SU903565A1

SU903565A1 - Deep-well device for digital recording of borehole path variables

Info

Publication number: SU903565A1
Application number: SU802906172A
Authority: SU
Inventors: Валерий Харитонович Исаченко; Леонид Петрович Шумилов; Леонид Леонидович Лебедев; Анатолий Георгиевич Калинин; Александр Михайлович Мелик-Шахназаров; Александр Николаевич Рыбаков; Валентин Григорьевич Фролов; Леонид Яковлевич Сушон; Владимир Константинович Борисенко; Григорий Андреевич Петров; Владимир Михайлович Шентергер; Эдуард Евгеньевич Лукьянов
Priority date: 1980-04-07
Filing date: 1980-04-07
Publication date: 1982-02-07

Description

(5) ГЛУБИННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ЗАПИСИ ПАРАМЕТРОВ ТРАЕКТОРИИ СКВАЖИНЫ(5) DEEP EQUIPMENT FOR DIGITAL RECORDING OF WELL TRAJECTORY PARAMETERS

II

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, в частности к средствам измерени параметров траекторий скважин. The invention relates to the drilling of oil and gas wells, in particular, to means of measuring parameters of well trajectories.

Известно устройство дл цифровой записи результатов каротажа, содержащее коммутатор каналов, преобразователь аналог - код, бок управлени , блок пам ти, блок воспроизведени , блок визуальной индикации и ЭЦВМ |lj.A device for digitally recording the logging results is known, comprising a channel switch, an analog-to-code converter, a control side, a memory unit, a playback unit, a visual indication unit, and a digital computer | lj.

Также известно глубинное устройство дл цифровой записи параметров траектории скважины, содержащее датчики, подключенные к информационным входам первого коммутатора, выходы которого соединены с входом аналого-цифрового преобразовател , а управл ющие входы первого коммутатора св заны с первыми выходами блока управлени , первый выход которого подключен к первому выходу тайме-ра , второй выход которого подключен к установочному входу счетчика адреса , счетный вход которого соединеьAlso known is a depth device for digitally recording well trajectory parameters, which contains sensors connected to the information inputs of the first switch, the outputs of which are connected to the input of an analog-digital converter, and the control inputs of the first switch are connected to the first outputs of the control unit, the first output of which is connected to the first output of the timer, the second output of which is connected to the installation input of the address counter, the counting input of which is connected

со вторым выходом блока управлени , а выходы - с адресными входами блока пам ти 2j.with the second output of the control unit, and the outputs with the address inputs of the memory unit 2j.

