинных параметров , содержащий герметический корпус, в котором расположены датчик1| скважинных параметров, св занны с пр еобразователем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок пам ти и блок злектропитани 2 Однако известное устройство имеет .сложную аппаратурную реализацию, недостаточно технологично и надежно. Цель изобретени - повышен,ие надежности , упрощение и улучшение метрологических характеристик. Поставленна цель достигаетс тем, что глубинный прибор дл измер ни и регистрации скважинных параметров , содержащий герметичный корпус , в котором расположены датчики скважинных параметров, соединенные с преобразбвателем электрических сигналов в цифровые данные, генератор электрических сигналов времени, блок пам ти и блок электропитани , снабжен триггером управлени , четьфьм логическими элементами И, дв м одновибраторами и логическим эле ментом ИЛИ, при этом первые входы первого и второго логического элемента И подключены к первому выходу преобразовател электрических сигналов в цифровые данные, второй выход которого соединен со счетным входом триггера управлени , нулевой и единичный выходы которого 6 соответственно подключены к вторым входам первого и второго логических элементов И, выходы которых соединены с входами первого и второго одновибраторов , инверсные и пр мые выходы которых соответственно полключены к первому и второму входам третьего и четвертого логических элементов И, выходы последних подключены к элементу ИЛИ, выход которого соединен с преобразователем электрических сигналов в цифровые данные , один из выходов которого подключен к информационному входу блока пам ти. На фиг,1 изо.бражен блок глубинного прибора в подземном положении (спуск в скважину); на фиг.2 - диаграммы , по сн ющие работу устройства. Глубинный прибор содержит герметичный корпус 1, датчики 2 скважинных приборов параметров, преобразователь 3 электрических сигналов в цифровые данные, генератор 4 электрических сигналов времени, триггер 5 управлени , первый 6, второй 7 логические элементы И, первый 8 и второй 9 одновибраторы, третий 10 и -четвертой 11 логические элементы И, логический элемент ИЛИ 12, блок 13 пам ти, блок 14 электропитани . В подземном положении корпус 1 механически соединен с устройством спуска и подъема глубинного прибора. Глубинный прибор дл измерени и регистрации скважинных параметров работает следующим образом. С помощью устройства и подъема глубинный прибор спускают в скважину . Скважинные параметры (температура , давление и др.) воздействуют на датчики 2, которые преобразуют скважинные параметры в электрические сигналы определенного вида, например в частоту .переменного напр жени . Такой же электрический сигнал, соответствующий временам отсчетов скважинных параметров, вырабатывает генератор 4. Преобразователь 3 преобразует электрические сигналы датчиков -2 и генератора 4 в числовые коды, В начале работы устройства триггер 5 управлени находитс в определенном состо нии. Допустим, что триггер 5 управлени находитс в состо нии 0.В этом случае первый сигнал с второго выхода преобразовател 3 электрических сигналов в цифровые данные п ступает на счетный вход триггера 5 управлени и устанавливает его в ед ничное состо ние. При этом положите ный потенциал с единичного выхода триггера 5 управлени поступает на вход первого логического элемента И и открывает его. В момент равенства аналогового сигнала с выхода датчиков 2 скважнн ных параметров и пилообразного напр жени с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, пос пивших в преобразователь 3 9лектрических сигналов в цифровые данные н первом выходе преобразовател 3 выр батываетс сигнгш равенства. .Известно, что промежуток времени от начала пилообразного напр жени до по влени сигнала равенства на п вом выходе преобразовател 3 пропор ционален значению аналоговой величины в данный момент времени. Сигнал равенства, полученный с . первого выхода преобразовател 3, поступает на первые входы логически элементов И 6 и 7. Дсшее этот сигнал проходит через открытый сигналом с единичного выхода триггера 5 управлени первый логи ческий элемент И 6,поступает на вход одновибратора 8 и запускает его. При этом на пр мом выходе первого одновибратора 8 формируетс потенциал положительной пол рности, а на его инверсном выходе формируетс потенциал обратной пол рности. Врем задержки одновибратора 8 и 9 выбираетс одинаковым и равн етс шагу дискретизации по времени. Поэтому на каждом одновибраторе 8 и 9 сигналы равенства запоминаютс на один такт, преобразовани . В следующем шаге преобразовани сигнал с второго выхода преобразовател 3 электрических сигналов в цифровые данные поступает на счетный; вход триггера 5 управлени и устанав ливает его в нулевое положение. В этом случае н.а инверсном выходе триг гера 5 управлени вырабатываетс . сигнал положительной пол рности. Сигнал положительной пол рности с инверсного выхода триггера 5 управлени поступает на второй вход вто рого логического элемента И 7 и открывает его, а сигнал отрицательной пол рности с пр мого выхода триггера 1 6 5 управлени поступает на второй вход первого логического элемена И 6 и запирает его. Аналогично описанному, в момент равенства аналогового сигнала с выхода датчиков 2 скважинных параметров и пилообразного напр жени с выхода генератора 4 электрических сигналов времени, поступивших в преобразователь 3 электрических сигналов в цифровые данные, на его первом выходе вьфабатьшаетс сигнал равенства, который поступает на первые входы первого и второго логических элементов . И 6 и 7. Так как первый логический элемент И 6 закрыт, а второй логический элемент И 7 открыт, то указанный сигнал проходит через второй логический элемент И 7 и поступает на вход второго одновибратора 9. При этом на пр мом выходе второго одновибратора 9 формируетс сигнал положительной пол рности, а на его инверсном . вьгходе формируетс сигнал отрицательной пол рности. Инверсные выходы первого и второго одновибраторов 8 и 9 подключены к соответствующим входам третьего логического элемента И tO, а пр мые выходы первЪго и второго одновибраторов 8и 9 - к соответствующим входам четвертого логического элемента И 11. Потенциалы пр мых выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9 поступают на вход логического элемента И 11, а потенциалы с их инверсных выxo loв поступают на входы третьего логического элемента И 10. На выходах третьего и четвертого логических элементов И Ю и 11 в периоды совпадени потенциалов положительной пол рности от соответствующих выходов первого и второго одновибраторов 8 и 9вырабатываютс сигналы положительной пол рности. Если разность входного измер емого напр жени ме аду двум циклами положительна (в случае возрастани входного сигнала), то до момента исчезновени потенциала положительной пол рности на первом входе третьего логического элемента И Ю от инверсного выхода первого одновибратора 8 на его второй вход от инверсного выхода второго одновибратора 9 поступает потенциал положительной пол рности (фиг.2).1, 1 The invention relates to well testing tools and can be used in deep well instruments for measuring parameters in a well in the absence of a telemetric communication channel. A well-known downhole tool for measuring and recording downhole parameters, comprising a sealed case, downhole parameters sensors, an electrical signal converter into digital data, an electrical time signal generator, a memory unit and a power supply unit