Компютеризированные каротажные станции

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет геологии и геофизики

каферда геофизики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по дисциплине «Компьютерные технологии»

на тему «Компютеризированные каротажные станции»

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Иванов И.И.

                                                                 Проверил: Смирнов С.С.

 

 

 

 

Екатеринбург 2013

 

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………………….3

Каротажные станции:

Каротажная станция «Мега»:…………………………………………………………………...5

• МЕГАЭ……………………………………………………………………………………..12
• ЭК-М………………………………………………………………………………………..13
• ИК-М……………………………………………………………………………………….15
• ГК-М………………………………………………………………………………………..16
• МЕГА-К…………………………………………………………………………………….17
• МЕГА-Р…………………………………………………………………………………….20

Список источников и литературы…………………………………………………………………...22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Каротажная станция- установка для проведения полного комплекса геофизическических исследований эксплуатационных и исследовательских буровых скажин. Каротажная станция предназначена для спуска и подьема в скважины (300- 10 000 м) на каротажном кабеле электрически и механически соединенного скважинного прибора, измерения параметров, характеризующих физические свойства горных пород (удельное электричекое сопротивление, радиоактвивность, магнитные свойства и др.) и техническое состояние скважин, а также регистрации этой информации в функции глубины скважины. В каротажной станции с бортовой ЭВМ производится оперативная обработка данных в процессе или после каротажа.

Каротажные станции подразделяются на самоходные, установленные в одном или двух транспортных средствах (автомобиле, вездеходе), и несамоходные (смонтированные в контейнерах). Аппаратура каротажной станции (лаборатории) состоит из силового трансформатора, источников питания аппаратуры скважинных приборов, различных наборов из пультов электрического, радиоактивного, акустического методов геофизических исследований скважин (пульты для других методов сменные), регистраторов, пульта управлени и пульта контроля каротажа с датчиками глубины, натяжения и магнитных меток кабеля. По форме регистрации информации и системе управления каротажные станции подразделяются на аналоговые, цифровые и программно-управляемые от бортовой ЭВМ. Подъемник состоит из спуско-подъемного агрегата, на барабане лебедки которого намотан кабель ( одно-, трех- или семижильный), кабелеукладчика и системы роликов для спуска кабеля в скважины. Спуско-подъемный агрегат приводится от двигателя транспортного средства (в несамоходных каротажных станциях – от дизеля или электродвигателя). В комплект каротажной станции входит также смотанное устройство для электрического соединения с промысловой сетью и датччиками и проявочное устройство (при использовании фоторегистраторов). Применяемые каротажные станции имеют от 2 до 8 каналов аналоговой регистрации и 6-16 – цифровой регистрации, мощность источника питания до 500 ВА, скорость подъема кабеля 10-10 000 м/ч. 

 

 

Рис.1. Схема аналоговой каротажной станции

 

 

Рис.2. Схема аналогово-цифровой каротажной станции

 

 

 

 

 

Рис.3. Схема компьютеризированной каротажной станции

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4. Схема современной компьютеризированной каротажной станции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Каротажные станции.

Для проведения полного комплекса геофизическических исследований  буровых скажин существует множество различных каротажных станций, таких как « МЕГА», «КЕДР», «ВУЛКАН», «ЮГРА». Рассмотрим каротажный комплекс «МЕГА», его предназначение, характеристику, аппаратуру.

 

2.1. Каротажная  станция «МЕГА»

Рис.5. Каротажная станция «МЕГА»

Каротажная станция «МЕГА» - это система сбора, обработки и презентации результатов геофизических исследований скважин, обладающая следующими качествами:

1)  многофункциональность - возможность регистрации данных в рамках быстро и медленно протекающих процессов, проведения измерений при любых видах скважинных геофизических исследований;

2) универсальность - работа со всеми существующими отечественными аналоговыми и цифровыми, а также с перспективными российскими и зарубежными приборами, благодаря наличию программного обеспечения высокого уровня, полный отказ от наземных панелей, возможность комплектации от поставлен-ных задач по ГИС, работа с комплексными скважинными приборами;

