Програми цифрової реєстрації геофізичних даних

2.2.1 Програмно-апаратурний комплекс “Фозот-3”

Цифровий реєстратор геофізичних даних “ФОЗОТ–3” [10] призначений для реєстрації геофізичної інформації, яка подається на реєстратор в аналоговій, імпульсній або цифровій формі в процесі проведення каротажу.

Для перетворення аналогової інформації в цифрову форму використовується АЦП з розрядністю – 12 розрядів (двійкового коду). Мінімальний час перетворення в АЦП складає 2 – мкс, а максимальний – 9 мкс. Максимальний діапазон вхідного аналогового сигналу ±5В.

Коефіцієнт підсилення аналогового сигналу складає 1, 4, 16, 64 і переключається програмою автоматично відповідно до рівня вхідного сигналу.

Реєстратор працює з багатьма комплектами свердловинної апаратури як з аналоговими так і цифровими виходами. Забезпечується автоматичне неперервне слідкування і корекція глибин по магнітних мітках. Система реєстрації має можливість стартувати по приходу мітки або по виставленню нуля глибини на гирлі свердловини. Це значно спрощує ввід інформації глибини в систему.

Реєстрація геофізичних даних можлива на спуску, підйомі і стоянці каротажного приладу. Підтримується реєстрації даних на флоппі дисках (крім широкополосної акустики), вивід кривих на екран дисплею в кольорі і в реальному часі. Візуалізація кривих на плотері виконується одночасно з реєстрацією і є можливість оперативно коректувати параметри реєстрації (канали, нулі, стандарти, фільтрація і т. п.).

Максимальна швидкість запису, яку підтримує реєстратор без втрати інформації складає 5000 м/год – при кроці квантування 0.2 м і кількості каналів до 4, а при швидкості 800 м/год – при кроці квантування 0.1 м з кількістю каналів 7.

Система забезпечує можливість калібровки приладу при спуску і підйомі. Інформація калібрування виводиться на дисплей. У випадку аварійної зупинки система дозволяє відновлювати зареєстровані дані.

Конструктивно реєстратор складається з таких основних структурних блоків:

1. Центральної ПЕОМ.

2.Блоку збору даних, що побудований на базі плати DAC 32D, призначеного для прийому, комутації і перетворення аналогового сигналу в цифровий код і передачі його до центральної ПЕОМ.

3. Блок датчика глибин, який складається з корпусу блоку, стаціонарно закріпленого на сельсин приймачі, оптичного диску з прорізами і двома датчиками світлових імпульсів (датчики розташовані зверху і знизу від джерела світла, що забезпечує реєстрацію кривої вверх і вниз), насадженого на вісь сельсина і плати сельсина DS2M. Блок глибини має пряму і зворотню систему фіксації глибин (на спуску і підйомі).

Програмне забезпечення необхідне для роботи з реєстратором:

– файли настройки системи;

– файли опису приладів;

– власне програми;

– операційна система MS-DOS.

Файли, які використовуються для настройки системи містять:

– файл установчих даних, призначений для задання основних параметрів роботи системи і розміщується в основній директорії ;

– файл опису кострукції свердловини, призначений для задання макету збору описових даних по свердловині;

– файл опису шапки діаграм, який розміщається в основній директорії /fozot-3/exe, призначений для задання макету шапки діаграм, які будуть візуалізовуватись на пристрої виводу.

Файли опису приладів містять опис всіх параметрів реєстрації і візуалізації даних кожного приладу.

Власне реєструючі програми:

Роботу системи забезпечує виконання наступних програм:

– task2.exe – основна програма реєстрації аналогових і імпульсних методів;

– task4.exe – програма введення бази даних свердловин;

– task5.exe – програма корекції файлу загальних установчих даних setup.dat;

– reg.bat (reg3_0.bat) – командний файл запуску системи;

– test_pic.exe – програма тестування плати АЦП.

Запуск системи проводиться з жорсткого диску при цьому спочатку спрацьовує системне завантаження комп’ютера з запуском NC. Після цього необхідно перейти в директорію FOZOT-3. Для запуску системи реєстрації на дисплей подається команда reg (reg.bat (reg3_0.bat)). На екрані видаються дані про останню свердловину, на якій проводились роботи і меню подальшої роботи. Необхідно вибрати пункт продовження роботи.

Роботу з ФОЗОТом можна описати наступним алгоритмом:

1. Реєстрація може проводитись як на жорсткому так іна флоппі дисках.

2. Вибравши пристрій для накопичення і зберегання геофізичної інформації, переходять до вибору необхідного приладу для реєстрації. На екрані буде виведено список геофізичних приладів, які описані в системі і з якими вона власне може працювати. Операція вибору приладу забезпечує настройку системи на певний режим реєстрації, утворює систему візуалізації, запис відповідних стандарт сигналів і ін. Вибір необхідного комплекту апаратури здійснюється за допомогою клавіш-стрілок.

