2. ЦИФРОВЫЕ И ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫЕ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ И СТАНЦИИ

В настоящее время в геофизических производственных организациях РФ и стран СНГ эксплуатируется большое количество промыслово-геофизических лабораторий и станций, оснащенных оборудованием для цифровой регистрации данных ГИС. На базах геофизических предприятий с помощью отдельно выпускаемых регистраторов (МКС-Самотлор, ПВК, Пласт-5, КИУ) была проведена модернизация серийных аналоговых лабораторий ЛКС-7АУ-03.

Перечисленные лаборатории обладают различными функциональными возможностями и по-разному вписываются в полный цикл компьютерной технологии геофизического предприятия.

Вне зависимости от области применения промыслово-геофизической лаборатории (геофизические исследования открытого ствола, обсаженной скважины, контроль за эксплуатацией скважины) промыслово-геофизическая лаборатория состоит из ряда подсистем:

· сбора геофизической информации;

· регистрации и визуализации;

· питания и управления;

· контроля за спускоподъемными операциями;

· силового питания.

Подсистема сбора геофизической информации предназначена для выделения и разделения по регистрирующим каналам измерительной информации, поступающей по кабелю от скважинных приборов.

Подсистема регистрации и визуализации включает в себя средства, необходимые для автоматической регистрации получаемых от подсистемы сбора геофизической информации данных, и их визуализацию с целью контроля качества регистрации.

Подсистема питания и управления осуществляет питание скважинных приборов и управление работой исполнительных механизмов (двигателей постоянной и переменного тока, переключателей и т.п.). В качестве источника питания для работы исполнительных механизмов скважинных приборов применяется блок БУСП-М, выходы которого связаны с измерительными панелями этих приборов. При работе с цифровыми связками программно-управляемых скважинных приборов дополнительно вводится блок кабельного интерфейса.

Подсистема силового питания осуществляет питание оборудования лаборатории стабилизированным напряжением промышленной частоты. В случаях работы при больших провалах сетевого питания в состав лаборатории вводится агрегат бесперебойного питания с аккумуляторами.

Подсистема контроля за спускоподъемными операциями предназначена для обеспечения синхронной работы регистрирующих средств лаборатории с движением прибора в скважине и определения параметров этого движения (глубина, скорость, натяжение кабеля).

Техническая оснащенность геофизических партий определяется задачами, решаемыми геофизической службой, и условиями проведения исследований.

Одно из основных требований, предъявляемых к проводимым работам, – это высокая точность измерения изучаемого параметра. По техническим условиям погрешность измерения основных геофизических параметров не должна превышать 5%. В то же время исследования проводятся не в стационарных условиях, а в скважинных, расположенных на значительном удалении от мест базирования геофизической службы. Для современных скважин характерны большие глубины, высокие температуры, ограниченный диаметр. Поэтому вся геофизическая аппаратура должна быть высокоточной, устойчивой к вибрациям и тряске, надежной в работе при значительных перепадах температуры.

Современные геофизические партии оснащены специальными станциями, которые включают: комплект наземной измерительной аппаратуры; скважинные приборы; оборудование, обеспечивающее спуск приборов в скважину и подъем их на поверхность; кабель, на котором производят спуско-подъемные операции и который одновременно служит электрическим каналом связи между наземной аппаратурой и скважинным прибором.

Партия (отряд), проводящая геофизические исследования в скважинах, должна иметь полный комплект оборудования, необходимого для выполнения работ. Все оборудование и аппаратуру станции размещают в кузовах специальных автомашин. Для обслуживания скважин небольшой глубины (до 1500 м) аппаратуру монтируют в кузове одной автомашины, для изучения разрезов глубоких скважин – в кузовах двух автомашин. При этом в одном кузове, который установлен на шасси автомашины повышенной проходимости и называемой самоходным подъемником, монтируется лебедка с кабелем и размещается комплект скважинных приборов. Вся наземная измерительная аппаратура монтируется в кузове, установленном на шасси автомашины-вездехода, и называется автоматической лабораторией.

Для обслуживания скважин, которые бурятся на морском шельфе или в труднодоступных районах, лебедку с кабелем устанавливают непосредственно на скважине. Измерительную аппаратуру (лабораторию) изготовляют в виде отдельных блоков и к месту производства доставляют в контейнерах.

Компьютеризированные каротажные лаборатории подразделяют на:

1. аналоговые с цифровым или компьютеризированным регистратором, осуществляющие цифровую регистрацию данных от всех типов скважинных приборов через аналоговые (импульсные) выходы наземных панелей этих приборов;

2. программно-управляемые, работающие с цифровыми программно-управляемыми скважинными приборами и комбинированными сборками этих приборов;

3. лаборатории с программно-управляемыми средствами демодуляции и декодирования информационных сигналов скважинных приборов, коммутации жил кабеля, источников питания и управления опросом приборов, работающие с аналоговыми приборами без их наземных панелей.

На рис. 2 приведена структурная схема промыслово-геофизической лаборатории, которая в совокупности с набором скважинных приборов, оснащенных индивидуальными системами телеметрии и соответствующими пультами, составляет скважинную геофизическую информационно-измерительную систему.

Переход к машинной обработке результатов ГИС привел к необходимости цифровой регистрации данных. В настоящее время ГИС представляет собой единую технологию цифровой регистрации и компьютеризованной первичной обработки данных. Цифровые лаборатории включают:

· ЭВМ с определенным типом операционной системы (ОС);

· систему оцифровки аналоговых и импульсных сигналов;

· накопители на магнитной ленте (НМЛ) и гибких дисках;

· программно-методическое обеспечение для взаимодействия с оператором в интерактивном режиме и предварительной обработки данных (включая редактирование данных);

· систему контроля за условиями проведения измерений (коррекция глубины по магнитным меткам, регистрация натяжения кабеля, измерение давления в скважине, температуры, плотности и проводимости ПЖ).

Рис. 2. Структурная схема аналоговой информационно - измерительной системы

Для поддержания нормальной работоспособности персонала и оборудования лабораторий и станций в их состав включают вспомогательные подсистемы. Подсистема жизнеобеспечения оснащена кондиционером, отопителем и системой наддува воздуха в салоне лаборатории.

КАРАТ-2. Опыт создания компьютеризированных двухуровневых систем типа КИУ позволил быстро провести модернизацию этой системы на основе персонального компьютера IBM-PC/AT. Разработан и выпускается (СКТБ СПТ НПГП ГЕРС, г. Тверь) двухуровневый компьютеризированный регистратор КАРАТ-2 , в котором в качестве нижнего уровня использована микропроцессорная система МПСУ с набором геофизических модулей (УСО). Верхний уровень включает IBM-PC в индивидуальном исполнении. Индустриальное исполнение IBM-PC позволяет использовать его в качестве системного вставного блока в стойке. Системный вставной блок индустриального компьютера выполнен в вибро- и пылезащищенном исполнении (по классу IP-54) и включает в себя пассивную кросс-плату EISA, в которую вставляется процессор и системные контроллеры. Связь с нижним уровнем происходит через специальный шинный адаптер. В системе использован съемный, возимый винчестер (80-120 Мбайт), два гибких диска (3" и 5") и стандартный, специально укрепленный, монитор SVGA, плоттер ЭСПУ-К. Предполагается применять импортный термоплоттер SR-2020 или цветной плоттер.