3)  технологичность - возможность быстрого подключения к измерительному комплексу принципиально новых приборов с помощью специально разработанного компилятора языка коммутаций, наличие программноуправляемых источников питания, встроенных систем метрологического контроля, тестирования измерительных систем, автоматическая калибровка скважинной аппаратуры и программная обработка сигналов с помощью цифровых фильтров;

4)   надежность - дублирование основных элементов измерительного комплекса;

5) многоканальность - возможность гибкого выбора заданного количества каналов, как аналоговых, так и цифровых сигналов;

6) мировой уровень сервиса - применение современных архитектурных и системных средств, выполненных в конструктиве "Евромеханика", система текстовых и голосовых подсказок оператору "инструктором", возможность редактирования, обработки и презентации данных на борту станции, обеспечение полной сохранности полученных данных, повышение мобильности за счет использования спутниковых каналов связи.

 Каротажная станция  «МЕГА» предназначена для исследования нефтяных и газовых скважин методами бокового каротажного зондирования (БКЗ), трехэлектродного бокового каротажа (БК), измерения потенциалов самопроизвольной самополяризации (ПС), резистивиметрии скважин, микрозондирования, измерения мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород методом гамма-каротажа, измерения кажущейся электрической проводимости методом индукционного каротажа, а также измерения диаметра скважин.

Центром обработки информации является бортовой компьютер в индустри-альном исполнении, сертифицированный по стандарту ISO 9001 и имеющий класс защиты IP 65. В компьютер кроме штатных плат устанавливаются платы контроллера глубины, контроллера сети "Bitbus" и модули сигнальных процессоров.

Вывод данных на печать осуществляется с помощью термоплоттера Printrex. Все блоки станции МЕГА подключаются к сети 220В через источник бесперебойного питания двойного преобразования.Управление аппаратурой станции выполняется посредством взаимодействия бортового компьютера с внешними устройствами МЕГА-БУСП, МЕГА-ИСТОК1, МЕГА-ИСТОК2, МЕГА-КОНСОЛЬ, объединенными в сеть, обмен данными в которой осуществляется через интерфейс RS-485 по протоколу Bitbus.

Блок управления скважинными приборами МЕГА-БУСП обеспечивает:

• подачу и снятие электропитания скважинных приборов;
• формирование и подачу управляющих сигналов;
• коммутацию каналов;
• выделение информационных сигналов от скважинных приборов;

• передачу информационных сигналов на вход сигнального процессора.

Рис.6. Блок управления

Программно-управляемый источник питания постоянного тока МЕГА-ИСТОК1 предназначен для электропитания постоянным током скважинных приборов в процессе выполнения ГИС каротажной станцией МЕГА, а также для приема сигналов телеметрии во время работ с одножильными скважинными приборами, электропитание которых осуществляется постоянным током.

 

Рис.7. Источник питания постоянного тока МЕГА-ИСТОК1

Диапазоны выходного стабилизированного постоянного тока - от 10 до 1000мА, выходного стабилизирующего - напряжения - от 10 до 400В.

Программно-управляемый источник питания переменного тока МЕГА-ИСТОК2 предназначен для электропитания переменным током скважинных приборов в процессе выполнения ГИС каротажной станцией МЕГА.

Рис.8. Источник питания постоянного тока МЕГА-ИСТОК2

Частота выходного напряжения перестраивается в диапазоне 30-500 Гц.

Диапазон выходного стабилизированного напряжения переменного тока источника питания - от 20В до 350В. Диапазон выходного стабилизированного переменного тока источника питания составляет 0,1 - 2,0 А.

Система сбора и обработки информации о параметрах движения скважинного прибора МЕГА-КОНСОЛЬ предназначена для сбора аналоговой и цифровой информации с датчиков устья: глубина, натяжение (с учетом угла перегиба кабеля), магнитная метка, а также с датчиков силовой установки автомобиля: напряжение бортовой сети, давление масла, температуры охлаждающей жидкости. Обработанная информация выдается на вычислительный комплекс станции и индикаторы Мега-Консоль. Кроме того, МЕГА-КОНСОЛЬ выдает предупредительные сигналы при достижении предельных значений параметров, которые в свою очередь устанавливаются программно.