fll. The disadvantage of this instrument is that all measurement results are recorded in the memory block, regardless of their information content, which deteriorates its metrological characteristics and limits its scope. Closest to the present invention is a downhole tool for measuring and recording downhole parameters, comprising a hermetic body in which the sensor1 | borehole parameters associated with a converter of electrical signals into digital data, a generator of electrical time signals, a memory unit and a power supply unit 2 However, the known device has a complex hardware implementation that is not sufficiently technological and reliable. The purpose of the invention is to improve reliability, simplify and improve metrological characteristics. The goal is achieved by the fact that a downhole tool for measuring and recording downhole parameters, comprising a sealed case in which downhole parameters sensors are located, connected to a converter of electrical signals into digital data, a generator of electrical time signals, a memory unit and a power supply unit, is equipped with a trigger control, in addition to logical AND elements, two single-oscillators and an OR logical element, with the first inputs of the first and second AND logical element connected to the The output of the converter of electrical signals into digital data, the second output of which is connected to the counting input of the control trigger, zero and single outputs of which 6 are respectively connected to the second inputs of the first and second logic elements And, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second single-oscillators, inverse and others My outputs of which are respectively connected to the first and second inputs of the third and fourth AND logic gates, the outputs of the latter are connected to the OR element, the output of which is connected to n a converter of electrical signals into digital data, one of the outputs of which is connected to the information input of the memory unit. Fig. 1 depicts a block of a deep-well instrument in an underground position (descending into a well); 2 shows diagrams explaining the operation of the device. The depth device contains a sealed enclosure 1, sensors 2 downhole parameters parameters, a converter of 3 electrical signals to digital data, a generator of 4 electrical time signals, control trigger 5, first 6, second 7 logic gates And, first 8 and second 9 single vibrators, third 10 and - the fourth 11 logical elements AND, the logical element OR 12, the block 13 of the memory, the block 14 of the power supply. In the underground position, the housing 1 is mechanically connected to the device for lowering and lifting the depth gauge. The depth tool for measuring and recording downhole parameters works as follows. With the help of the device and lifting the deep device is lowered into the well. Downhole parameters (temperature, pressure, etc.) affect sensors 2, which convert downhole parameters into electrical signals of a certain type, for example, an alternating voltage frequency. The same electrical signal corresponding to the timing of downhole parameters is generated by generator 4. Converter 3 converts the electrical signals of sensors -2 and generator 4 into numerical codes. At the start of operation of the device, control trigger 5 is in a certain state. Assume that the control trigger 5 is in the state 0. In this case, the first signal from the second output of the converter 3 electrical signals to digital data goes to the counting input of the control trigger 5 and sets it to the single state. In this case, the positive potential from the single output of the control trigger 5 is fed to the input of the first logic element AND and opens it. At the moment of equality of the analog signal from the output of the sensors 2 borehole parameters and ramp voltage from the generator 4 of the electrical time signals, which send the digital signals to digital converter 3 and the first output of the converter 3, the equality equality is generated. . It is known that the time interval from the beginning of the sawtooth voltage to the occurrence of the equality signal at the fifth output of the converter 3 is proportional to the value of the analog value at a given time. Equality signal received from The first output of the converter 3 is fed to the first inputs of the logical elements 6 and 7. The second signal goes through the open signal from the single output of the control trigger 5, the first logic element 6, enters the input of the one-shot 8 and starts it. In this case, at the direct output of the first one-shot 8, a potential of positive polarity is formed, and at its inverse output, a potential of reverse polarity is formed. The delay time of the one-shot 8 and 9 is the same and equals the sampling time step. Therefore, on each one-shot 8 and 9, equality signals are stored for one clock cycle, conversions. In the next conversion step, the signal from the second output of the converter 3 of the electrical signals into digital data is fed to the counting; the trigger input 5 controls and sets it to the zero position. In this case, an inverse output trigger control 5 is generated. positive polarity signal. The positive polarity signal from the inverted output of the control trigger 5 arrives at the second input of the second logical element AND 7 and opens it, and the negative polarity signal from the direct control output of the trigger 1 6 5 goes to the second input of the first logical element AND 6 and locks it . Similarly to the described, at the moment of equality of the analog signal from the output of the sensors 2 borehole parameters and sawtooth voltage from the generator 4 electric time signals received to the electric signal converter 3 to digital data, the equal signal that goes to the first inputs of the first and second logical elements. And 6 and 7. Since the first logical element And 6 is closed, and the second logical element And 7 is open, this signal passes through the second logical element And 7 and is fed to the input of the second one-oscillator 9. At the same time, at the direct output of the second one-oscillator 9 a signal of positive polarity, and on its inverse. A negative polarity signal is generated at the input. The inverse outputs of the first and second single vibrators 8 and 9 are connected to the corresponding inputs of the third logic element AND tO, and the direct outputs of the first and second single vibrators 8 and 9 to the corresponding inputs of the fourth logical element And 11. The potentials of the direct outputs of the first and second single vibrators 8 and 9 arrive at the input of the logic element 11, and the potentials from their inverse outputs lo go at the inputs of the third logical element 10. positive polarities from the respective outputs of the first and second single vibrators 8 and 9, positive polarity signals are generated. If the difference between the input measured voltage between two cycles is positive (if the input signal rises), then until the potential of positive polarity disappears at the first input of the third logic element E Yu from the inverse output of the first one-vibrator 8 to its second input from the inverse output of the second the one-shot 9 receives the potential of positive polarity (FIG. 2).

