SU791960A1 - Устройство дл измерени глубины скважины - Google Patents

Description

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к устройствам для измерения глубины нахождения скважинного снаряда, например при каротаже. 5

Известно устройство для измерения глубины при каротаже, содержащее электромеханические и электронные счетчики импульсов, осуществляющие счет импульсов квантования по глубине, вы- Ю рабатываемых датчиком импульсов квантования, связанным с мерным роликом [1]. Устройство содержит блок считывания магнитных меток (последние наносятся на кабель через 10-20 ми 15 ‘служат дополнительным источником информации о глубине нахождения скважинного снаряда), двоично-десятичный реверсивный счетчик и блок коррекции.

Блок коррекции осуществляет прием маг-20 нитной метки с кабеля и исправляет показания счетчика, которые могут отличаться от истинной глубины из-за проскальзывания кабеля относительно мерного ролика, несоответствия диаметра 25 кабеля диаметру канавки в мерном ролике и прочих мешающих факторов путем установки нуля ^ли девяти в двух младших декадах счетчика в зависимости от направления, движения снаряда. 30

Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от ложных меток, а также не учитывается поправка на начальную глубину Zq , равную расстоянию от измерительной точки снаряда до ближайшей метки на кабеле. В результате глубина в счетчике не соответствует истинному положению измерительной точки снаряда.

Известно также серийное устройство, в состав.которого входит измеритель глубины [2]. Последний содержит основной двоично-десятичный счетчик для измерения глубины, счетчик коррекции и счетчик слежения за коррекцией .

Это устройство обладает рядом недостатков: нет защиты от ложных меток, приводящих к сбоям основного счетчика; за один метр до прихода кабельной метки основной счетчик глубины останавливается, и работают счетчики коррекции и слежения за коррекцией, на этом участке полная информация о глубине отсутствует, что является большим неудобством для оператора; наличие нескольких взаимосвязанных счетчиков снижает общую надежность устройства; отсутствует поправка на ^го.

Известно также устройство измерения глубины скважин, в которое для •повышения точности привязки промыслово-геофизической информации к глубинам залегания пластов введены также регистр коррекции и дешифратор, выходы которого через переключатель и схемы И, ИЛИ соединены с управляющими входами триггера, разрешающего Прохождение корректирующего импульса с датчика магнитных меток глубины в ._ отрезки времени, соответствующие наиболее вероятному их появлению. Выхода первых двух (младших) декад счетчика связаны с входами дешифратора. Перед началом спуско-подъемной операции в регистре коррекции и переклю- 15 чателе дешифратораιустанавливается значение ''Начальной глубины'' .Zq , •равное расстоянию от измерительной точки глубинного снаряда до ближайшей метки. При этом жестко связанные вэ а- ?0 имно смещенные контакты переключателя подключают к триггеру шины дешифратора, соответствующие ± Ий. , где h - некоторое число шагов квантования д, равное половине желаемой шири- 25 ны ворот, обычно И = 5 при д - 0,1м.

При спуске или подъеме импульсы с выходов дешифратора в окрестности каждой меткиснимаются дважды - за hi до ожидаемого прихода метки и через _ ИА после, устанавливая и сбрасывая триггер. Выходной сигнал триггера формирует временные ворота, в течение которых метка может быть принята для Проведения коррекции показаний счетчика. Собственно коррекция заключает-35 ся в занесении по сигналу метки в две младшие декада счетчика значения Фа., набранного в регистре коррекции[.

Недостатком известного устройства является возрастание затрат на обору- 40 дование при повышении точности задания z_o. В известном устройстве сигналы на выходах дешифратора, управляющие триггером, формируются через каждые 0,5 м, а значит временные ворота 45 могут быть открыты и закрыты только на глубинах, кратных 0,5м. Но тогда величина поправки на Zo должна также бы*гь кратной 0,5 м с тем, чтобы мсмент наиболее вероятного появления 5Q корректирующей метки приходился на середину ворот. Величина , однако, определяется объективными факторами (конструкцией глубинного снаряда), известна с большой точностью (до ,,

0,01м) и, как правило, не кратна . 0,5м. Тбгда для обеспечения точной привязки число градаций глубины на выходах дешифратора должно соответствовать числу возможных градаций <Ζ_υ · Следовательно,’ при' задании Zo 60 с точностью 0,5м достаточно иметь 20 выходов дешифратора и положений переключателя, при точности 0,1м - 100 выходов дешифратора и положения переключателя и т.д., т.е. повышение 65 'точности задания 2 о влечет дополнительные затраты на оборудование,а также снижение надежности ввиду наличия многопоэиционного переключателя. В некоторых случаях необходимо изменять ширину временных ворот, например увеличить при неточной разметке кабеля или большой погрешности датчика квантования либо уменьшить при высоком качестве последних.

