книги из ГПНТБ / Сохранов Н.Н. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин

Преобразователи промыслово-геофизических данных в процессе измерений на скважине позволяют более оперативно и с меньшей погрешностью преобразовывать и вводить в машину полученные данные, а также производить обработку их непосредственно на буро­ вой. Это открывает широкие возможности применения их в будущем.

Однако преобразователи каротажных диаграмм просты и быстреемогут быть внедрены в практику работы промыслово-геофизических предприятий. Эти преобразователи необходимы для обработки диаграмм старого фонда, различных кривых, полученных не в сква­ жине, а также в тех случаях, когда цифровая запись на буровой нецелесообразна И Л И по каким-либо причинам не может быть сде­ лана. Особое значение преобразователи каротажных диаграмм имеют в начальном этапе внедрения автоматических методов обработки и интерпретации данных каротажа на ЭВМ в связи с тем, что цифро­ вая регистрация на буровой и хранение цифровых данных на этом этапе не обеспечены.

Цифровые преобразователи каротажных диаграмм включают в себя считывающее устройство (сканер), преобразователь аналог— код и регистрирующее устройство (перфоратор, магнитофон). Похарактеру считывающего устройства они делятся на полуавтомати­ ческие и автоматические. В полуавтоматических преобразователях

Подлежащие преобразованию каротажные кривые обычно запи­ сывают на осциллографной или диаграммной бумаге шириной 120— 220 мм. Кривые, записанные осциллографом, часто имеют плохуюконтрастность, толщина их изменяется в зависимости от скорости передвижения блика гальванометра, при многоканальной записи кривые пересекаются. Поэтому необходимо, чтобы каротажныепреобразователи удовлетворяли следующим требованиям:

не более 2% от шкалы 100 мм, а погрешность по глубине — не более- 0,5%;

3)цифровые данные должны наноситься на перфоленту и перфо­ карту кодом, необходимым для ввода в ЭВМ стандартными устрой­ ствами;

4)при преобразовании кривых, записанных в разных масштабах коэффициент кратности масштабов (например, 1/1, 1/5 и т. п.)

необходимо отмечать автоматически соответствующим кодом

вслове;

5)линии сетки на диаграмме не должны преобразовываться;

6)необходимо обеспечить отметку служебных меток интерпре­ татора на диаграмме и их считывание (метки глубин, интервалы обработки, характерные точки кривой и другие отметки);

20

7)для преобразования кривых различной сложности необходимо' обеспечивать возможность изменения скорости протяжки диаграмм;

8)должен быть предусмотрен контроль результатов преобразо­ вания кривых каротажных диаграмм.

Указанным требованиям полностью удовлетворяют только полу­ автоматические преобразователи. Они позволяют с достаточной, точностью преобразовывать как непересекающиеся, так и пересека­ ющиеся каротажные кривые, зарегистрированные различными спосо­ бами, в том числе диаграммы с плохим качеством записи. Автомати­ ческие преобразователи могут быть использованы только для преоб­ разования в цифровую форму простых и специально подготовленных кривых (вычерченных без разрывов и с равной толщиной линий). Кроме того, надежность полуавтоматических преобразователей, значительно выше надежности автоматических. Таким образом, полуавтоматический преобразователь можно считать основным типом преобразователей каротажных диаграмм, необходимым для обес­ печения интерпретации геофизических исследований скважин припомощи ЭВМ.

Полуавтоматический преобразователь ФООІ

Полуавтоматический способ преобразования кривых в цифро­ вую форму широко используется для обработки различных данных, при помощи ЭВМ. Он заключается в том, что оператор обводит ука­ зателем следящего устройства преобразуемую кривую (график). Величина отклонения указателя от нулевой линии преобразуется в цифровой код, который записывается (перфорируется) на носительинформации (перфоленту, перфокарту, магнитную ленту).

за кривой. В одном из них диаграмма с преобразуемой кривой во­ время обработки неподвижна, а позиционный указатель следящегоустройства перемещается оператором по кривой; при этом фикси­ руется перемещение указателя по направлениям х и у. Двукоординатная система отслеживания кривой удобна для преобразования карт, коротких диаграмм (до 1 м) и графиков. Она применена в универсальном полуавтоматическом преобразователе PF-10000, выпу­

и«ЛОГМАТИК» (Франция).

Вэтих приборах устройство слежения, обеспечивающее отсчет координат точек кривой, представляет собой неподвижный планшет с двукоординатным позиционным устройством, указатель («каран­ даш») которого перемещается оператором вдоль кривой. Преобра­ зуемая каротажная кривая, карта или другой график закрепляются неподвижно на планшете. За движением «карандаша» точно следует

21

автоматический механизм, расположенный под планшетом. Откло­ нения следящего механизма по осям х и у преобразуются соответ­ ственно в напряжения Ux и Uy. Преимуществом двукоординатного следящего устройства является универсальность его применения.

