Устройство для контроля натяжения каротажного кабеля

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель - повышение надежности контроля натяжения кабеля. Устр-во имеет датчик t, усилители 2, 3, аналого-цифровой преобразователь 4, регистры б, 7, элементы 10., 11, 13, 14 совпадения , шифратор 9, индикатор 12, задатчики 15, 16 нагрузки, элементы И 17, 21. 8, 22, элемент ИЛИ 20, инверторы 18, 23, триггер 24. ситализатор 25, блокиратор 26, блок 27 питания. Текущее значение кода нагрузки фиксируется в регистре 6. Шифратор 9 преобразует двоичный код в двоично-десятичный , который поступает на индикатор 12 нагрузки и элементы 13. 14 совпадения. Последние срабатывают при равенстве текущего года кодам задатчиков 15. 16 минимальной и максимальной нагрузки. Срабатывает блокиратор 26 и сигнализатор 25. Элемент Юсовпадения сравнивает текущее и предыдущее значения кодов. Элемент 11 срабатывает при равенстве трех младших разрядов этих кодов. Триггер 24 устанавливается в единицу. Срабатывает сигнализатор 25 и блокиратор 26. Устр-во позволяет определить нагрузку на кабель и предотвратить аварийные ситуации при спуско-подъемных операциях. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

k (21) 4762735/03 (22) 23,10.89 (46) 15.01.92, Бюл. N. 2 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (72) В.М.Олейников (53) 622.241(088.8) (56) Преобразователь тензаметрический каратажный 1762 ТКП, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, с,8 — 10. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАТЯЖЕНИЯ КАРОТАЖНОГОКАБЕЛЯ (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Цель — повышение надежности контроля натяжения кабеля. Устр-во имеет датчик 1, усилители 2, 3, аналого-цифровой преобразователь 4, регистры 6, 7, элементы 10., 11, 13, 14 совпадения, шифратор 9, индикатор 12, задатчики

15, 16 нагрузки, элементы И 17, 21. 8, 22, „„Я „„1705555 А1 элемент ИЛИ 20, инверторы 18, 23, триггер

24, сигнализатор 25, блокиратор 26, блок 27 питания. Текущее значение кода нагрузки фиксируется в регистре 6. Шифратор 9 преобразует двоичный код в двоична-десятичный, который поступает на индикатор 12 нагрузки и элементы 13. 14 совпадения. Последние срабатывают при равенстве текущего года кодам задатчиков 15, 16 минимальной и максимальной нагрузки.

Срабатывает блокиратор 26 и сигнализатор

25. Элемент 10 совпадения сравнивает текущее и предыдущее значения кодов. Элемент

11 срабатывает при равенстве трех младших разрядов этих кодов. Триггер 24 устанавливается в единицу. Срабатывает сигнализатор 25 и блокиратор 26. Устр-во позволяет определить нагрузку на кабель и предотвратить аварийные ситуации при спуска-подъемных операциях. 1 ил.

1705555

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, Цель изобретения — повышение надежности контроля натяжения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит тензометрический датчик 1, выход которого соединен с входом усилителя-преобразователя 2, выход которого соединен с входом масштабного усилителя 3, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя 4, второй вход которого соединен с третьим выходом генератора-распределителя 5, а разрядные выходы соединены с разрядными входами регистра 6 текущего и регистра 7 предыдущего значений кодов.

Второй выход генератора распределителя 5 соединен с тактовым входом регистра

6 текущего значения кода, а первый выход соединен со вторым входом третьего элемента И 8, выход которого соединен с тактовым входом регистра 7 предыдущего значения кода.

Разрядные выходы регистра 6 текущего значения кода соединены с разрядными входами шифратора 9 и первыми разрядными входами первого элемента 10 совпадения,.вторые разрядные входы которого соединены с разрядными выходами регистра 7 предыдущего значения кода.

Первые разрядные входы второго элемента 11 совпадения соединены с тремя младшими разрядами разрядных выходов регистра 6 текущего значения кода, а вторые разрядные входы — с тремя младшими разрядами разрядных выходов регистра 7 предыдущего значения кода.

Разрядные выходы шифратора 9 соединены с разрядными входами индикатора 12 нагрузки и вторыми разрядными входами третьего элемента 13 совпадения и четвертого элемента 14 совпадения, первые разрядные входы которых соединены с разрядными выходами задатчика 15 минимальной и задатчика 16 максимальной нагрузок соответственно.

Первый выход первого элемента 10 совпадения соединен с первым входом первого элемента И 17, второй вход которого соединиен с входом первого инвертора 18 и первым контактом переключателя 19 режима работы, а выход — с первым входом элемента 20 ИЛИ.

