автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Развитие теории, программно-аппаратные средства и алгоритмическая коррекция погрешностей иклинометрических и термоманометрических скважинных систем

На правах рукописи

КОЛОВЕРТНОВ Геннадий Юрьевич

УДК 621.317:622.276:622.279

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ, ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА И АЛГОРИТМИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИКЛИНОМЕТРИЧЕСКИХ И ТЕРМОМАНОМЕТРИЧЕСКИХ СКВАЖИННЫХ СИСТЕМ

Специальность:

05.11.16— Информационно-измерительные иуправляющие системы {промышленность, научные исследования)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ижевск 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» и «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Научные консультанты:

заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Лялин В.Е.

доктор технических наук, профессор Миловзоров Г.В.

Официальные оппоненты:

Член-корреспондент РАН, заслуженный изобретатель СССР, доктор технических наук, профессор Рагульскис К.М. Заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Глинкин Е.И. Заслуженный деятель науки Республики Башкортостан, доктор технических наук, профессор Ураксеев М.А.

Ведущая организация: Институт прикладной механики УрО РАН, г. Ижевск.

Защита состоится 10 декабря 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.04 в ИжГТУ по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан 9 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эффективность проводки наклонно направленных, горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов как по традиционным технологиям бурения, так и с использованием новых и развивающихся колтюбинговых технологий (coiled tubing) с режимами бурения на депрессии и равновесии (режим «андербаланса»), основанных на применении гибких труб, во многом определяется применением современных информационно-измерительных технологий по контролю за геофизическими и технологическими параметрами, к основным из которых относятся контроль комплекса угловых параметров пространственной ориентации траектории скважины и скважинных объектов, контроль гидродинамического давления внутри буровой колонны и в затрубье и др.

Создание и внедрение скважинных информационно-измерительных систем (ИИС), предназначенных для решения подобного рода задач, являются весьма актуальными, поскольку их практическое применение позволит не только оптимизировать технологические процессы бурения по заданной траектории с минимальными затратами временных и финансовых ресурсов, но и осуществлять вскрытие пластов в режимах отрицательного перепада давления в системе «скважина-пласт» (режим депрессии), когда для достижения высоких скоростей проходки требуется минимальная нагрузка на долото. Причем особое значение данные аспекты имеют при проводке скважин в породах со сложным геологическим строением, например, на месторождениях со слоистыми чередующимися пластами.

Точность проводки скважин при условии минимального негативного гидродинамического воздействия на продуктивные пласты безусловно сказывается как на эффективности и достоверности геологического анализа и прогноза, так и на эффективности разработки месторождения в целом.

Указанные задачи контроля геофизических и технологических параметров решаются сегодня с помощью скважинных забойных систем, к которым предъявляются жесткие требования с точки зрения обеспечения высоких метрологических характеристик и надежности функционирования в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов, в первую очередь - в условиях воздействия повышенных температур.

Задача контроля за пространственной ориентацией скважин и скважин-ных объектов решается с помощью техники и технологий инклинометрических измерений, а задача контроля за параметрами гидродинамических режимов - с помощью аппаратуры термоманометрирования. Следует отметить, что проблемы измерения параметров термогидродинамических процессов являются актуальными не только для бурения, но и не менее актуальны в контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Инклинометрия и термоманометрия как отрасли науки, и как составляющие технологические части геофизических исследований скважин (ГИС), имеют свою историю и характеризуются довольно динамичным развитием. Известны и научные школы и сложившиеся творч^^ие кппп^ктивм разработчиков, которые создают и поставляю г <ндс.<ЭТ*((ДО1ЫЛМ&ф шок современную

библиотека

С>ОвтсрвМК j

о»

W

скважинную аппаратуру.

Анализ известных разработок и работ в рассматриваемой предметной области показывает, что в последние годы ведущими зарубежными фирмами и отечественными организациями предпринимаются значительные научные, технические и организационные усилия в следующих основных направлениях:

- разработка и создание комплексных информационно-измерительных забойных телесистем с кабельным, гидравлическим и электромагнитным каналами связи, обладающих улучшенными техническими и эксплуатационными показателями, и создание автоматизированных систем управления для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, а также для восстановления старого фонда путем «разбуривания» вертикального участка и применения горизонтальных технологий, включая методы колтюбингового бурения;

- развитие теории в приоритетных направлениях математического моделирования, синтеза и совершенствования комплексов программно-алгоритмического обеспечения обработки и интерпретации результатов скважинных измерений;

- дальнейшее развитие элементной и функциональной базы инклиномет-рических и термоманометрических скважинных систем;

-совершенствование методического и метрологического обеспечения выполнения экспериментальных исследований и испытаний, включая аттестацию и сертификацию скважинных ИИС.