Недостатками устройства в том, что не обеспечиваетс разова регистраци данных при остановках прибора, что необходимо при измерении параметров, характеризующих параметры траектории скважины. Затем при остановках прибора обеспечивает прив зку данных по глубине, так как остановки движени прибора при подъеме инструмента происход т через фиксированные интервалы по глубине, равные длине свечи. Замер при остановке прибора увеличивает точность измерени , поскольку .при остановке происходит успокоение движущихс частей чувствительных элементов . Не обеспечиваетс запоминание момента времени , когда происхо дит измерение параметров. Кроме того, не предусмотрен запрет регистрации при переполнении пам ти. Это снижает надежность и достоверность регистра39 ции, так как после переполнени пам ти запоминание осуществл етс в тех же чейках пам ти, в которых ранее уже были зафиксированы данные. Цель изобретени - повышение на дежности за счет предотвращени потерь информации в устройстве путем синхронизации времени измерений с моментами останова. Указанна цель Достигаетс тем, что устройство снабжено блоком фикса ции останова, вторым коммутатором, элементом И, триггером, элементом запрета, сдвиговым регистром, причем выход аналого-цифрового преобразовател соединен с первыми информационными входами второго коммутатора, в.т рые информационные входы которого по ключены к третьим выходам таймера, а управл ющие входы второго коммутатора соединены с третьими выходами бло ка управлени , второй вход которого подключен к блоку фиксации останова. а четвертый выход - к первому входу элемента запрета, второй вход которо св зан с выходом триггера, первый вход которого подключен ко второму в ходу таймера, а второй вход через элемент И соединен с соответствующими выходами счетчика адреса, управл ющий вход блока пам ти подключен к выходу элемента запрета, ин- формационные входц - к выходам второгЬ коммутатора, а выходы блока пам ти через сдвиговый регистр подключены к выходу устройства. Кроме того, блок фиксации останова выполнен в виде последовательно включенных датчиков вибраций, усилит л , интегратора, порогового элемента триггера и дифференцирующей цепи. На фиг. 1 изображена схема глубин ного устройства, на фиг. 2 - блок фиксации останова, схема. Автономный скважинный прибор вклю чает в себ датчики измер емых параметров 1 (например, зенитного угла, азимута и угла установки отклон ющих систем),первый коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, рторой коммутатор k, таймер 5, блок пам ти 6, счетчик адреса 7, сдбиговы регистр 8, блок управлени 9, элемен запрета 10, блок фиксации останова 11,элемент И 12, триггер 13Работа устройства происходит сле11УЮЩИМ образом. 5 Перед спуском в скважину глубинное устройство включаетс . Таймер 5 . начинает отсчет времени. После включени скважинный прибор транспортируетс к забою скважины, Транспортировка может осуществл тьс , например, путем сброса прибора внутрь колонны бурильных труб или путем спуска внутрь колонны бурильных труб на троссе. Через заранее установленный интервал времени, начина от момента включенк прибора, меньший, чем врем движени прибора к забою скважины, таймер 5 подает сигнал на установочный вход счетчика адреса 7, который устанавливает сч.етчик адреса 7 в исходное нулевое состо ние. При этом счетчик адреса 7 дает на адресные входы блока пам ти 6 код, соответствующий подключению к информационным входам блока пам ти 6 первой группы чеек пам ти . Одновременно тот же самый сигнал от таймера 5 поступает на установочный вход триггера 13, который управл ет работой элемента запрета 6. При поступлении сигнала на установочный вход триггера 13 он устанавливаетс в положение, когда на его выходе сигнал логического нул , открывающий элемент запрета 6. При этом управл ющие сигналы от блока управлени 9 могут беспреп тственно проходить открытый элемент запрета 10на управл ющий вход блока пам ти 6. Во врем движени автономного скважинного прибора внутри колонны бурильных труб к забою скважины блок фиксации останова 11, реагирующий на,движение прибора, запрещает работу блока управлени и, следовательно регистрацию параметров. После достижени прибором нижней части колонны бурильных труб движение прибора прекращаетс и блок фиксации останова 11 дает на блок управлени 10 команду на осуществление цикла регистрации параметров. При этом первый датчик 1 через первый коммутатор 2 подключаетс к входу аналого-цифрового преобразовател 3.. Выход аналого-цифрового преобразовател 3 через второй коммутатор соедин етс с информаци-, онным входом блока пам ти 6, По си1 налу, поступающему из блока управлени 9 через открытый элемент запрета 10 на управл ющий вход блока пам ти 6, цифровой код, соответствующий значению первого из ер емого параметра , запоминаетс в первой группе чеThe drawbacks of the device are that it does not ensure that the data is recorded once when the device is stopped, which is necessary when measuring parameters that characterize the parameters of the well trajectory. Then, when the instrument is stopped, it provides a reference to the data in depth, since stopping the movement of the instrument when lifting the tool occurs at fixed depth intervals equal to the length of the candle. Measuring when the device is stopped increases the accuracy of the measurement, because when it stops, the moving parts of the sensing elements are calmed down. It is not possible to memorize the point in time when the parameters are being measured. In addition, there is no ban on registration when memory is full. This reduces the reliability and reliability of the recording, since after the memory is full, the memory is stored in the same memory cells in which the data have already been recorded. The purpose of the invention is to increase reliability by preventing the loss of information in the device by synchronizing the measurement time with the stopping times. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a stop-fixing unit, a second switch, an And element, a trigger, a prohibition element, a shift register, and the output of the analog-digital converter is connected to the first information inputs of the second switch, whose information inputs are connected to the third outputs of the timer, and the control inputs of the second switch are connected to the third outputs of the control unit, the second input of which is connected to the stop-fixing unit. and the fourth output is to the first input of the inhibit element, the second input is connected with the trigger output, the first input of which is connected to the second one in the timer run, and the second input through the AND element is connected to the corresponding outputs of the address counter, the control input of the memory unit is connected to the output of the prohibition element, the information inputs to the outputs of the second switch, and the outputs of the memory block are connected to the output of the device through a shift register. In addition, the stop-fixing unit is made in the form of successively connected vibration sensors, amplifiers, integrator, trigger trigger element, and differentiating circuit. FIG. 1 is a diagram of the depth device; FIG. 2 - block stop fixation scheme. The self-contained downhole tool includes sensors of measured parameters 1 (for example, zenith angle, azimuth and deflection angle setting), first switch 2, analog-to-digital converter 3, rotary switch k, timer 5, memory block 6, counter addresses 7, register register 8, control unit 9, prohibition element 10, stop-fixing unit 11, element 12, trigger 13 The device is operated in the following way. 5 Before descending into the well, the depth device is turned on. Timer 5. starts counting time. After switching on, the downhole tool is transported to the bottom of the well. Transportation can be effected, for example, by dropping the tool into the drill pipe string or by descending into the drill pipe string on the cable. After a predetermined time interval, starting from the moment the device is turned on, less than the time the device moves to the bottom of the well, timer 5 sends a signal to the installation input of the address counter 7, which sets the address 7 counter to its initial zero state. At the same time, the address counter 7 gives to the address inputs of the memory block 6 a code corresponding to the connection to the information inputs of the memory block 6 of the first group of memory cells. At the same time, the same signal from timer 5 is fed to the setup input of trigger 13, which controls the operation of prohibition element 6. When a signal arrives at the installation input of trigger 13, it is set to the position when its output is a logical zero signal, opening prohibition element 6. When This control signals from the control unit 9 can freely pass the open element of the prohibition 10 to the control input of the memory unit 6. During the movement of the autonomous well tool inside the drill pipe to the bottom hole us stop fixing unit 11, responsive to, the motion device prohibits operation of the control unit, and hence the registration parameters. After the device reaches the bottom of the drill string, the movement of the device is stopped and the stop-fixing unit 11 commands the control unit 10 to perform a parameter registration cycle. At the same time, the first sensor 1 is connected via the first switch 2 to the input of the analog-digital converter 3. The output of the analog-digital converter 3 is connected via the second switch to the information input of the memory unit 6, According to the signal coming from the control unit 9 through the open prohibition element 10 on the control input of the memory block 6, the digital code corresponding to the value of the first parameter being parameterized is stored in the first group of