Второй выход первого элемента 10 совпадения соединен с первым входом второго элемента 21 И, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора 18 и пер10

55 вым входом четвертого элемента 22 И, а выход — со вторым входом элемента 20 ИЛИ, выход которого соединен с входом второго инвертора 23 и вторым входом триггера 24, первый вход которого соединен с выходом второго элемента 11 совпадения, а выход— с третьим входом сигналиаатора 25 и вторым входом четвертого элемента 22 И, выход которого соединен с третьим входом блокиратора 26

Первые входы сигнализатора 25 и блокиратора 26 соединены с выходом третьего элемента 13 совпадения, а вторые входы — с выходом четвертого элемента 14 совпадения, выход второго инвертора 23 соединен с первым входом третьего элемента 8 И

Второй контакт переключателя 19 режима работы соединен с первым (положительным) выходом блока 27 питания, а третий контакт переключателя 19 подключен ко второму выходу блока 27, Устройство работает следующим образом.

С тенэометрического датчика 1 силы, воспринимающего натяжение каротажного кабеля, снимается выходное напряжение постоянного тока, которое поступает на вход усилителя-преобразователя 2. Выходной сигнал усилителя-преобразователя 2 поступает на вход масштабного усилителя 3, коэффициент передачи которого зависит от номинальной нагрузки датчика 1. Выходной сигнал масштабного усилителя 3, пропорциональный натяжению каротажного кабеля, поступает на первый вход аналого-цифрового преобразователя 4. Генератор-распределитель 5 формирует три последовательности импульсов, сдвинутые во времени одна относительно другой.

В и с ход н ое состоя н ие устройство устанавливается следующим образом. Перед началом измерения, когда нагрузка на тензометрическом датчике 1 равна нулю, переключатель 19 режима работы устанавливается в положение "Подъем".

Тогда с приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 на второй вход аналого-цифрового преобразователя 4 на его выходе устанавливается код, равный нулю, который поступит на разрядные входы регистра 6 текущего значения кода и регистра 7 предыдущего значения кода. С приходом импульса со второго выхода генератора-распределителя 5 на тактовый вход регистра 6 текущего значения кода на его выходе установится код, равный нулю, который поступит на первые разрядные входы первого элемента 10 совпадения. Тогда независимо от значения выходного кода регистра 7 предыдущего значения кода, по1705555

45 первый вход аналого-цифрового преобразо- 50

55 ступающего на вторые разрядные входы первого элемента 10 совпадения, на его первом выходе установится сигнал лог, "0". а на втором выходе — сигнал лог. "0" или лог.

"1".

Так как переключатель 19 режима работы находится в положении "Подъем", то на втором входе первого элемента 17 И установлен сигнал лог. "1". а на втором входе второго элемента 21 И вЂ” сигнал лог,"0".

При данных соотношениях сигналов на входах первого элемента 17 И и второго элемента 21 И на выходе элемента 20 ИЛИ установится сигнал лог, "0", который, проходя через второй инвертор 23, откроет третий элемент 8 И. С приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 через открытый третий элемент 8 И на тактовый вход регистра 7 предыдущего значения кода на его выходе установился код, равный нулю. Устройство находится в исходном состоянии.

Устройство в режиме "Спуск" работает следующим образом, Переключатель 19 режима работы находится в положении "Спуск", т.е. на втором входе первого элемента 17 И установится сигнал лог. "0", а на втором входе второго элемента 21 И и первом входе четвертого элемента 22 И установится сигнал лог. "1".

На задатчике 15 минимальной нагрузки установится нагрузка, действующая на каротажный кабель в устье скважины, а на задатчике 16 максимальной нагрузки устанавливается нагрузка, определяемая пределом прочности каротажного кабеля. Суть работы устройства в режиме "Спуск" заключается в том, что, если нагрузка на каротажном кабеле постоянно возрастает, то режим работы проходит нормальчо, а если нагрузка на каротажном кабеле начинает уменьшаться, то происходит зависание скважинного прибора в скважине, что приводит к напуску каротажного кабеля. Нагрузка. приложенная к каротажному кабелю, преобразуется тензометрическим датчиком 1 в напряжение постоянного тока, которое, усиливаясь преобразователем 2 и масштабным усилителем 3, поступает на вателя 4. С приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 на второй вход аналого-цифрового преобразователя 4 напряжение постоянного тока, поступившее на его первый вход. преобразуется в двоичный код, который установится на его выходе. С приходом импульса со второго выхода генератора-распределителя 5 на тактовый вход регистра текущего значения кода 6 выходной код аналого-циф5

35 рового преобразователя 4 установится на его выходе. Так как выходной код регистра