3. Після вибору приладу на моніторі з’явиться головне меню.

Меню в свою чергу складається з наступних пунктів:

– F2 - Корекція параметрів реєстрації. Задається інтервал реєстрації, кількість каналів, параметри роботи АЦП і дані про калібровки.

­– FЗ - Корекція параметрів виводу. Вибір параметрів виводу на екран дисплея і на друкуючий пристрій.

– F4 - Корекція параметрів реєстрації і параметрів виводу. Об'єднує в собі два попередні пункти.

– F5 - Реєстрація кривих.

– F6 - Задання глибини. Встановлення поточної глибини, на якій знаходиться свердловинний прилад.

– F7 - Перевірка записаних даних забезпечує перегляд зареєстрованих даних в цифровому вигляді.

– F8 - Візуалізація даних. Візуалізація зареєстрованих даних на екрані дисплея. АLТ+F8 - Візуалізація даних на плотері.

– F9 - Вибір нового приладу. Переналадка на новий прилад.

– Аlt+F5 - Перевірка вхідних сигналів по каналах.

– Аlt+F - Вибір фільтра вхідного сигналу.

– F10 - Вихід. Закінчення сеансу роботи.

В трьох перших пунктах меню зосереджена корекція всієї інформації, яка управляє процесом реєстрації. Процедури корекції вхідних параметрів описані в спеціальному хелп-вікні екрану.

4. Реєстрація даних. Після вибору пункту меню реєстрація кривих лідує запит виду подальшої роботи:

– реєстрація з калібровками до і після;

– реєстрація з калібровками до каротажу;

– реєстрація без калібровок. Клавішами стрілок виберіть необхідну вам роботу.

Програма входить в режим очікування вводу з клавіатури сигналу початку реєстрації даних калібровки – натискання клавіші. Після настройки величини стандарт чи нуль-сигналу натискається будь-яка клавіша, і дані калібровки записуються на диск. Після запису однієї калібровки, таким же чином проводиться запис слідуючої і програма переходить в режим запису власне кривих каротажу.

Якщо під час калібровки виникає необхідність заново повторити процес калібровки, необхідно два рази натиснути клавішу F5 і почати все спочатку.

В режимі реєстрації можливо використовувати наступні клавіші:

Клавішею F1 можна одержати список клавішних функцій. При цьому, процес реєстрації не переривається і на другій відеосторінці проводиться відображення зареєстрованих кривих.

Функції клавіш F2 і FЗ чисто візуальні, за їх допомогою можна просто збільшити величину активного екрану, призначеного для відображення кривих. При цьому, відключивши клавішою F2 індикатор даних по каналах можливо суттєво збільшити швидкодію виводу на екран кривих в графічній формі.

При подвійному натисканні клавіші F4, програма проводить запит необхідного оператора вертикального масштабу реєстрації. За допомогою клавіш-стрілок можна вибрати необхідний масштаб реєстрації із списку, запропонованого програмою, або, при виборі величини 0, самому ввести необхідний масштаб.

Після подвійного натискання клавіші F6 програма проводить запит поточної глибини. Після вводу значення глибини за допомогою клавіш стрілок вибирається спосіб вводу глибини в реєструючу систему: 0 - по приходу мітки; 1 - негайно.

При подвійному натисканні клавіші F7, програма переходить в режим запису на диск зареєстрованих даних повтору каротажу. Процес реєстрації повтору нічим не відрізняється від реєстрації основного заміру, тільки при записі на диск з даними записується інший признак виду роботи. Це дозволяє проводити запис повтору в тому ж файлі, що і запис основного заміру. Процес запису повтору позначається у вікні поточного процесу роботи словом " повтор".

При подвійному натисканні клавіші F8, запускається запис на диск даних основного заміру. У вікні поточного процесу з'являється напис "реєстрація", це означає, що всі дані одержані при опитуванні АЦП і поточна глибина записуються в буфер, звідки переписуються на диск.

Процес реєстрації супроводжується візуалізацією кривих на дисплеї. При цьому, абсолютний пріоритет надано саме процесові запису даних на дискету.

При подвійному натисканні клавіші F9 зупиняється процес запису на диск. У вікні поточного процесу з'явиться напис "пошук гл.". На екрані буде проводитьсь відображення кривих, але на диск вони записуватись не будуть. Використовуючи клавіші F8 чи F7, потім можна знову запустити процес запису на диск.

При натисканні клавіш Home і Eпd відбувається пропорційне збільшення/зменшення масштабів виводу всіх кривих в 2 рази.

При натисканні клавіші F10 програма просить підтвердження закінчення роботи і, одержавши його, припиняє процес реєстрації.

