СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКВАЖИННЫМ ТРАКТОРОМ

1. Система управления одним или несколькими скважинными устройствами, содержащая:
наземный компьютер;
наземный контроллер;
кабель, проходящий в скважине; и
один или несколько блоков управления, которые могут осуществлять двухсторонний обмен информацией по кабелю с наземным компьютером и с наземным контроллером, причем каждый блок управления содержит конечный автомат для идентификации состояния каждого блока управления, и наземный компьютер и наземный контроллер могут передавать различные команды в соответствующие блоки управления.
2. Система по п.1, в которой наземный компьютер и наземный контроллер обмениваются сообщениями друг с другом с использованием линии проводной или беспроводной связи.
3. Система по п.1, в которой наземный компьютер и наземный контроллер выборочно управляют блоками управления, используя последовательность команд.
4. Система по п.1, в которой каждый блок управления может передавать по кабелю в наземный компьютер информацию о своем состоянии.
5. Система по п.1, в которой один или несколько блоков управления подключены электрически последовательно, параллельно, или используются различные сочетания последовательно и параллельно подключенных блоков управления.
6. Система по любому из пп.1, 3 или 4, в которой блоки управления могут иметь связь с одним или несколькими устройствами или могут не иметь связи ни с одним из устройств, которыми могут быть следующие: двигатель трактора; датчики для измерения одного или нескольких параметров трактора, таких как скорость вращения двигателя, температура, напряжение и/или ток, на поверхности или на поверхности во время движения трактора; механизм отсоединения трактора от кабеля; механизм отсоединения одного или нескольких инструментов в колонне инструментов; блок, содержащий датчики измерения параметров в скважине, в том числе температуры, давления, напряжения, тока, наклона, угла поворота и/или ускорения; скважинный каротажный прибор; вспомогательный инструмент трактора; устройство блокирования напряжения; инициатор взрывателя; перфоратор с инициатором взрывателя и/или установочный инструмент с инициатором взрывателя.
7. Система по п.1, в которой блок управления содержит один или несколько полупроводниковых переключателей, электромеханических переключателей С-типа, реле с фиксацией или переключателей с соленоидным приводом.
8. Система по п.1, содержащая дополнительно схему с защитой от напряжения для управления одним или несколькими переключателями в блоке управления.
9. Система по п.8, в которой схема с защитой от напряжения содержит шунтирующее устройство или плавкий элемент.
10. Система по п.8, содержащая дополнительно схему, содержащую трансформатор или один или несколько диодов, стабилитронов, симметричных триодных тиристоров или полевых транзисторов с каналами р-типа или n-типа.
11. Система по п.1 или 3, в которой конечный автомат каждого блока управления снабжен идентификатором, заранее присвоенным каждому блоку управления.
12. Система по п.11, в которой заранее присвоенный идентификатор записывается в сообщениях, передаваемых с поверхности или на поверхность, или в обоих направлениях.
13. Способ переключения напряжения кабеля между двигателем трактора или выходом трактора в скважинной колонне инструментов, содержащей трактор, включающий:
передачу с поверхности сообщения в блок управления на тракторе;
обработку сообщения в конечном автомате на тракторе для управления положением одного или нескольких переключателей, имеющихся в одной или нескольких схемах, соединяющих кабель с двигателем трактора или с проводом, соединенным напрямую с колонной инструментов; и
передачу на поверхность ответного сообщения, подтверждающего срабатывание переключателя.
14. Способ по п.13, включающий дополнительно контроль одного или нескольких рабочих параметров трактора при его движении.
15. Способ по п.14, в котором рабочие параметры трактора контролируются путем передачи сообщений по силовой линии.
16. Способ по п.13, в котором в качестве переключателей могут использоваться полупроводниковые переключатели, электромеханические переключатели С-типа, реле с фиксацией или переключатели с соленоидным приводом.
17. Способ по п.13, в котором сообщения передаются с поверхности и на поверхность по силовой линии.
18. Способ по п.13 или 17, в котором ответное сообщение содержит идентификатор для каждого конечного автомата.
19. Способ по п.13, в котором колонна скважинных инструментов содержит один или несколько вспомогательных инструментов трактора.
20. Способ переключения между безопасным режим работы трактора и режимом перфорации для выполнения перфорации в колонне инструментов, которая содержит трактор и перфоратор и которую опускают в скважине на геофизическом кабеле, включающий:
передачу с поверхности сообщения в блок управления на тракторе;
обработку сообщения в конечном автомате для управления положением одного или нескольких переключателей, имеющихся в одной или нескольких схемах, соединяющих кабель с двигателем трактора или с проводом, соединенным напрямую с перфоратором; и
передачу на поверхность ответного сообщения, подтверждающего срабатывание переключателя.
21. Способ по п.20, в котором в качестве переключателей могут использоваться полупроводниковые переключатели, электромеханические переключатели С-типа, реле с фиксацией или переключатели с соленоидным приводом.
22. Способ по п.20, в котором колонна инструментов содержит разъединитель между трактором и перфоратором.