7 предыдущего значения кода равен нулю, то на первом выходе первого элемента 10 совпадения установился сигнал лог. "1", а на втором выходе — сигнал nor. "0". Тогда на выходах первого элемента 17 И и второго элемента 21 И, а следовательно. и на выходе элемента 20 ИЛИ установится сигнал лог. "0", который, пройдя через второй инвертор 23, откроет третий элемент 8 И. С приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 через открытый третий элемент 8 И на тактовый вход регистра 7 предыдущего значения кода на его выходе установится код, равный выходному коду регистра 6 текущего значения кода. При дальнейшем увеличении нагрузки на каротажном кабеле, а следовательно, и на тензометрическом датчике 1 описанный цикл работы устройства будет повторяться, а выходной код регистра 6 текущего значения кода, преобразованный шифратором 9 в двоично-десятичный код, будет поступать на разрядные входы индикатора 12, на котором будет отображаться текущая величина нагрузки на каротажном кабеле в цифровом виде. Если нагрузка на датчике 1 уменьшается, т.е. нарушится нормальный режим работы, то с приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 на второй вход аналого-цифрового преобразователя 4, а затем с приходом импульса со второго выхода генератора-распределителя

5 на тактовый вход регистра 6 текущего значения кода Hà его выходе установится код, меньший чем выходной код регистра 7 предыдущего значения кода. При этом на втором выходе первого элемента 10 совпадения установится сигнал лог. "1". Тогда на выходе второго элемента 21 И установится сигнал лог. "1", который пройдет через элемент 20 и поступит на второй вход триггера 24, а затем пройдет через второй инвертор 23 и закроет третий элемент 8 И. Импульс с первого выхода генератора-распределителя 5 не проходит через закрытый третий элемент

8 И на тактовый вход регистра 7 предыдущего значения кода, следовательно, его выходной код не изменяется. При дальнейшем уменьшении нагрузки на датчик 1. когда три младших разряда выходного кода регистра

6 текущего значения кода, которые поступают на первые разрядные входы второго элемента 11 совпадения станут равными трем младшим разрядам выходного кода регистра 7 предыдущего значения кода, которые поступают на вторые разрядные входы второй схемы 11 совпадения, т.е. когда выходной код регистра 6 текущего значения кода

1705555 будет меньше выходного кода регистра 7 предыдущего значения кода на число восемь, на выходе второго элемента 11 совпадения установится сигнал лог, "1", который, поступая на первый вход триггера 24, установит его в состояние лог, "1", Сигнал лог.

"1" с выхода триггера 24 поступает на третий вход сигнализатора 25 и через открытый четвертый элемент 22 И на третий вход блокиратора 26, При этом сигнализатор 25 и блокиратор 26 включаются.

Суть работы устройства в режиме

"Подъем" заключается в том, что, если нагрузка на каротажном кабеле постоянно уменьшается, то режим работы проходит нормально, а если нагрузка на каротажном кабеле начинает увеличиваться, происходит заклинивание скважинного прибора в скважине, что может привести к обрыву каротажного кабеля. Переключатель 19 режима работы включается в положение "Подъем", т.е. на втором входе первого элемента 17 И установится сигнал лог. "1", а на втором входе второго элемента 21 И и первом входе четвертого элемента 22 И установится сигнал лог. "0". Если нагрузка на тензометрическом датчике 1 уменьшается, то с приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 на второй вход аналого-цифрового преобразователя 4, а затем с-приходом импульса со второго генератора-распределителя 5 на тактовый вход регистра 6 текущего значения кода на его выходе установится код меньший, чем выходной код регистра 7 предыдущего значения кода. При этом на первом выходе первого элемента 10 совпадения установится сигнал лог. "0". а на втором выходе— сигнал лог. "1". Тогда на выходах первого элемента 17 И и второго элемента 21 И, а следовательно, и на выходе элемента 20

ИЛИ установится сигнал лог. "0", который, пройдя через второй инвертор 23, откроет третий элемент 8 И. С приходом импульса с первого выхода генератора-распределителя 5 через открытый третий элемент 8 И на тактовый вход регистра 7 предыдущего значения кода на его выходе установится код, равный выходному коду регистра 6 текущего значения кода. При дальнейшем уменьшении нагрузки на тензометрическом датчике 1 описанный цикл работы устройства будет повторяться до тех пор, пока выходной код регистра 6 текущего значения кода, преобразованный шифратором 9 в двоично-десятичный код, не станет равен выходному коду задатчика 15 минимальной нагрузки. Так как выходные коды задатчика

15 минимальной нагрузки и шифратора 9 поступают соответственно на первые и вто55

50 рые разрядные входы третьего элемента 13 совпадения,то при их равенстве на выходе третьего элемента 13 совпадения установится сигнал лог. "1", который, поступая на первые входы сигнализатора 25 и блокиратора

