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

счетчика СИ пропорциональны величине регистрируемого пара­ метра. Показания счетчика СИ специальной диодной матрицей пре­ образуются в двоично-восьмеричный код, который фиксируется на перфоленте двумя разрядами старшей триады (26 и 21), тремя разря­ дами средней триады (2я, 2І и 2Ь) и тремя разрядами младшей триады

(2\ 21 Ii 2°).

Виды перфолент первой—третьей групп газокаротажных пара­ метров, зарегистрированных аппаратурой Ф 0 0 5 , показаны на рис. 23.

50

где Кхп — коэффициент чувствительности хроматографа к 7г-му компоненту, определяемый при калибровке, %/мм.

Глава III

ПЕРЕДАЧА И ВВОД ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ В ЭВМ

7. ПЕРЕДАЧА Д А Н Н Ы Х В В Ы Ч И С Л И Т Е Л Ь Н Ы Й ЦЕНТР

Передача промыслово-геофизической информации (исходных дан­ ных и результатов их интерпретации) необходима на всех этапах внедрения автоматической обработки и интерпретации при помощи ЭВМ. На первых этапах применения ЭВМ для интерпретации пере­ дача информации будет осуществляться главным образом обычными средствами. Однако в условиях Крайнего Севера и Сибири, где полу­ ченные на буровой данные не могут быть быстро доставлены в вычи­ слительный центр нарочным, самолетом или другим транспортом, передача по каналам связи необходима в самом начале. В дальней­ шем, когда обработка и интерпретация промыслово-геофизических данных будут производиться крупными вычислительными центрами, а управление геологоразведочными работами осуществляться авто­ матизированной системой управления (например АСУ Геология),

значение передачи геолого-геофпзических данных по каналам связи существенно возрастет.

Для передачи результатов интерпретации данных каротажа (таблиц, заключении и др.) может успешно применяться телетайп. Опыт применения телетайпа с этой целью известен за рубежом [19] и в Советском Союзе. В Советском Союзе телетайп наиболее широко применяется в Тюменском геологическом управлении для передачи промыслово-геофпзическоп информации после ее уплот­ нения. В АзВНИИГеофпзпке и АзИНефтехпме имеется опыт пере­ дачи по телетайпу результатов интерпретации данных каротажа на ЭВМ.

Для передачи исходных геофизических данных телетайп непри­ меним, так как скорость передачи им невелика (450 бит/мин) и при равномерной системе дискретизации измерений в скважине время передачи равно 10—30 ч в зависимости от комплекса и интервала геофизических исследований скважины. Поэтому в последнее время большое внимание уделяется разработке других методов и аппара­ туры для передачи информации в вычислительный центр и обратно в геологическое или геофизическое предприятие.

В США создан ряд систем для передачи каротажных диаграмм по радио и телефонным линиям связи. Система ДАРТ [19] позво­ ляет передать информацию в вычислительный центр и в любое дру­ гое предприятие непосредственно в процессе каротажа скважины. Связь между буровой и вычислительным центром обеспечивает линия ультракоротких волн. Аппаратура также хорошо работает с теле­ фонной линией связи. Система ДАРТ включает в себя устройства преобразования измеряемых в скважине сигналов в цифровой код и передачи их по каналу связи, устанавливаемые на буровой, и аппаратуру для приема переданных цифровых данных, преобразо­ вания их в аналоговую форму и регистрации в виде кривых в при­

52

зователь поочередно подключается к выходам усилителей при по­ мощи коммутатора 2. Полученные цифровые коды поступают на выходной регистр 5 и затем на модулятор 6. Промодулированный сигнал передается микроволновым передатчиком 7. Кодирующее устройство 3 преобразует глубину в код, передаваемый отдельным словом. На приемной стороне сигнал принимается приемником 8 и дешифрируется устройством 9 в двоичный код. Затем селектор 10 определяет принадлежность кодов чисел к тому или другому виду каротажа и пересылает их в соответствующие регистры памяти 11—15. Как только коды чисел (слова) поступают в регистры па­ мяти 11—15, соответствующие цифро-аналоговые преобразователи 16—20 преобразуют их в напряжения, регистрируемые гальвано­ метрами регистратора 21. Лентопротяжный механизм регистратора

геофизической информации производится двумя способами. В системе «АСОРК» [13] цифровые данные записывают на магнитную ленту с постоянным шагом дискретизации по глубине. На базе (в экспе­ диции, «мини-центре») эти данные перезаписывают с уплотнением на перфоленту и с перфоленты передают по телетайпу в вычисли­ тельный центр или промыслово-геофпзическое предприятие.