.Тогда, начина с момента -,,8 небольшом отрезке времени на обоих входах третьего элемента И 10 имеютс потенциалы положительной пол рности. В результате в этбт момент времени на выходе третьего логического элемента И 10 вьфабатываетс сигнал положительной пол рности (фиг.2), длительность которого пропорциональна разности входного сигнала между циклами преобразовани .Then, starting from the moment - ,, 8 a short period of time at both inputs of the third element And 10 there are potentials of positive polarity. As a result, at the instant of time at the output of the third logical element I 10, a positive polarity signal is removed (Fig. 2), the duration of which is proportional to the difference of the input signal between the conversion cycles.

Этот сигнал поступает на первый вход логического элемента ИЛИ 12 и с его выхода поступает на третий выход преобразовател 3 электрических сигналов в цифровые данные и с его . выхода цифровые данные поступают в блок 13 пам ти.This signal is fed to the first input of the logic element OR 12 and from its output goes to the third output of the converter 3 electric signals into digital data and from it. The output digital data is received in memory block 13.

При этом на входы логического элемента И 11 от пр мых выходов одновибраторов 8 и 9 поступают потенциалы отрицательной пол рности, и на выходе логического элемента И 11 сигнал не вырабатываетс .At the same time, negative potential potentials arrive at the inputs of the logic element 11 from the direct outputs of the one-shot 8 and 9, and no signal is output at the output of the logic element 11.

