Система для статического зондирования грунта

СИСТЕМА ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ГРУНТА
Техническое решение относится к устройствам статического зондирования грунта и может быть использовано в системах контроля и управления бурения в грунтовых пластах скважин.
Известные устройства для статического зондирования грунта (см. например 7), как правило, содержат погружаемый зонд, снабженный датчиками параметров грунта, а также размещенные в наземной части измерительное устройство и регистрирующую аппаратуру.
Известные конструкции систем 1-6 зондирования грунта и/или систем для управления бурением скважин традиционно включают соединенные кабелем скважинный (погружаемый) прибор и наземную обрабатывающую аппаратуру. Примерами таких устройств являются: скважинная телеметрическая система 6, геонавигационный комплекс для работы в грунтовых пластах 5, система контроля разработки грунтовых пластов 4, кабельная телеметрическая система 3 для управления бурением скважин, устройство 2 для выделения отдающих нефтяных пластов в скважине.
Однако кабельное соединение наземной и скважинной частей устройств 2 - 6 ограничивает их функциональные возможности, а, в ряде случаев, является недостаточно надежным.
Известная информационно-измерительная система 1 для геофизических исследований скважин, принятая за прототип, включает наземное устройство и скважинное (погружаемое) устройство, соединенные
МПК: Е 02 D 1/00, Е 21 В 44/00
геофизическим кабелем. При этом измеряемые датчиками данные в погружаемом устройстве обрабатываются в микропроцессоре.
Система-прототип 1 также, как и анаиоги 2 - 6, ограничена по функциональным возможностям, обусловленным кабельным соединением погружаемой и наземной частей, что могло бы быть устранено при введении беспроводной линии связи между ними.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании системы статического зондирования грунта (или системы контроля и управления бурением в грунтовых пластах скважин) с беспроводной линией связи между ее наземным и погружаемым (скважинным) модулями.
Основной технический результат - расширение функциональных возможностей при использовании беспроводной линии связи, и также повышение надежности передачи информации от погружаемого модуля к наземной аппаратуре обработки данных.
Технический результат достигается следующим образом.
Система для статического зондирования грунта, содержит погружаемый модуль, связанный посредством линии связи с наземным модулем.
Отличительной особенностью системы является то, что линия связи выполнена в виде беспроводной линии связи (БЛС), например линии радиосвязи. Причем погружаемый модуль включает группу датчиков, выходы которых через усилитель, сумматор и коммутатор подключены к входу аналого-цифрового преобразователя (), вход-выход АЦП подключен к входу-выходу микропроцессора, вход-выход которого подключен к входу-выходу приемопередатчика БЛС, а наземный модуль включает последовательно соединенные приемопередатчик БЛС, дешифратор и персональный компьютер типа Notebook, в состав которого входят программируемые блоки регистрации данных измерений, блок обработки и блок отображения измерительной информации.
При этом система отличается тем, что группа датчиков погружаемого модуля включает датчики удельного сопротивления, бокового трения, влажности, температуры, радиоактивности и других параметров грунта.
На чертеже приведена конструктивная схема системы.
Система для статического зондирования грунта содержит погружаемый модуль 1 и наземный модуль 2. Погружаемый модуль 1 включает группу датчиков 3, усилитель 4, сумматор 5, коммутатор 6, АЦП 7, микропроцессор 8 и приемопередатчик 9 БЛС. Наземный модуль 2 включает приемопередатчик 10 БЛС, дешифратор 11 и персональный компьютер 12 типа Notebook в составе программируемых блоков 13 регистрации данных измерений, блока 14 обработки и блока 15 отображения измерительной информации.
Работа предлагаемой системы аналогична работе известных устройств 1 - 6 с отличием линии связи между погружаемым и наземным модулями 1 и 2, которая выполнена в виде БЛС, например линии радиосвязи.
Измеренные датчиками 3 параметры грунта (скважины) через усилитель 4, сумматор 5 и коммутатор 6 поступают на вход АЦП 7, где преобразуются в цифровую форму, и далее - в микропроцессор 8, где происходит их хранение. При статическом зондировании грунта измеряемыми величинами являются удельное сопротивление, боковое трение, влажность, температура, радиоактивность и другие параметры грунта. В случае использования системы для контроля и управления бурением в грунтовых пластах набор измеряемых параметров определяется спецификой этих работ (см. например 3). По команде с наземного модуля 1 данные измерений передаются по БЛС между приемопередатчиками 9 и 10. Принятые приемопередатчиком 10 наземного модуля 2 данные измерений поступают на дешифратор 11 и, далее, в персональный компьютер 12, в программируемых блоках которого осуш,ествляется регистрация данных
измерений (блок 13), их обработка (блок 14), а также отображение измерительной информации (блок 15).
Таким образом, конструктивное выполнение системы позволяет реализовать БЛС между ее наземным и погружаемым модулями, что расширяет ее функциональные возможности, а также повышает надежность передачи информации.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ I. Прототип и аналоги:
1.RU 2205427 С 1, 27.05.2003 (прототип).
2.RU 23001 и 1, 10.05.2002 (аналог).
3.RU 21618 и 1,27.01.2002 (аналог).
П. Дополнительные источники по уровню техники:
4.RU 25760 и 1, 20.10.2002.
5.RU 21616 и 1,27.01.2002.
6.RU 22182 и 1, 10.03.2002. 8. SU 1826558 А1, 20.08.1995.