 

Рис. 9. Прибор МЕГА-КОНСОЛЬ

МЕГА-КОНСОЛЬ устанавливается в штатное место пульта лебедчика каротажных подъемников типа ПКС.

Комплекс программ каротажной станции МЕГА работает в операционной системе OS/2 и содержит в своем составе ряд проблемно-ориентированных подсистем, которые совместно с аппаратурой обеспечивают высокую реакцию системы каротажной станции на измерительные события:

• подсистема сценариев работы - производит мониторинг и координацию совместной работы программ и аппаратуры;
• подсистема конфигурирования - позволяет оператору выбрать структуру отображения и скважинные приборы;
• подсистема драйверов - организует интерфейс между программными модулями и аппаратурой;
• сигнальная подсистема - обрабатывает потоки данных от скважинных приборов;
• редактор каротажной информации - позволяет произвести обработку данных на скважине и подготовить материал для передачи заказчику. Кроме программных модулей, регламентирующих технологический цикл измерений, программное обеспечение содержит ряд сервисных программ. В частности, для быстрого подключения к измерительному комплексу новых приборов был специально разработан компилятор языка коммутаций, позволяющий дополнять рабочую библиотеку парка приборов.

Основные преимущества программного обеспечения станции заключены в следующем:

• возможность комплектации станции в зависимости от поставленной задачи;
• возможность работы как в стационарном режиме, так и в мобильном;
• быстрое подключение любой новой скважинной аппаратуры в кратчайший срок;
• работа с комплексными скважинными приборами, что существенно сокращает время выполнения заявленных работ на скважине;
• применение спутниковых каналов связи, которое обеспечивает высокую мобильность и управляемость каротажными отрядами.

Высокая достоверность получаемых данных обеспечивается за счет заложенных в станцию следующих возможностей:

• учет базовых калибровок по всему парку применяемых приборов;
• контроль соответствия показаний прибора базовым калибровкам;
• обеспечение полной сохранности полученных данных;
• максимальное исключение из производственного процесса субъективного фактора.

Программное обеспечение станции обеспечивает работу со следующими скважинными приборами:

• группа Манчестер-2: МЕГА-Э, МЕГА-Р и прочие;
• группа РК: СРК-1, РКС, СГДТ, СГП-2 и прочие;
• группа ЭК: ЭК-1, МК-УЦ, ПТС-8;
• группа АККИС: АККИС-36, АККИС-42, МЕГА-П, СЦМ-8/10;
• группа АИК: АИК-5, АИК-5М;
• группа Акустика: СПАК-6, АКЦ-М, АКВ-1 и прочие;
• группа АМЧМ: АБКТ, Э1 и прочие;
• группа АИНК-43, Гранит, МЕГА-К, PLT-6/9, ИМММ и ИЭМ.

 

Рис.10. Результаты измерений на приборе

Программное обеспечение выполняет следующие задачи:

1. По выбору прибора из списка автоматически конфигурирует блок управления скважинными приборами и подает питание на прибор, т.е. обеспечивает:

• управление коммутацией жил кабеля, цепей питания, блока раскрытия/закрытия, входов и выходов фильтров;

• установку режимов функционирования источников питания;
• установку уровня стабилизации тока/напряжения;
• ручное и автоматическое управление режимами работы скважинного прибора.

2. Осуществляет распознавание сигнального интерфейса в каротажном кабеле и определяет показания прибора по каналам, т.е. обеспечивает:

• загрузку программы обработки сигнального интерфейса скважинного прибора в сигнальный процессор;
• извлечение из сигнального процессора вычисленных показаний прибора и осцилограммы сигнала;
• определение и помещение в общую память данных о показаниях зондов прибора;
• визуализацию показаний зондов прибора;
• визуализацию осциллографической картинки сигналов на выходе аналогового коммутатора;
• настройку уровней цифровых и импульсных сигналов;
• настройку временных окон для регистрации акустики.