В известном устройстве такая операция не предусмотрена и связана с •большими неудобствами ввиду необходимости сложных коммутаций.

Целью изобретения являете# создание измерителя глубины, объем оборудования, надежность и функциональные возможности которого не зависят от точности задания Z_o.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены сумматор, узел задания первого слагаемого, схема сравнения и счетчик ворот, первый вход сумматора подключен к выходу узла задания первого слагаемого, входы которого связаны с шинами прямого и обратного счета, второй вход сумматора подключен к выходу регистра коррекции, а выход сумматора - к схеме сравнения, второй вход которой соединен с выходами корректируемых разрядов двоично-десятичного счетчика, а выход схемы сравнения подключен к первому входу триггера и входу блокировки счетчика, счетный вход которого связан с выходом датчика импульсов квантования по глубине, а выход подключен ко второму входу триггера. .

Измерение ширины ворот достигается тем, что узел задания первого слагаемого и счетчик ворот выполнены перестраиваемыми, причем цепи установки первого слагаемого и изменения 'коэффициента пересчета связаны.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из двоично-десятичного счетчика 1 со схемой записи кода. Схемы записи кода корректируемых декад счетчика 1 (например, Д^· и Д^’ ) подключены к выходам регистра коррекции 2. Счетный вход счетчика 1 подключен к выходу датчика 3 импульсов квантования по глубине. Выхода узла определения направления движения .кабеля 4 подключены к шинам направления счета в двоичнотдесятичном счет1чике и узлу задания первого слагаемого 5, выход которого связан с первым входом сумматора б, второй вход последнего подключен к выходу регистра коррекции 2, а выход - к схеме сравнения 7, причем второй вход последней соединен с выходом первых двух декад .счетчика 1 (Д^ и Д₂). Выход схемы сравнения связан одновременно с входом блокировку счетчик эоны приема меток 8 и первым входом триггера 9,выход которого соединен с одним из.нхо5 дов схемы И 10,второй вход последней подключен к выходу датчика корректирующих меток 11,а выход - к входу управления коррекцией регистра 2.При необходимости изменения ширины ворот узел задания первого слагаемого 5 и счетчик ширины ворот выполняются перестраиваемыми, причем цепи перестройки связаны, например, механически.

Устройство работает следующим образом.

При спуске (подъеме) снаряда с датчика 3 на счетчик 1 поступают импульсы квантования по глубине, обеспечивающие ее подсчет, и шифрацию. В зависимости от направления движения, Определяемого узлом 4, задается с Помощью узла 5 первое слагаемое, представляющее собой код числа -И при спуске или + И при подъеме, где h - половина желаемой ширины ворот в числе шагов квантования, например 5. Вторым слагаемым является код начальной глубины 2о ' снимаемый С регистра коррекции 2. Оба слагаемых подаются на вход сумматора 6, на выходе которого •получается число Z_o-H при спуске и Zo + 11 при подъеме, определяющее границу открывания временных ворот. Данное число сравнивается с текущей глубиной на младших декадах счетчика 1 (так как коррекция производится только в пределах младших декад), на схеме сравнения 7, при срабатывании последней импульс устанавливает триггер 9 в единичное¹ состояние, разрешая прохождение сигнала метки глубины, через схему И 10 и.снимая блокировку 1 счетчика зоны приема меток 8, коэффициент пересчета которого равен 2И, т.е. ширине ворот. Прошедший через открытую схему И 10, импульс с датчика корректирующих меток 11 производит коррекцию показаний счетчика, глубины 1.. По заполнении счетчика 8 импульсами с.датчика 3 происходит возврат триггера 9 в исходное состояние,и схема И 10 закрывается.