В аппаратуре «Север» [3] цифровые данные записывают на магнитную ленту, с магнитной ленты считывают и передают по теле­ фонному или радиоканалам в вычислительный центр. Эта аппара­ тура лучше подготовлена к широкому внедрению и проще согла­ суется с большинством разработанных систем обработки и интер­ претации данных каротажа при помощи ЭВМ, поэтому в настоящее время ее можно считать более перспективной.

Аппаратура «Север»

Аппаратура «Север» предназначена для преобразования, реги­ страции промыслово-геофизической информации в кодовой форме, передачи этих данных по каналам связи и регистрации их на маг­ нитную ленту с целью последующего ввода в ЭВМ типов БЭСМ-4, М-220, Минск-22. Аппаратура имеет четыре канала с диапазоном преобразования не хуже 78 дБ и чувствительностью 62,5 мкВ. Интервал дискретизации геофизических величин по уровню равен 1,56% от предела измерения, частотный диапазон преобразования 0—3 Гц. Общая погрешность преобразования измеряемых величии в этом диапазоне не превышает 3%.

Преобразование производится по системе равномерного кван­ тования по глубине с шагом 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8 и 1,6 м. При одно- и двухканальной записи информации преобразование осуществ­ ляется также через 0,0125 и 0,025 м. Полученные цифровые данные записываются на магнитную ленту шириной 6,25 мм по трем дорожкам

53

с плотностью не менее 4 имп/мм; код записи показан на рис. 26. Одновременно с цифровой регистрацией данных каротажа осуще­ ствляется точечная запись этой информации на электрохимическую

бумагу типа ЭХБИ шириной 200 мм на двух полях по 80 мм в мас­ штабе глубины 1 : 20, 1 : 50, 1 : 100, 1 : 200 и 1 : 500. Максимально допустимая скорость цифровой регистрации аппаратурой «Север» равна 5000 м/ч.

Машинное слабо

^ІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІІ ШІІІІІІІІІІІІІІІПІІІІІІІ IIIIIIIIIIII ne

Pue. 26. Образцы записи аппаратурой «Север» .

а — код информации; б — код метки глубины; в — код номера геофизической величины; СИ—

дорожка синхроимпульсов; К — кодовая дорожка; G — служебная дорожка; Г — код метки глубины; ГШ — признак метки глубины; ПС — признак слова; ПТ — признак номера та­ блицы; ПН — признак номера строки; Т — код номера таблицы; H — код номера строки; M — код масштаба, И — код информации. Точки означают пропуск записи.

Передача цифровых данных по каналу связи производится со скоростью 300 бит/с. Ввод цифровых данных, считываемых с магнит­ ной ленты или передаваемых по каналу связи, в ЭВМ типа М-222 и БЭСМ-4 осуществляется программным путем. Расход машинного

54

В комплекс аппаратуры «Север» (рис. 25) входят: измерительные усилители Ух —У.ь аналого-цифровой преобразователь АЦП со схемой управления магнитной записью УМЗ, скважинный и приемный ша­ говые накопители на магнитной ленте З х и 32 , скважинный и прием­ ный блоки графической записи Б Г З Х и Б Г 3 2 , фазовый манипулятор ФМХ , приемник фазомашшулированных сигналов ФМ2 , приемно-пе- редающие радиостанции РСХ и РС2 , датчик синхроимпульсов Д С

Логика работы системы регистрации и передачи информации следующая. Измеряемые напряжения усиливаются усилителями Y1—У4. Аналого-цифровой преобразователь последовательно опра­ шивает выходы усилителей, преобразуя выходные напряжения в дво­ ичные шестиразрядные числа (эквиваленты). Далее двоичные экви­ валенты поступают в блок графической записи БТ31 и в схему упра­ вления магнитной записью УМЗ. В блоке графической записи дво­ ичные эквиваленты преобразуются в позиционный унитарный код, записываемый на синхронно движущейся электрохимической бумаге в виде последовательности точек. Из блока УМЗ двоичные экви­ валенты поступают в шаговый накопитель 3Х , где они записываются на магнитную ленту. Двоичные эквиваленты, поступившие в схему

При одно- и двухканальном режимах работы регистратора отбор информации на магнитную запись осуществляется через каждые 0,0125 и 0,025 м глубины скважины.