ек пам ти блока панйти 6.После этого блок управлени 9 дает сигнал на счетный вход счетчика адреса 7, который переключаетс в следующее после нулевого состо ние. При этом код адресных входов блока пам ти 6 подключает к информационному входу блока пам ти 6 вторую группу чеек пам ти . Затем по сигналу блока управлени 9 первый коммутатор 2 подключает к аналого-цифровому преобразователю 3 второй датчик 1. Код, соответствую ||дий значению второго измер емого параметра , с выхода аналого-цифрового преобразовател 3 через второй коммутатор поступает на информационный вход блока пам ти 6 и по команде блока управлени Э запоминаетс во второй группе чеек пам ти бло ка пам ти 6. Блок управлени 9 перек лючает счетчик адреса 7 в следующее положение, после чего к информационному входу блока пам ти 6 подключаетс треть группа чеек пам ти Аналогично осуществл етс запоминание кода, соответствующего значени м последующих измер емых параметров. Помеле окончани опроса всех датчиков 1 блок управлени 9 переключает входы второго коммутатора k и к информацион ному входу блока пам ти 6 подключаетс выход таймера 5. По команде блока управлени 9 в блоке пам ти 6 запоминаетс врем , когда был произведен данный замер. В зависимости от первоначальной установки таймера 5 это врем может быть относительным и абсолютным. На этом цикл измерени и регистрации заканчиваетс .The memory path of the panty block 6. After that, the control block 9 gives a signal to the counting input of the address counter 7, which switches to the next one after the zero state. In this case, the code of the address inputs of the memory block 6 connects to the information input of the memory block 6 a second group of memory cells. Then, by the signal of the control unit 9, the first switch 2 connects the second sensor 1 to the analog-to-digital converter 3. The code corresponding to the second measured parameter from the output of the analog-digital converter 3 goes through the second switch to the information input of the memory block 6 and at the command of the control unit E is stored in the second group of memory cells of the memory block 6. The control unit 9 switches the address counter 7 to the next position, after which the third group h is connected to the information input of the memory block 6 memory memory The code corresponding to the values of the subsequent measured parameters is stored in the same way. Pomelem of the polling of all sensors 1, the control unit 9 switches the inputs of the second switch k and the output of the timer 5 is connected to the information input of the memory unit 6. At the command of the control unit 9 in the memory unit 6, the time when this measurement was made is remembered. Depending on the initial setting of timer 5, this time can be relative and absolute. This completes the measurement and recording cycle.