Якщо замовлено реєстрацію калібровок після каротажу, то запускається процес реєстрації калібровок, аналогічний описаному вище.

Після закінчення реєстрації даним приладом, програма виходить в режим перевірки записаних даних, де можна проконтролювати результати в цифровому чи графічному (на екрані дисплею) вигляді, чи провести візуалізацію даних на пристрої візуалізації.

В подальшому проводиться вибір нового приладу і процес реєстрації повторюється.

При виникненні якихось непередбачених обставин при роботі (необхідність зміни калібровок, зміна параметрів виводу і т.п.) можливо використовувати переривання процесу реєстрації по одночасному натисканню клавіш Аlt-F10. При цьому можливе повернення в процес реєстрації без перекалібровки по спеціальному пункту меню. Всі зареєстровані дані, крім калібровок, в цьому випадку будуть втрачені.

2.2.2 Програмно-апаратурний комплекс “Мега”

Каротажна станція МЕГА це сучасний комп'ютеризований апаратно-програмний комплекс, призначений для проведення геофізичних досліджень в нафтових і газових свердловинах, який володіє високою універсальністю і зручністю в роботі. Висока ефективність використання станції МЕГА закладена в її архітектурі, особливістю якої є застосування дворівневої компоновки системи.

Ця станція володіє такими якостями : багатофункціональність - можливість реєстрації даних в рамках швидко і повыльно протікаючих процесів, проведення вимірювань при будь-яких видах свердловинних геофізичних досліджень; універсальність - робота зі всіма , що існують вітчизняними аналоговими і цифровими, а також з перспективними російськими і зарубіжними приладами, завдяки наявності програмного забезпечення високого рівня, повна відмова від наземних панелей, можливість комплектації від поставлених завдань по ГДС, робота з комплексними свердловинними приладами; технологічність - можливість швидкого підключення до вимірювального комплексу принципово нових приладів за допомогою спеціального розробленого компілятора мови комутацій, наявність програмнокерованих джерел живлення, вбудованих систем метрологічного контролю, тестування вимірювальних систем, автоматичне калібрування свердловинної апаратури і програмна обробка сигналів за допомогою цифрових фільтрів; надійність - дублювання основних елементів вимірювального комплексу; багатоканальність- можливість гнучкого вибору заданої кількості каналів, як аналогових, так і цифрових сигналів;високий рівень сервісу- застосування сучасних архітектурних і системних засобів, система текстових і голосових підказок операторові "інструктором", можливість редагування, обробки і презентації даних на борту станції, забезпечення повного збереження отриманих даних, підвищення мобільності за рахунок використання супутникових каналів зв'язку.

2.2.2.1 Функціональний склад каротажної станції МЕГА

Центром обробки інформації є бортовий комп'ютер в індустріальному виконанні. У комп'ютер окрім штатних плат встановлюються плати контроллера глибини, контроллера мережі "Bitbus" і модулі сигнальних процесорів. Виведення даних на друк здійснюється за допомогою термоплоттера Printrex. Всі блоки станції МЕГА підключаються до мережі 220В через джерело безперебійного живлення подвійного перетворення. Керування апаратурою станції виконується за допомогою взаємодії бортового комп'ютера із зовнішніми пристроями МЕГА-БУСП, МЕГА-ИСТОК1, МЕГА-ИСТОК2, МЕГА-КОНСОЛЬ, об'єднаними в мережу, обмін даними в якій здійснюється через інтерфейс RS-485 по протоколу Bitbus.

2.2.2.2 Короткі опис апаратури станції МЕГА

МЕГА - КОНСОЛЬ (пульт лебідчика) - система контролю спуско-підйомними операціями. Блок закріплюється в підйомнику безпосередньо перед оператором лебідки. Блок використовується спільно з комплектом гирлових датчиків: датчик глибини (датчик сантиметрових міток), датчик магнітних міток, датчик натягу.

Функції. Індикація і реєстрація наступних параметрів:

технологічні параметри: глибина, швидкість, натягу, магнітні мітки, автомобільні параметри: температура рідини, що охолоджує, тиск масла, напруга бортової мережі. Автоматичний перерахунок технологічних параметрів залежно від типу кабелю і способу кріплення датчика натягу. Контроль за технологією спуско-підйомних операцій. Розпізнаються 16 сценаріїв порушення технологічного процесу, залежно від типу кабеля, конструкції свердловини, напряму руху. Формування застережливих світлових і звукових сигналів. Попередження аварійних ситуацій: Автоматичне обчислення допустимих значень натягу, залежно від глибини. Формування блокуючих сигналів при аварійних ситуаціях. Керування двигуном: маса, запалення, стартер, звуковий сигнал, стоп, дозвіл автостопа. Керування зовнішнім освітленням: кабіна, лебідковий відсік, прожектор. Підтримка режиму тестування станції – вбудована імітація спуско-підйомних операцій. Автономна реєстрація на вбудований носій в циклічний буфер. Автоматична підтримка двох режимів живлення: від бортової мережі ( 9-30В), від мережі змінного струму (~220в). Інтерфейси: USB для знімання інформації на flash disk з вбудованого реєстратора. BITBUS (slave) або Ethernet (TCP/IP) для зв'язку з ГДС реєстратором (комп'ютером).