Для передачи данных на расстояние шаговый накопитель 3Х (см. рис. 25) переключается в режим воспроизведения. В этом режимешаговый накопитель управляется синхронизирующим устройством С. Воспроизведенная с магнитной ленты информация поступает на фазовый манипулятор ФМХ . В этом блоке последовательность дво­ ичных единиц превращается в последовательность изменения фазы поднесущей частоты, лежащей в полосе частот телефонного канала. Модулированная по фазе поднесущая частота поступает на вход канала связи (вход приемо-передающей радиостанции). На приемной стороне принятый радиостанцией РС 2 сигнал подается на приемник

измеряемых параметрах скважины, а также порядковые номера меток глубин. На третьей дорожке записываются признаки начала

5S

слова, меток глубины, постоянных параметров и конца диаграммы, т. е. служебная информация, которая занимает первые четыре разряда машинного слова. Код постоянных параметров скважины набирается перед началом измерения с помощью переключателей, установленных на панели. Для повышения достоверности инфор­ мации каждая запись дублируется 16 раз.

Задачей схемы управления магнитной записью (УМЗ) является преобразование параллельного кода, поступающего с АЦП, в после­ довательный, формирование служебных признаков и выдача инфор­ мации для записи на магнитную ленту в требуемом объеме. Это устройство содержит: промежуточную память, схему управления промежуточной памятью, сдвиговый регистр, осуществляющий по­ следовательный опрос выходных ключей промежуточной памяти, счетчик h дешифратор тактов, позволяющий выделить нужный канал для записи информации в промежуточную память, схему пересчета интервалов дискретности по глубине скважины, дающую возможность записать информацию на магнитную ленту с необходи­ мым шагом квантования, счетчик меток глубины, схему управления вводом кода метки глубины и схему формирования служебных признаков. В связи с тем, что в процессе измерения импульс метки глубины не синхронизирован с работой АЦП и может прийти в любое время, УМЗ запОіМннает импульс метки глубины до окончания слов, выдает в следующем слове на запись код и признак метки глубины и возобновляет после этого передачу информации из АЦП в блок магнитной записи.

Шаговый накопитель цифровой информации на магнитной ленте обеспечивает равномерную запись неравномерно поступающей ин­ формации, синхронное воспроизведение зарегистрированной циф­ ровой информации при передаче последней по каналу связи и вос­ произведение цифровой информации в зонном режиме по командам машины при вводе информации в ЭВМ. При воспроизведении инфор­ мации, зарегистрированной шаговым накопителем, применяется зонный способ считывания. Для реализации зонного считывания информация записывается отдельными массивами (зонами). Между зонами оставляются участки чистой ленты, длина которых опреде­ ляется временем разгона и остановки лентопротяжного механизма. Максимальное количество информации, записываемой в зоне, опре­ деляется емкостью устройства, воспринимающего информацию. Син­ хронизация преобразования и записи цифровых данных с движением скважинного прибора производится датчиком синхроимпульсов СИ, устанавливаемым на сельсине блок-баланса. Синхронизация воспро­ изведения информации осуществляется тактовыми импульсами, ко­ торые поступают в шаговый накопитель З х с фазового манипулятора.

Аппаратура для передачи цифровых промыслово-геофизических данных содержит два отдельных блока: фазовый манипулятор ФМг и приемник ФМа сигналов. Фазовый манипулятор размещается вместе с аппаратурой регистрации на объекте измерений, а прием­ ник ФМ2 сигналов — в пункте обработки (например, в ВЦ). В режиме

.56

передачи данных на два входа манипулятора с шагового нако­ пителя З х поступают электрические сигналы, несущие в себе два разных сообщения: коды и признаки. В манипуляторе эти сигналы преобразуются в один групповой сигнал, удобный для передачи по линии связи. В качестве линии связи может быть использована линия

на вход приемника ФМ2 сигналов. В приемнике осуществляется обратное преобразование с целью восстановления переданных сигна­ лов. Полученные сигналы (коды и признаки) поступают на шаговый накопитель 3 2 либо непосредственно на ЭВМ. С целью синхронизации на шаговый накопитель подаются синхроимпульсы СИ с фазового манипулятора на передающей стороне и с приемника ФМ2 сигналов на приемной стороне.

Для удобства эксплуатации и транспортировки комплекс аппа­ ратуры «Север» конструктивно выполнен из отдельных блоков, каждый из которых имеет герметический кожух, защищающий блок от внешних воздействий. Вся электронная аппаратура состоит из набора унифицированных узлов и элементов на полупроводни­ ковых приборах. При помощи аппаратуры «Север» производилась передача информации по проводной линии Новосибирск—Томск — Новосибирск, по радиорелейной Нефтекамск—Уфа и по коротко­ волновой линии радиосвязи Новосибирск—Красноярск.

Испытания макетов аппаратуры «Север» показали, что вероятность

при отношении полезного сигнала и «шума» в канале связи до 10 дБ .