При другом способе полуавтоматического слежения кривой диа­ грамма равномерно перемещается лентопротяжным механизмом, и позиционный указатель следящего устройства перемещается опе­ ратором в направлении, перпендикулярном движению диаграммы, до совмещения его с преобразуемой кривой. Этот способ имеет сле­ дующие существенные преимущества по сравнению с двукоордпнатным:

1) простота, надежность в работе и небольшие габариты;

2) возможность преобразования длинных диаграмм (до 10 м), что очень важно в промысловой геофизике;

3)простота временного согласования работы оператора и перфо­ рирующих устройств; последнее особенно важно нри работе с кар­ точным перфоратором;

4)более высокая производительность преобразования каротаж­ ных диаграмм.

Для преобразования перемещения указателя следящего устрой­ ства в двоичный код наиболее часто применяются схемы преобра­

зования «отклонение — напряжение» и «напряжение — код» (рис. 5, а). Этот вариант цифрового преобразования применен в полу­ автоматических преобразователях, выпускаемых различными фир­ мами за рубежом.

В другом варианте блок-схемы полуавтоматического преобразо­ вателя перемещение указателя следящего устройства преобразуется в угловое перемещение (изменение фазы тока) какого-либо чувстви­ тельного элемента, а угловое перемещение — в двоичный код (рис. 5, б). Макет полуавтоматического преобразователя на этом принципе был разработан в АзИНефтехиме А. Г. Мельниковым, А. М. Мелик-Шахназаровым и К. М. Сарумовой. В качестве чувстви­ тельного элемента (датчика перемещения) был использован враща-

22

ющийся трансформатор, включенный по схеме фазовращателя. Эта схема имеет следующие преимущества:

1) система преобразования перемещения указателя следящего устройства в сдвиг фазы между напряжениями питающей и ротор­ ной обмотками вращающегося трансформатора проста и надежна

вработе;

2)вращающиеся трансформаторы производятся нашей промыш­ ленностью, что упрощает серийный выпуск полуавтоматического

Преобразование производится через одинаковый интервал (шаг дискретизации А' = 0,5; 1 и 2 мм) на диаграмме, устанавливаемый оператором в зависимости от сложности преобразуемой кривой.

Отклонения at кривой от ее нулевой линии в миллиметрах преобра­ зуется в восьмиразрядное число в двоичном коде. Это число, а также его масштаб (порядок р, выражаемый двумя разрядами записы­ ваются на перфоленту или перфокарту. Погрешность преобразова­ ния ординат кривой при точной обводке ее копиром не превышает 2%, величина шага квантования выдерживается с точностью 0,5%.

Если необходимо отметить какую-либо характерную точку кри­

из одной строки. Номера (адреса) слов соответствуют номерам точек преобразования кривой.

23-

циента кратности; пг — масштаб кривой по глубине.

Цифровые данные на перфоленте могут быть разделены на зоны

.при помощи отметок начала и конца ее. Преобразователь позволяет

тора ВТ, перемещая этим копир («карандаш») следящего устройства так, чтобы острие его все время совмещалось с преобразуемой кри­ вой. Смещение острия копира в этом случае будет пропорционально углу поворота ротора трансформатора ВТ и равно отклонению кри­ вой от нулевой линии. Поворот ротора вызывает сдвиг фазы напря­ жения U на выходе статорной обмотки трансформатора относительно опорного напряжения U0, питающего роторную обмотку, на тот же угол. Фазовый сдвиг между этими напряжениями пропорционален величине отклонения копира от нулевой линии диаграммы. НапряЯчения U0 и U подаются на схемы выделения нуля СВН! и СВН2 , где усиливаются, ограничиваются и дифференцируются, образуя •стоп- и старт-импульсы, соответствующие моментам прохождения напряжений U0 и U через нуль.

Цикл преобразования начинается с поступления синхронизи­ рующего импульса «начало цикла» с блока синхронизации БС. Этот импульс очищает двоичный электронный счетчик СИ и опроки­ дывает триггер Т1г открывая ключ Вг. Поступающий старт-импульс действует на триггеры Т х и Т 2 . Триггер Т х приходит в состояние, исключающее возможность прохождения следующих старт-импуль­ сов. Триггер Т 2 опрокидывается, открывая ключ В 2 ; при этом им­ пульсы эталонного генератора ГИ частотой около 10 кГц начинают

24

Копирующее устройство представляет собой каретку 5 с укреп­ ленным на ней карандашом, которая перемещается по направля­ ющей планке 6. Каретка связана с вращающимся трансформатором 8 типа ВТ-3 при помощи капроновой нити и диска 9, который крепится винтом к диску, насаженному на ось трансформатора. Смещая диски относительно друг друга, можно изменить положение копира, не нарушая нулевого положения вращающегося трансформатора. Перемещение копира производится вращением диска 9. В рабочем положении карандаш при­ жат к диаграмме пру­ жиной.

последний засвечивается.

Устройство для пробивки отверстия характерной точки и считы­ вания его смонтировано на подвижной планке 12, имеющей шесть фиксированных полоя^енпй — три положения для пробивки и три для считывания характерных точек. Это устройство аналогично соответствующим устройствам для пробивки отверстий метки глу­ бин и его считывания. Лентопротяжный механизм расположен наклонно к оператору.