Команда на начало следующего цикла измерени и регистрации выдаетс блоком фиксации останова 11 после того, как прибор начал двигатьс и снова остановилс .При подъеме прибора вместе с колонной бурильных труб останова происходит в момент отвинчивани и складывани очередной свечи. Таким образом, при подъеме скважинного прибора вместе с колонной бурильных труб цикл регистрации осуществл етс каждый раз после перемещени прибора на длину свечи. Это обсто тельство используетс дл обеспечени последующей прив зки полученных данных к глубине скважины. Дополнительно дл прив зки данных к глубине используетс зафиксированное в скважинном приборе врем , когда осуществл лс каждый цикл регистрации.The command for the beginning of the next measurement and recording cycle is issued by the stop-fixing unit 11 after the device has started moving and stopped again. When lifting the device together with the drill string, the stop occurs at the moment of unscrewing and folding the next candle. Thus, when lifting a downhole tool together with a string of drill pipes, the recording cycle occurs every time the tool is moved to the length of the plug. This circumstance is used to ensure the subsequent attachment of the obtained data to the depth of the well. In addition, the time recorded in the well logging cycle was recorded in the downhole tool to link the data to the depth.

Повторна запись информации в чейки пам ти, в которых запись осуществлена ранее, исключаетс следующим образом. После того, как была осуществлена запись в последующую группу чеек пам ти блока пам ти 6 на выходе элемента И 12, подключенного к адресным входам блока пам ти 6, по в л етс сигнал, перебрасывающий триггер 13. На выходе триггера 13 по вл етс сигнал логической единицы , который поступает на второй вход элемента запрета 10, запрещающий прохождение управл ющих сигналов с блока управлени 9 на блок пам ти 6 Запоминание данных после этого прекращаетс . После извлечени глубинного устройства из скважины блок пам ти 6 через сдвиговый регистр 8 подключаетс кабелем к наземному устройству расшифровки и обработки информации . С целью уменьшени количества жил соединительного кабел и уменьшени числа -контактов в разъемах информаци блока пам ти 6 передаетс в наземное устройство последовательным кодом. Преобразование параллельного кода в последовательный осуществл етс сдвиговым регистром 8.The re-recording of information in memory cells in which the recording was made earlier is excluded as follows. After the next group of memory cells of the memory block 6 was written to the output of the AND 12 element connected to the address inputs of the memory block 6, a signal is sent that flips the trigger 13. At the output of the trigger 13 a signal appears logical unit, which is fed to the second input of the prohibition element 10, which prohibits the passage of control signals from the control unit 9 to the memory unit 6. The data memory is then stopped. After removing the downhole device from the well, the memory unit 6 is connected via the shift register 8 with a cable to the surface decryption and information processing device. In order to reduce the number of cores of the connecting cable and decrease the number of -contacts in the connectors, the information of memory unit 6 is transmitted to the ground device by a serial code. Conversion of the parallel code to the serial one is performed by the shift register 8.