Для изменения ширины ворот узел задания первого слагаемого 5 выполняется таким образом, чтобы имелась возможность задания (например, с помощью переключаемого шифратора) нескольких слагаемых, счетчик 8 выполняется перестраиваемым и цепи перестройки связываются так, чтобы числу ,п, заданному узлом 5, соответствовал коэффициент пересчета, равный 2и.

В предлагаемом устройстве затраты· »5 на оборудование практически не зависят (или очень слабо зависят) от точности задания 2<j и измерения глубины. Действительно, восьмиразрядные сумматор и схема сравнения (на две декада) to . 45 обеспечивают задание Z_o с точностью до 0,1м при той же точности измерения глубины. Увеличение точности в 10 раз (до 0,01м) влечет за собой добавление лишь одного десятичного разряда сумматора и схемы сравнения, в то время как в прототипе в аналогичных условиях требуется десятикратное увеличение числа выходов дешифратора и переключателя .

Основные -узлы предлагаемого устройства (сумматор, схема, сравнения, счетчик) хорошо поддаются интеграции являются универсальными и легко перестраиваются, обуславливая тем са(мым удобства использования в цифровых программируемых системах регистрации и обработки геофизических исследований .

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к области геофизических исследований скважин, в частности к устройствам дл  измерени  глубины нахождени  скважинного снар д например при каротаже. Известно устройство дл  измерени  глубины при каротаже, содержащее элек тромеханические и электронные счетчики импульсов, осуществл ющие счет импульсов квантовани  по глубине, вырабатываемых датчиком импульсов квантовани , св занным с мерным роликом 1. Устройство содержит блок считывани  магнитных меток (последние нанос тс  на кабель через 10-20 м и служат дополнительным источником информации о глубине нахождени  скважин ного снар да), двоично-дес тичный реверсивный счетчик и блок коррекции. Блок коррекции осуществл ет прием маг нитной метки с кабел  и исправл ет по казани  счетчика, которые могут отличатьс  от истинной глубины из-за проскгшьзывани  кабел  относительно мерного ролика, несоответстви  диаметра кабел  диаметру канавки в мерном ролике и прочих Мешающих факторов путем установки нул  1ли дев ти в двух млгщ ших декадах счетчика в зависимости от нгшравлени , движени  снар да. Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие защиты от ложных меток , а также не учитываетс  поправка на начальную глубину 2о / равную рассто нию от измерительной точки снар да до ближайшей метки на кабеле. В результате глубина в счетчике не соответствует истинному положению измерительно1й точки снар да. Известно также серийное устройство, в состав.которого входит измеритель глуЬины 2. Последний содержит основной двоично-дес тичный счетчик дл  измерени  глубины, счетчик коррекции и счетчик слежени  за коррекцией . Это устройство обладает р дом недостатков: нет защиты от ложных меток , привод щих к сбо м основного счетчика; за один метр до прихода кабельной метки ОСНОВНОЙ счетчик глу .бина останавливаетс , и работают счетчики коррекции и слежени  за коррекцией , на этом участке полна  информаци  о глубине отсутствует, что  вл етс  большим неудобством дл  оператора; наличие нескольких взаимосв занных счетчиков снижает обгчую надежность устройства; отсутствует поправка на 0. Известно также устройство измерени  глубины скважин, в которое дл  повышени  точности прив зки промыслово-геофизической информации к глубинам залегани  пластов введены также регистр коррекции и дешифратор, выходы которого через переключатель и схемы И, ИЛИ соединены с управл ющи и входами триггера, разрешающего Прохождение корректирующего импульса с датчика магнитных меток глубины в отрезки времени, соответствующие наиболее веро тному их по влению. Выходы первых двух (младших) декад счет чика св заны с входами д ифратора. Перед началом спуско-подъемной операции в регистре коррекции и переклю чателе дешифратораiустанавливаетс  значение Начальной глубины .2 , равное рассто нию от измерительной точки глубинного снар да до ближайше метки. При этом жестко св занные вза имно смещенные контакты переключател подключают к триггеру шины