27

Блок электроники представлен семью унифицированными ячей­ ками, расположенными в заднем отсеке прибора, на которых собрана схема преобразователя. Каждая из ячеек состоит из двух плат, соединенных направляющими планками и ручкой, и штепсельного разъема, служащего для соединения схем ячейки и преобразователя. На первой и второй ячейках собраны схемы управления прибором, на третьей и четвертой — счетчик импульсов со своими ключами, на пятой — усилитель кодовых реле, на шестой — программный переключатель, на седьмой — схема, обеспечивающая постоянство интервала менаду зонами.

Блок питания состоит из трансформатора, конденсаторов и платы, на которой укреплены выпрямительные мосты и сопротивления. Блок питания выполнен в виде отдельного узла, закрепленного на шасси прпбора. Схема блока питания подключается к схеме преоб­ разователя при помощи штепсельного разъема.

На панели управления (рис. 10), расположенной в левой части прибора (см. рис. 8), находятся элементы управления прибора. Тумблер «питание» включает напряжение сети: при включении зажи­ гается сигнальная лампочка. Переключатель «мотор» служит для включения электродвигателя протяжки и изменения направления движения бумаги, а переключатель «м/час» — для изменения ско­ рости движения диаграммной ленты.

Переключателем «масштаб» устанавливается порядок масштаба кривой. Кнопка «пуск» включает двигатель лентопротяжного меха­ низма после его остановки на метке глубин. Кнопка «разовый пуск» служит для пробивки на перфоленте одного числа, соответствующего неподвижному положению копира. Кнопка «характерная точка» используется для ручного нанесения на перфоленту кода характер­ ной точки. Переключателем «конец зоны — интервал» в положении «конец зоны» наносится признак конца зоны, а при положении «интервал» протягивается перфолента без нанесения информации. Пробивка отверстия на диаграмме осуществляется нажимом кнопки «пробивка».

В верхней части панели находятся индикаторные лампы Л г — Л 8 электронного счетчика и счетчик количества чисел в зоне. На боко­ вой стенке прибора расположены: розетка для подключения к сети, предохранитель, разъем для подключения перфоратора ПЛ-20, переключатель «М1—МП» и «емкость числа» для изменения количе­ ства чисел, пробиваемых в одном слове на перфоленте. На другой боковой стенке находятся: два разъема для подключения приставки при записи кодов на перфокарты, переключатель «приставка ПЛ-20», устанавливаемый в положение «приставка» при перфорировании перфокарт и в положение «ПЛ-20» при подключении ленточного пер­ форатора. Приставка к карточному перфоратору выполнена отдель­ ным блоком (см. рис. 8); одним штепсельным разъемом она подклю­ чается к преобразователю, другим — к карточному перфоратору машины БЭСМ-4.

28

Автоматические преобразователи

Полуавтоматические преобразователи не всегда обеспечивают не­ обходимую оперативность подготовки данных для ввода в машину. Поэтому применение с этой целью автоматических преобразователей представляет большой интерес.

Один из первых автоматических преобразователей каротажных диаграмм был разработан в США и применялся в вычислительном центре фирмы «Атлаитик рифайнинг» [58, 64]. В этом преобразова­ теле считывание ординат с кривых производится шестью враща­ ющимися линзами, которые передают изображение пересекаемых ими каротажных кривых, линий сетки и имеющихся на диаграмме темных пятен на фотоумножитель. Время от момента пересечения нулевой линии диаграммы до момента пересечения кривых, линий сетки и других знаков преобразуется в цифровой код и записывается на магнитную ленту. Так как на ленте помимо полезной информации записывается и ненужная информация, предусматривается специаль­ ная программа обработки, выделяющая полезную информацию, которая, согласно [58], составляет около 10% от всей записанной на ленте и введенной в ЭВМ информации. Регистрация и ввод в ЭВМ значительного объема ненужной информации является большим недостатком преобразователя.

Автоматические преобразователи графиков в цифровой код [52] созданы в Советском Союзе. Серийно выпускаемый преобразователь типа «Силуэт» наряду с рядом достоинств имеет следующие недостатки:

1)необходимость вычерчивания кривых с соблюдением жестких условий к толщине и равномерности линий;

2)невозможность считывания кривых непосредственно с осцил­

В связи с этим для преобразования каротажных диаграмм был создан автоматический преобразователь, в значительной мере сво­ бодный от указанных недостатков г . В качестве считывающего устрой­ ства в преобразователе применен широко используемый в СССР

фототелеграфный аппарат типа ФТАП-2. Это позволило улучшить эксплуатационные характеристики прибора, снизить требования к вычерчиванию кривых на диаграмме, в несколько раз уменьшить габариты преобразователя. Для обеспечения возможности преобра­ зования кривых непосредственно с осциллограмм, полученных каро­ тажным фоторегистратором, в автоматическом преобразователе применено устройство считывания со схемой запрета считывания информации в интервалах возможного нахождения горизонтальных линий сетки.

Автоматический преобразователь каротажных диаграмм имеет следующую техническую характеристику:

1 Преобразователь разработан заводом Вибропрпбор п АзИНефтохішом.

29