Если разность входного измер емого напр жени между двум циклами преобразовани отрицательна , в этот момент значение входного сигнала убывает, то до момента исчезновени потенциала положительной пол рности на первом входе четвертого логического элемента И 11 от пр мого выхода одновибратора 8 на его второй вход от пр мого выхода второго одновибрй тора 9 поступает потенциал положительной пол рности (фиг.2). Тогда, начина с момента Ь2(фиг.2), в небольшом отрезке времени на обоих входах четвертого логического элемента И 11 имеетс потенциал положительной пол рности. В результате в этот момент времени на выходе четвертого логического элемента И 11 вьрфабатываетс сигнал положительной пол рности (фиг.2), длительность которого пропорциональна разности входного сигнала между двум циклами преобразовани .If the difference between the input measured voltage between the two conversion cycles is negative, at this point the value of the input signal decreases, then until the potential of the positive polarity at the first input of the fourth logical element 11 is disappeared from the direct output of the one-vibrator 8 to its second input from the direct input the output of the second one-shot torus 9 enters the potential of positive polarity (Fig. 2). Then, starting from the moment b2 (figure 2), in a short period of time at both inputs of the fourth logical element 11 and 11 there is a potential of positive polarity. As a result, at this moment in time, the output of the fourth logical element 11 and 11 signals the positive polarity (Fig. 2), the duration of which is proportional to the difference of the input signal between the two conversion cycles.

Этот сигнал через логический элемент ИЛИ 12 поступает на второй вход преобразовател 3 электрических сигнThis signal through the logic element OR 12 is fed to the second input of the converter 3 electrical signals

лов в цифровые данные и через его третий выход цифровые значени данных поступают в блок 13 пам ти.Fishing in digital data and through its third output digital data values are transferred to memory block 13.

Если разность входного измер емого напр жени между двум циклами, преобразовани равна нулю, то моменты изменени состо ний одновибраторов 8 и 9 совпадают (ia фиг.2). В результате в этот момент времени на обоих входах логических элементов . И 10 и 11 по вл ютс потенциалы разной пол рности и, следовательно, на их выходах сигналы не вырабатываютс .If the difference between the input measured voltage between the two cycles, the conversion is zero, then the moments of the change of the states of the single vibrators 8 and 9 are the same (ia Fig.2). As a result, at this moment in time at both inputs of logic elements. Both 10 and 11, potentials of different polarities appear and, therefore, no signal is produced at their outputs.

Таким образом, в глубинном приборе происходит регистраци существенного значени скважинного параметра.Thus, in the downhole instrument, a significant value of the well parameter is recorded.

Если поступивший числовой код соответствует несуществующему (избыточному ) значению скважинного параметра , то на выходе логического элемента ИЛИ 12 сигнал не вырабатываетс , следовательно числовой код указанного несуществующего значени с соответствующего выхода преобразовател 3 электрических сигналов в цифровые данные в блок 13 пам ти не пересылаетс . Тем самым пропускаетс запись избыточного значени скважинного параметра, а в блоке 13 сохран етс предшествующее существенное значение.скважинного параметра . . .If the received numeric code corresponds to a non-existent (redundant) value of the well parameter, then the output of the logic element OR 12 does not generate a signal, therefore the numeric code of the specified non-existent value is not forwarded from the corresponding output of the converter 3 of the electrical signals to the digital data in the memory block 13. Thereby, a record of the excessive value of the well parameter is skipped, and in block 13 the previous significant value of the well parameter is saved. . .

В результате.глубинный прибор обеспечивает регистрацию только существенных значений скважинных параметров, а все избыточные значени пропускает, не загроможда блок 13 пам ти избыточной информацией.As a result, the in-depth device provides registration only of significant values of well parameters, and passes all redundant values without blocking memory block 13 with redundant information.

Преимуществом глубинного прибора вл етс то, что в нем значительно упрощена схемна реализаци за счет введени в устройство триггера, четырех элементов И, двух одновибраторов и элемента ИЛИ взамен громоздкого и дорогосто щего арифметического логического блока.The advantage of the downhole tool is that it significantly simplifies the circuit implementation by introducing a trigger, four AND elements, two single vibrators and an OR element instead of a bulky and expensive arithmetic logic unit into the device.

Существенное сокращение количества оборудовани позвол ет снизить себестоимость глубинного прибора и повысить его надежность.A significant reduction in the number of equipment allows us to reduce the cost of a deep-well instrument and increase its reliability.

Claims

DEPTH DEVICE FOR MEASUREMENT AND REGISTRATION OF WELL DOWN PARAMETERS, comprising a sealed housing in which downhole parameters sensors are located, connected to an electric signal to digital data converter, an electric time signal generator, a memory unit and a power supply unit, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with a control trigger, four logical elements AND, two = one single vibrators and an OR logical element, while the inputs of the first and second logical elements AND are connected They are connected to the first output of the converter of electrical signals into digital data, the second output of which is connected to the counting input of the control trigger, the zero and single outputs of which are respectively connected to the second inputs of the first and _second logic elements AND, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second single vibrators, the inverse and direct outputs of which are respectively connected to the first and second 5 inputs of the third and fourth logical elements AND, the outputs of the latter are connected to the OR element, the output of which is connected n with a converter of electrical signals into digital data, one of whose outputs is connected to the data input of the memory block.

>

1 1162956 2