дешифратора , соответствующие .2о i h/ , где Л - некоторое число шагов квантовани  д, равное половине желаемой шири ны ворот, обычно И 5 при j - 0,1м. При спуске или подъеме импульсы с выходов дешифратора в окрестности ка дой меткиснимаютс  дважды - за hu дб ожидаемого прихода метки и через hA после, устанавлива  и сбрасыва  триггер. Выходной сигнал триггера фо мирует временные ворота, в течение к торых метка может быть прин та дл  Проведени  коррекции показаний счетчж а . Собственно коррекци  заключает с  в занесении по сигналу метки в дв младшие декады счетчика значени  . набранного в регистре коррекции 31. Недостатком известного .устройства  вл етс  возрастание затрат на обору дование при повышении точности задани  2о В известном устройстве сигна лы на выходах дешифратора, управл ющие триггером, формируютс  через каж дые 0,5 м, а значит временные ворота могут быть открыты и закрыты только на глубинах, кратных 0,5м. Но тогда в.еличина поправки на Zo должна также бьЛгь кратной 6,5 м с тем, чтобы люмент наиболее веро тного по влени  корректирующей метки приходилс  на середину ворот. Величина Zo однако определ етс  объективными факторами (ко41струкцией глубинного снар да) , известна с большой точностью (-до 0,01м) и, как правило, не кратна 0 ,5м. Тбгда дл  обеспечени  точной прив зки градаций глубины на выходах дешифратора должно соответствовать числу возможных градаций Zu Следовательно, при задании 2о с точностью 0,5м достаточно иметь 20 выходов дешифратора и положений переключател , при точности О,1м - 100 выхЪдов дешифратора и положении пе;реключател  и т.д., т.е. повышение . точности задани  Zo влечет дополнительные затраты на оборудование,а также снижение надежности ввиду наличи  многопозиционного переключател . В некоторых случа х необходимо измен ть ширину временных ворот, например увеличить при неточной разметке кабел  или большой погрешности датчика квантовани  либо уменьшить при -высоком качестве последних. :. В известном устройстве така  операци  не предусмотрена и св зана с большими неудобствами ввиду необходимости сложных коммутаций. Целью изобретени   вл етсй создание измерител  глубины, объем оборудовани , надежность и функциональные возможности которого не завис т от точности задани  Сопоставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены сумматор, узел задани  первого слагаемого, схема сравнени  и счетчик ворот, первый вход сумматора подключен к выходу узла задани  первого слагаемого, входы которого св заны с шинами пр мого и обратного счета, второй вход сумматора подключен к выходу регистра коррекции , а выход сумматора - к схеме сравнени , второй вход которой соединен с выходами корректируемых разр дов двоично-дес тичного счетчика, а выход схемы сравнени  подключен к первому входу триггера и входу блокировки счетчика, счетный вход которого св зан с выходом датчика импульсов квантовани  по глубине, а выход подключен ко второму входу триггера. . Измерение ширины ворот достигаетс  тем, что узел задани  первого слагаемого и счетчик ворот выполнены перестраиваемыми , причем цепи установки первого слагаемого и изменени  коэффициента пересчета св заны. На чертеже приведена функциональна  схема устройства. Устройство состоит из двоично-дес тичного счетчика 1 со схемой записи кода. Схемы записи кода корректируемых декад счетчика 1 (например, Дп ) подключены к выходам регистра коррекции 2. Счетный вход счетчика 1 подключен к выходу датчика 3 импульсов квантовани  по глубине. Выходы узла определени  направлени  движени  .кабел  4 подключены к шинам направлени  счета в двоичногдес тичном счет|чике и узлу задани  первого слагаемо го 5, выход которого св зан с первым входом сумматора б, второй вход последнего подключен к выходу регистра коррекции 2, а выход - к схеме сравнени  7/ причем второй вход последней соединен с выходом первых двух декад ,счетчика 1 (Д и Д), Выход схемы сравнени  св зан одновременно с входом блокировки счетчик зоны приема , меток 8 и первым входом триггера 9,выход которого соединен с одним из.нходов схемы И 10,второй вход последней подключен к выходу датчика корректирующих меток 11,а выход - к входу уп равлени  коррекцией регистра 2.