26, включит их. Если нагрузка на тензометрическом датчике 1 в режиме работы "Подь- ем" увеличивается, то с приходом импульса с третьего выхода генератора-распределителя 5 на второй вход аналого-цифрового преобразования 4, а затем с приходом импульса со второго выхода генераторараспределителя 5 на тактовый вход регистра 6 текущего значения кода íà его выходе установится код больший, чем выходной код регистра 7 предыдущего значения кода. При этом на первом выходе первого элемента 10 совпадения установится сигнал лог, "1". Тогда на выходе первого элемента 17 И установится сигнал лог. "1", который пройдет через элемент 20 ИЛИ и поступит на второй вход триггера 24, а затем пройдет через второй инвертор 23 и закроет третий элемент 8 И.

Импульс с первого выхода генератора-распределителя 5 не проходит через закрытый третий элемент 8 И на тактовый вход регистра 7 предыдущего значения кода, следовательно. его выходной код не изменяется.

При дальнейшем увеличении нагрузки на тензометрическом датчике 1, когда три младших разряда выходного кода регистра

6 текущего значения кода станут равными трем младшим разрядам выходного кода 7 регистра предыдущего значения кода. т,е. когда выходной код регистра 6 текущего значения кода будет больше выходного кода регистра 7 предыдущего значения кода на число восемь, на выходе второго элемента

11 совпадения установится сигнал лог. "1", который поступит на первый вход триггера

24. На выходе триггера 24 установится сигнал лог."1", который поступит на второй вход закрытого четвертого элемента 2 И и третий вход сигнализатора 25, который при этом включится. При дальнейшем увеличении нагрузки на тензометрическом датчике

1, когда выходной код шифратора 9, поступающий на вторые разрядные входы четвертого элемента 14 совпадения. будет равным выходному коду задатчика 16 максимальной нагрузки, который поступает на первые разрядные входы четвертого элемента 14 совпадения, на его выходе установится сигнал лог. "1", который. поступая на вторые входы сигнализатора 25 и блокиратора 26, включит их. В зависимости от количества младших разрядов выходных кодов регистра 6 текущего кода и регистра 7 предыдущего значения, поступающих на первые и вторые разрядные входы второго элемента 11 сов10

1705555 падения, можно установить необходимый аварийный порог срабатывания устройства.

Применение устройства позволяет определить нагрузку, действующую на каротажный кабель. а также выявить и предовратить аварийные ситуации при геофизических исследованиях скважин.

Составитель А,Рыбаков

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор А.Долинич

Заказ 181 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Формула изобретения

Устройство для контроля натяжения каротажного кабеля, содержащее тензометрический датчик силы, соединенный через усилитель-преобразователь и масштабный усилитель с первым входом аналого-цифрового преобразователя, шифратор, выходы которого подключены к входам индикатора нагрузки, задатчик максимальной нагрузки, блок питания и сигнализатор. о т л и ч à IQщ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля. оно снабжено генератором-распределителем, регистрами предыдущего и текущего значения кода, эадатчиком минимальной нагрузки, первым, вторым, третьим и четвертым элементами совпадения, первым, вторым, третьим и четвертым элементами И, первым и вторым инверторами, элементом ИЛИ, переключателем режима работы, блокиратором, триггером, причем первый выход генераторараспределителя соединен с вторым входом третьего элемента И. второй выход подключен к тактовому входу регистра текущего значения кода, третий выход соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входам регистра предыдущего значения кода и входам регистра текущего значения кода, выходы которого соединены с входами шифратора, первыми входами первого элемента совпадения и первыми входами второго элемента совпадения, вторые вхо5

40 ды которого подключены к выходам регистра предыдущего значения кода и вторым входам первого элемента совпадения, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к первому контакту переключателя режима работы и входу первого инвертора, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И и вторым входом второго элемента И, первый вход которого подключен к второму выходу первого элемента совпадения, выход соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, выход соединен с вторым входом триггера и входом второго инвертора, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с тактовым входом регистра предыдущего значения кода, первый вход триггера подключен к выходу второго элемента совпадения, выход соединен с третьим входом сигнализатора и вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к третьему входу блокиратора, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента совпадения и первым входом сигнализатора, второй вход которого подключен к второму входу блокиратора и выходу четвертого элемента совпадения, первые входы которого соединены с выходами эадатчика максимальной нагрузки, вторые входы подключены к выходам шифратора, входам индикатора нагрузки и вторым входам третьего элемента совпадения, первые входы которого соединены с выходами задатчика минимальной нагрузки, при этом второй и третий контакты переключателя режима работы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока питания.