23. Способ по п.22, содержащий дополнительно блокирование напряжения кабеля между разъединителем и перфоратором.
24. Способ по п.22, в котором конечный автомат и переключатели находятся на разъединителе.
25. Способ по п.20, в котором колонна инструментов может содержать одно или несколько устройств, выбранных из группы, состоящей из разъединителя, отсоединительного устройства (расцепителя) и установочного устройства, или может не содержать таких устройств.
26. Способ по п.20, в котором сообщения передаются с поверхности и на поверхность по силовой линии.
27. Способ по п.26, включающий дополнительно шунтирование проводом на "землю" на частоте, превышающей частоты передачи информационных сигналов.
28. Способ по п.26, в котором перфорацию выполняют с использованием напряжения одной полярности, а обмен сообщениями осуществляют с использованием напряжения другой полярности.
29. Способ по п.20 или 22, в котором ответное сообщение содержит идентификатор для каждого конечного автомата.
30. Способ управления одним или несколькими устройствами в колонне инструментов в скважине с помощью наземного компьютера и наземного контроллера, содержащий:
передачу сообщения по кабелю, проходящему в скважине, одному или нескольким блокам управления, расположенным на устройствах в колонне инструментов, причем каждый блок управления содержит конечный автомат для идентификации состояния каждого блока управления;
обработку сообщения конечным автоматом;
управление положением одного или нескольких переключателей, расположенных на устройстве в колонне инструментов, когда сообщение, обрабатываемое конечным автоматом, является действительным сообщением; и
передачу в наземный компьютер ответного сообщения, подтверждающего срабатывание переключателя.
31. Способ по п.30, в котором ответное сообщение содержит идентификатор конечного автомата.
32. Способ по п.30 или 31, в котором сообщения передаются с поверхности и на поверхность по силовой линии.
33. Способ по п.30, в котором в качестве переключателей могут использоваться полупроводниковые переключатели, электромеханические переключатели С-типа, реле с фиксацией или переключатели с соленоидным приводом.
34. Способ по п.30, в котором переключатели, управляемые конечным автоматом, расположены на перфораторе или на установочном устройстве.
35. Инициатор подрыва, интегрированный с блоком управления, содержащий:
устройство приема сообщений из кабеля, к которому электрически подключен инициатор подрыва;
микроконтроллер, содержащий конечный автомат, обеспечивающий проверку сообщения, полученного из устройства приема сообщений;
переключатель, срабатывающий от выходного сигнала микроконтроллера, когда сообщение, проверенное конечным автоматом, является действительным сообщением; и
инициатор подрыва, соединенный с переключателем.
36. Инициатор подрыва по п.35, содержащий дополнительно переключатель для передачи напряжения питания, информационных сообщений или напряжения питания и информационных сообщений в устройство, подключенное к кабелю.
37. Инициатор подрыва по п.35, в котором переключатель состоит из переключателя инициатора подрыва и переключателя подключения к кабелю.
38. Инициатор подрыва по п.35, в котором конечный автомат снабжен заранее присвоенным идентификатором.
39. Система проверки работоспособности одного или нескольких скважинных инструментов перед их спуском в скважину, содержащая:
контроллер предварительных проверок;
электрические соединения между контроллером предварительных проверок и одним или несколькими скважинными инструментами, которые должны быть опущены в скважину; и
один или несколько блоков управления, установленных на каждом скважинном инструменте и предназначенных для двухстороннего обмена сообщениями с контроллером предварительных проверок, причем каждый блок управления содержит конечный автомат для идентификации состояния каждого такого блока управления, и контроллер предварительных проверок может передавать различные команды в соответствующие блоки управления.
40. Система по п.39, содержащая дополнительно наземный контроллер, который обменивается сообщениями с контроллером предварительных проверок по линии проводной или беспроводной связи, или для этой цели может использоваться сочетание линий проводной и беспроводной связи.
41. Система по п.39, в которой конечный автомат каждого блока управления снабжен идентификатором, заранее присвоенным каждому блоку управления.
42. Система по п.41, в которой заранее присвоенный идентификатор записывается в сообщениях, передаваемых с поверхности или на поверхность или в обоих направлениях.
43. Система по п.39, в которой переключатели, управляемые конечным автоматом, расположены на перфораторе или на установочном устройстве.
44. Способ проверки одного или нескольких устройств в колонне инструментов перед ее спуском в скважину, включающий:
передачу сообщения одному или нескольким блокам управления, расположенным на устройствах в колонне инструментов, причем каждый блок управления содержит конечный автомат для идентификации состояния каждого блока управления;
обработку сообщения конечным автоматом;
контроль положения одного или нескольких переключателей, расположенных на устройстве в колонне инструментов, когда сообщение, обрабатываемое конечным автоматом, является действительным сообщением; и
передачу из блока управления ответного сообщения, подтверждающего срабатывание переключателя.
45. Способ по п.44, в котором конечный автомат каждого блока управления снабжен идентификатором, заранее присвоенным каждому блику управления.