Claims

Stop fixation unit 11, the purpose of which is to give a command to the control unit about the beginning of the next measurement and recording cycle, contains a vibration sensor C, amplifier 15, integrator 16, threshold element 17, trigger 18 and differentiating circuit 19. At the same time, the work of the fixation block 11 happens as follows. The vibration sensor I, which can be used, for example, an accelerometer, a seismic sensor, etc., gives a signal when the depth device in the well is mixed. The signal from the vibration sensor 1 is amplified by the amplifier 15 and fed to the integrator 16, which eliminates the effect of an accidental momentary cessation of vibration, and also provides the time necessary to calm the sensitive elements of the sensors when the depth device stops. From the output of the integrator 16, the signal goes to the threshold element 17f, the direct and inverse outputs of which are connected to the input 5 of the trigger 18. The inverse output of the trigger 18 is connected to a differentiating circuit, from the output of which the signal of the beginning of the measurement cycle goes to the input of the control unit 9. In the presence of vibrations, arising from the movement of the device, the threshold element 17 is triggered and sets the trigger 18 to the state when at its inverse output the signal is a logical zero. When the vibrations stop after the delay, determined by the setting of the integrator 16, the threshold element 17 is set to the zero state and the trigger 18 is moved to the position where the logical unit signal appears on the investment output. This signal is differentiated by the differentiating chain 19 and the pulse arrives at the input of the control unit 9. This signal is the beginning of the registration cycle. . The subsequent impulse at the output of the differentiating chain 19 can occur only after vibrations are present for a certain time (i.e. the device will move) and stop again (the device will stop). Increasing the accuracy of data binding to the depth and increasing the efficiency of data decoding cause the economic effect obtained from the use of this device. The use of a burr-type deep device, which rises along with the drill pipe, significantly reduces the time required to stop work on the rig, which is required when measuring the parameters of the well trajectory with conventional cable instruments. Claim 1. Depth device for digital recording of parameters of a well trajectory, containing sensors connected to information inputs of the first switch, outputs of which are connected to the input of an analog-digital converter, and control inputs with the first inputs of the control unit, the first the input of which is connected to the first timer output, the second output of which is connected to the installation input of the address counter, the counting input of which is connected to the second output of the control unit, and the outputs to the address inputs of the block n It is characterized in that, in order to increase reliability by preventing loss of information in the device by synchronizing the measurement time with the stopping times, it is equipped with a stop-fixing unit, a second switch, an And element, a trigger, a prohibition element, a shift register, and the analog-digital converter is connected to the first information inputs of the second switch, the second information inputs of which are connected to the third outputs of the timer, and the control inputs are connected to the third outputs control locus, the second input of which is connected to the block of stop fixation, and the fourth output - to the first input of the inhibit element, the second input of which is connected to the trigger output, the first input of which is connected to the second timer output, and the second input through the And element is connected to the corresponding outputs the address counter, the control input of the memory unit is connected to the output of the prohibition element, the information inputs are connected to the outputs of the second switch, and the outputs of the memory unit are connected via a shift register to the output of the device.

2. The device according to claim 1, wherein the stop-fixing unit is made in the form of successively included vibration sensors, an amplifier, an integrator, a threshold element, a trigger and a differentiating circuit. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 693286, cl. E 21 B, 1977. 2, US Patent No., cl. 73-151, published. 1976.

2