Несмотря на существенные успехи, достигнутые в данных направлениях на сегодняшний день, создание автоматизированных систем управления техпроцессом бурения находится на стадиях исследований, доводки и совершенствования. Одним из сдерживающих факторов до недавнего времени являлось отсутствие инклинометрических преобразователей, обладающих малыми габаритами и обеспечивающих при этом повышенные точностные показатели в статическом и динамическом режимах измерений, а также в условиях воздействия повышенных температур. Известны многочисленные отечественные и зарубежные труды, посвященные теоретическим и практическим аспектам проблемы создания инклинометрических и термоманометрических систем. Фундаментальные основы в области автоматизации бурения и создания телесистем имеют работы Алиева Т.М., Гасанова И.З., Гафиятуллина Р.Х., Козловского Е.А., Литвинова С.Я., Мелик-Шахназарова, Молчанова А.А., Саркисова И.К., Тер-Хачатурова А. А., Чепелева В.Г. Кагарманова Н.Ф., Емельянова Д.В., Быстри-кова С.К., Пейсикова Ю.В. и др.

Наиболее перспективным направлением в области инклинометрии на сегодня признано создание инклинометрических систем с трехкомпонентными ферро-зондовыми и акселерометрическими датчиками. Опыт разработки и практического применения подобной аппаратуры ведущими зарубежными фирмами и отечественными организациями подтвердил эффективность такой компоновки, обеспечивающей высокую надежность, повышенные метрологические показатели и возможности создания скважинных приборов малого диаметра. Концептуальный ба-'зис в данном направлении составили работы Ковшова Г.Н., Пономарева В.Н., Ми-ловзорова Г.В., Астраханцева Ю.Г.', Иванова А.И., Сергеева А.Н., Рогатых Н.П., Лаврова Б.В., Исаченко В.Х., Салова Е.А. и др. Вопросы виброустойчивости, виб-

ро- и ударопрочности инклинометрической аппаратуры исследованы в достаточно полном объеме. Большой объем исследований осуществлен и в области создания термоманометрических скважинных систем. Однако вопросы развития теоретической базы, математического моделирования, совершенствования программно-алгоритмического и методического обеспечения (в частности коррекции дополнительных температурных погрешностей) являются предметом проводимых интенсивных исследований на протяжении ряда лет среди специалистов и разработчиков скважинной аппаратуры. При решении данной проблемы достигнуты определенные положительные результаты, тем не менее, обобщенный концептуально и теоретически обоснованный подход к решению актуальной проблемы создания и систематизированного исследования инклинометрических и термоманометрических систем требует дальнейшего развития и совершенствования.

Объектом исследования являются: инклинометрия и термоманометрия (ТММ) скважин, технологические параметры разработки месторождений нефти и газа, ИИС для исследования скважин, способы проведения измерений и контроля скважинных параметров, измерительные устройства для исследования скважин с повышенной температурой и горячих скважин, методы преобразования сопротивления резистивного датчика и способы устранения влияния линии связи на точность дистанционных измерений.

Предметом исследования являются: математические модели инклинометров с неподвижными относительно корпуса первичными датчиками, разработка математической модели акселерометра инклинометрического устройства, алгоритмические методы коррекции погрешностей инклинометров, технология определения параметров датчиков инклинометров при стендовых испытаниях, компенсация температурных погрешностей инклинометров, разработка и исследование структур ИИС для измерения температуры и давления бифункциональным датчиком, исследование математических моделей измерительных каналов ИИС, анализ погрешностей измерения давления и температуры в скважине, исследование первичных преобразователей давления и разработка методов коррекции их температурных погрешностей, методы снижения температурных погрешностей датчиков давления, структурное построение, экспериментальные исследования и практическая реализация иклинометрических и термоманометрических скважинных систем (ИТМ-систем).

Цель работы состоит в получении научно-обоснованных технических и методических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в создание и развитие теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей иклинометрических и термоманометрических скважинных систем на основе построения математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки скважинной информации, создания и исследования структур скважинных термоманометрических ИИС и исследования первичных преобразователей давления и разработки программных средств коррекции их температурных погрешностей.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработка обобщенных математических моделей инклинометров с тремя неподвижно закрепленными в скважинном снаряде первичными преобразователями с учетом неидентичности электрических параметров первичных датчиков и угловых перекосов датчиков относительно системы координат, связанной с корпусом;

- определение математической модели, принципа действия и погрешностей от вибраций основания акселерометра;

- создание технологии определения параметров датчиков инклинометров при стендовых испытаниях, определение электрических параметров и угловых перекосов акселерометров и феррозондов, а также методики коррекции инструментальных погрешностей инклинометров;

- компенсация температурных погрешностей инклинометров путем идентификации математической модели первичных датчиков инклинометра с учетом температурных воздействий;

- осуществление линеаризации статических характеристик первичных преобразователей путем аппроксимации их выходных сигналов при различных режимах функционирования скважинного оборудования;