БЛОК БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ

Технічні характеристики:

Активна вихідна потужність 1400Вт

Номінальна вихідна\вхідна частота 50Гц

Діапазон вхідної напруги 160 - 288 В змінного струму

Напруга вбудованих\зовнішніх акумуляторів 48В .

Програмно-кероване джерело живлення постійного струму МЕГА-ИСТОК1 призначене для електроживлення постійним струмом свердловинних приладів в процесі виконання ГДС каротажною станцією МЕГА, а також для прийому сигналів телеметрії під час робіт з одножильними свердловинними приладами, електроживлення яких здійснюється постійним струмом.Діапазони вихідного стабілізованого постійного струму - від 10 до 1000мА, вихідного що стабілізує - напруга - від 10 до 400В.

Програмно-кероване джерело живлення змінного струму МЕГА-ИСТОК2 призначене для електроживлення змінним струмом свердловинних приладів в процесі виконання ГДС каротажною станцією МЕГА.

Частота вихідної напруги перебудовується в діапазоні 30-500 Гц.

Діапазон вихідної стабілізованої напруги змінного струму джерела живлення - від 20В до 350В. Діапазон вихідного стабілізованого змінного струму джерела живлення складає 0,1-2,0А.

Блок керування свердловинними приладами МЕГА-БУСП забезпечує: подачу і зняття електроживлення свердловинних приладів;

формування і подачу сигналів, що керують; комутацію каналів;

виділення інформаційних сигналів від свердловинних приладів; передачу інформаційних сигналів на вхід сигнального процесора.

2.2.2.3 Програмне забезпечення

Програмне забезпечення функціонує під операційними системами: Windows 2000/XP, UNIX. Комплекс програм каротажної станції МЕГА працює в операційній системі OS/2 і містить в своєму складі ряд проблемно-орієнтованих підсистем, які спільно з апаратурою забезпечують високу реакцію системи каротажної станції на вимірювальні події:

підсистема сценаріїв роботи - проводить моніторинг і координацію спільної роботи програм і апаратури;

підсистема конфігурації - дозволяє операторові вибрати структуру відображення і свердловинні прилади;

підсистема драйверів - організовує інтерфейс між програмними модулями і апаратурою;

сигнальна підсистема - обробляє потоки даних від свердловинних приладів;

редактор каротажної інформації - дозволяє провести обробку даних на свердловині і підготувати матеріал для передачі замовникові. Окрім програмних модулів, що регламентують технологічний цикл вимірювань, програмне забезпечення містить ряд сервісних програм. Зокрема, для швидкого підключення до вимірювального комплексу нових приладів був спеціально розроблений компілятор мови комутацій, що дозволяє доповнювати робочу бібліотеку парку приладів.

Основні переваги програмного забезпечення станції поміщені в наступному:

можливість комплектації станції залежно від поставленого завдання;

можливість роботи як в стаціонарному режимі, так і в мобільному;

швидке підключення будь-якої нової свердловинної апаратури в найкоротший строк;

робота з комплексними свердловинними приладами, що істотно скорочує час виконання заявлених робіт на свердловині;

застосування супутникових каналів зв'язку, яке забезпечує високу мобільність і керованість каротажними загонами.

Висока достовірність отримуваних даних забезпечується за рахунок закладених в станцію наступних можливостей:

облік базових калібрувань по всьому парку вживаних приладів;

контроль відповідності показань приладу базовим калібруванням;

забезпечення повного збереження отриманих даних;

максимальне виключення з виробничого процесу суб'єктивного чинника.

2.2.2.4 Інтерфейс станції "Мега"

При запуску системи реєстрації станції Мега на екрані відкриваються такі вікна:

вікно технологічних параметрів(індикатори: глибини, напрямку руху приладу, магнітної мітки, швидкості руху приладу, натягу, напруги живлення, струму живлення. Кнопка включення панелі «контроль апаратури», годинник, строка звісток і справок, кнопка виходу з програми реєстрації);

вікно візуалізації геофізичних даних;

вікно контролю апаратури;

Перемикаючи кнопки у вікні контролю апаратури можна викликати наступні вікна:

екранного осцилографа;

панель даних свердловинного приладу - коди;

вікно керування візуалізацією-араметри планшету;

вікно настройки параметрів візуалізації;

вікно керування свердловинним приладом;

вікно керування блоками живлення;