Аппаратура АСОРК

Комплекс аппаратуры АСОРК включает многоканальный маг­ нитный регистратор ММР-5, адаптирующийся аналого-цифровой преобразователь ААЦП и устройство графической записи с пер­ фолент УГЗ. Перечисленные устройства предназначены как для совместного использования, так и для самостоятельного [13].

Магнитный регистратор служит для записи каротажных диа­ грамм на магнитную пленку, ввода цифровых данных в ЭВМ, вос­ произведения магнитной записи в виде обычной каротажной диа­ граммы и ввода цифровых диаграмм в ААЦП. Прибор состоит из трех частей: устройства преобразования аналог—код, лентопро­ тяжного механизма и источника питания (унифицированного для всего комплекса). Устройство преобразования аналог—код содержит пять одинаковых блоков преобразования и один блок управления. Независимость каналов преобразования повышает надежность аппа­ ратуры. Лентопротяжный механизм помимо устройств, обеспечи­ вающих движение магнитной ленты синхронно с движением кабеля в скважине, содержит два блока: блок усилителей и блок считы­ вания. Эти блоки формируют считанные с магнитной ленты импульсы

57

л выводят три вида информации о каротажной кривой: а) аналог ее; б) последовательность двоичных позиционных чисел; в) числоимпульсную последовательность.

Адаптирующий аналого-цифровой преобразователь ААЦП служит для регистрации каротажных кривых в виде неравномерно кванто­ ванных по глубине последовательностей чисел на телеграфную перфоленту, а также для преобразования равномерно квантованных по глубине цифровых магнитных записей ММР в неравномерно квантованную, с перезаписью на перфоленту.

Выбор шага дискретизации по глубине производится комби­ нацией двух систем предсказания: по предыдущему значению (сту­ пенчатая апроксимация) и по величине тангенса угла наклона (линейная апроксимация).

8.ВВОД Д А Н Н Ы Х КАРОТАЖА В ЭВМ

Внастоящее время для промежуточного хранения промысловогеофизических данных в цифровой форме используют магнитные ленты, перфоленты и перфокарты. Как отмечалось ранее, наиболее перспективным носителем • промыслово-геофизической информации является магнитная лента. Однако наличие стандартных перифе­ рийных устройств ввода информации с перфолент и перфокарт и сравнительно небольшой объем данных, регистрируемых при каро­ таже одной скважины, — 5 (103—104) 12-разрядных слов — позво­ ляют успешно применять с этой же целью перфоленты и перфо­ карты. Особенно широко используют перфоленты.

Стандартные устройства ввода информации типа ФСМ совет­ ского производства и ФС-1500 чешского позволяют вводить данные

58

каротажа с перфолент в ЭВМ Минск-22, Минск-32 и М-222. Перфо­ ленты с данными каротажа получают при преобразовании каротаж­ ных диаграмм преобразователем ФООІ или при цифровой реги­ страции их на буровой каротажным преобразователем ПЛК-4.

В ближайшее время основной объем промыслово-геофизической информации предполагается обрабатывать при помощи ЭВМ БЭСМ-4. Учитывая, что ввод данных с перфокарт в ЭВМ БЭСМ-4 мало удобен и геофизическая информация на скважине регистрируется на маг­ нитные и перфорационные ленты, необходимо создать систему ввода с магнитных и перфорационных

и выполняющее формирование массивов информации. Такое устрой­ ство преобразования форматов разработано во ВНИИГеофизике

[23].Оно состоит (рис. 27) из следующих блоков: формирования

Блок формирования входных сигналов БФ предназначен для приведения уровней сигналов, поступающих от различных считы­ вающих устройств СУ (ФС-1500, УВИ-3 и др.) и сейсмических реги­ страторов, к уровню, необходимому для работы соответствующих блоков ЭВМ БЭСМ-4. Блок записи Б З обеспечивает передачу инфор­ мационных кодов в регистр результатов ЭВМ БЭСМ-4. Он состоит из комбинации логических схем, позволяющих сформировать на регистре слово, содержащее один, два или четыре кода. Логические схемы выполнены на вентилях, выходы которых через раздели­ тельные цепи подсоединены к установочным входам триггеров регистра результатов машины.

Блок управления вводом Б У предназначен для формирования потенциалов, управляющих работой блока записи Б З и блока упра­ вления БУМ машиной БЭСМ-4. Блок включает в себя счетчик и дешифратор. Сигналы с выходных шин дешифратора управляют про­ хождением информационных кодов в регистр ЭВМ БЭСМ-4. Блок

59