При необходимости изменени  ширины ворот узел задани  первого слагаемого 5 и счетчик ширины ворот выполн ютс  перестраиваемыми ,причем цепи перестрой ки св заны, например, механически. Устройство работает следующим образом . При спуске (подъеме) снар да с датчика 3 на счетчик 1 поступают импульсы квантовани  по глубине, обеспечивающие ее подсчет, и шифрацию. В зависимости от направлени  движени , Определ емого узлом 4, задаетс  с помощью узла 5 первое слагаемое, пред ставл ющее собой код числа -И при спу ске или +1п при подъеме, где h - половина желаемой ширины ворот в числе шагов квантовани , например 5. Вторым слагаемым  вл етс  код начальной глубины 2о снимаемый С регистра коррекции 2. Оба слагаемых подаютс  на вход сумматора б, на выходе которого получаетс  число 2о-И при спуске и Zo + tt ПР подъеме, опрёдел к цее грани цу открывани  временных ворот. Данное число сравниваетс  с текущей глубиной на младших декадах счетчика 1 (так как коррекци  производитс  только в пределах младших декад), на схеме сравнени  7, при срабатывании последней импульс устанавливает триггер 9 в единичное- состо ние, разреша  прохождение сигнала метки глубины, через схему И 10 и.снима  блокировку счетчика зоны приема меток 8, коэффициент пересчета которого равен 2И, т.е. ширине ворот. Прошедший через открытую схему И 10, импульс с датчик корректирующих меток 11 производит коррекцию показаний счетчика, глубины 1.. По заполнении счетчика 8 импуль сами с.датчика 3 происходит возврат триггера 9 в исходное состо ние,и схема И 10 закрываетс . Дл  изменени  ширины ворот узел задани  первого слагаемого 5 выполн етс  таким образом, чтобы имелась воз можность задани  (например, с помощью переключаемого шифратора) несколь ких слагаемых, счетчик 8 выполн етс  перестраиваемым и цепи перестройки св зываютс  так, чтобы числу/и, эгщан ному узлом 5, соответствовал коэффициент пересчета, равный 2|i. В предлагаемом устройстве затраты на оборудование практически не завис  ( или очень слабо завис т) от точности задани  2о и измерени  глубины. Действительно , восьмиразр дные сумматор и схема сравнени  (на две декады) обеспечивают задание 2 о с точностью до 0,1м при той же точности измерени  глубины. Увеличенное точности в 10 раз (до 0,01м) влечет за собой добавление лишь одного дес тичного разр да сумматора и схемы сравнени , в то врем  как в прототипе в аналогичных услови х требуетс  дес тикратное увеличение числа выходов дешифратора и переключател  J Основные -узлы предлагаемого устройства (сумматор, схема, сравнени , счетчик) хорошо поддаютс  интеграци  вл ютс  универсальными и легко перестраиваютс , обуславлива  тем са1мым удобства использовани  в цифровых программируемых системах регистрации и обработки геофизических исследований . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  глубины скважины, содержащее счетчик, регистр коррекции, датчик импульсов квантовани  по глубине, триггер, датчик корректирующих меток, схемы И и ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  нгщежности работы, оно снабжено узлом задани  первого слагаемого, сумматором, схемой сравнени  и счетчиком зоны приема меток и узлом направлени  движени , при этом вход счетчика подключен к, выходу датчика импульсов, «квантовани  по глубине, а узел направлени  движени  кабел  подключен к счетчику и к входу узла задани  первого слагаемого , выход которого.св зан с первым входом сумматора, а второй вход -последнего подключен к выходу регистра коррекции, а выход сумматора - к схеме сравнени , причем второй ее вход соединен с выходами первых двух декад счетчика, при этом выход схемы сравнени  св зан с йходом счетчика зоны приема меток и первым входом триггера, выход которого соединен с одним из входов схемы И, второй ее вход подключен к выходу датчика корректирующих меток, а выход схемы И - к входу регистра коррекции. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 392233, кл. Е 21 В 47/00, 27.07.73.
2. 2.Техническое описание и инструкци  по эксплуатации Устройство управлени  ФО19. Кишинев, завод Виброприбор , 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 512284, кл. Е 21 В 47/00, 30.04.76.

   T

   n

   j.в,-

   1

   It