- отработка методики экспериментальных исследований и тестирования инклинометрических систем с учетом их индивидуальных характеристик и параметров первичных преобразователей;

- выбор и обоснование структуры ИИС, ее аппаратной части, обеспечивающей многоканальность и дистанционность измерения скважинных параметров пространственной ориентации, а также давления и температуры;

- исследование моделей измерительных каналов ТММ ИИС, анализ погрешностей измерения гидродинамического давления и температуры в скважинах при наличии утечки между жилами каротажного кабеля, а также погрешностей, обусловленных аналого-цифровым преобразованием и вычислительными операциями в ТММ ИИС;

- осуществление одновременного измерения комплекса физических параметров внутри пробуриваемой скважины посредством бифункционального тен-зорезистивного датчика;

- исследование характеристик полупроводниковых тензопреобразовате-лей, построенных на основе структур «кремний на сапфире» (КНС), для учета степени влияния термических напряжений на аддитивную составляющую температурной погрешности, определение зависимости чувствительности датчиков давления и их метрологических характеристик;

- выбор методов снижения температурных погрешностей датчиков давления для термокоррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности;

- построение функциональной схемы блока выделения полезного сигнала с дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике на основе аппроксимации реализуемой функциональной зависимости в виде многочлена и его схемная реализация с помощью каскадно-включенных умножающих ЦАП;

- разработка автономных регистрирующих устройств для проведения исследований и контроля работы технологического оборудования газовых про-

мыслов в условиях Крайнего Севера.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования.

Математические модели и алгоритмы, предложенные в работе, основаны на фундаментальных положениях системного и функционального анализа, методов линейной алгебры и аналитической геометрии. Обобщенные математические модели инклинометра построены с помощью основ теоретической и прикладной механики.

Температурная зависимость чувствительности тензопреобразователей датчиков давления исследована на основе решения уравнений математической физики, а также на фундаментальных основах теплофизики.

Создание аналоговых блоков преобразования низкочастотных измерительных сигналов осуществлено на основе теоретических основ электронно-полупроводниковой техники с применением схемотехнических методов слаботочной и импульсной электроники. При разработке методик преобразования сопротивления резистивного датчика и способов устранения влияния линии связи на точность дистанционных измерений использовалась теория электрических цепей, основы радиотехники.

На этапах линеаризации статических характеристик первичных преобразователей физических полей в электрический сигнал для практических расчетов при невозможности получения результата аналитическим путем применялись различные методы приближенных вычислений: численное интегрирование, аппроксимация функций, асимптотическое приближение, разложение в ряд Фурье.

В процессе проектировании функциональных ЦАП использовались метод аппроксимации функции путем ее разложения в ряд Тейлора, теории интерполяции, разложения функции по многочленам Чебышева. Для создания оригинальных схем цифроуправляемых калибраторов фазы применялись способы функционального цифроаналогового преобразования: с использованием рези-сторных матриц, сопротивления резисторов в которых подобраны по специальным законам; с использованием логических элементов и цифровых устройств для декодирования-вычисления значения функции; с использованием ПЗУ, которое хранит значения воспроизводимой функции; с использованием множи-тельно-делительных свойств умножающих ЦАП и применением различного вида аппроксимаций.

При проектировании основных узлов аппаратной части ИИС применялись теоретические основы информатики, вычислительной техники, теории кодирования и численных методов обработки информации.

Практическая реализация метода алгоритмической коррекции погрешностей осуществлена путем математического моделирования, вычислительного эксперимента, создания алгоритмических средств и программного обеспечения для анализа и коррекции погрешностей измерительной информации. При разработке программного обеспечения и моделирования на ЭВМ использованы «Turbo Pascal» и «Delphi».

Экспериментальные исследования базируются на использовании методов теории измерения электрических и механических величин в буровых скважинах

с учетом общей теории погрешностей и метрологических характеристик средств измерений. Обработка полученных результатов проводилась с привлечением аппарата математической статистики, анализа случайных процессов и методов построения эмпирических формул.

Достоверность изложенных положений работы подтверждается результатами обеспечения серийных производств созданных приборов и систем, а также опубликованными отчетами о НИОКР, научными трудами и патентами РФ на изобретения, свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ. Достоверность и обоснованность полученных в работе научно-технических результатов и выводов подтверждена результатами системного анализа, математического моделирования и вычислительного эксперимента ИТМ-систем.

Математические модели функционирования ИТМ-систем построены на основе векторной алгебры, аналитической геометрии и уравнений математической физики. Точность работы устройств ИТМ-систем определена с позиций классической теории точности и оценена полученными оценками погрешностей функционирования элементов исследуемых систем, возникающих в результате воздействия физичеких полей, имеющих место в пробуриваемой скважине.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений физических статических и динамических характеристик технологического процесса бурения скважин, большим объемом экспериментального материала, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов.

На защиту выносятся результаты исследования по созданию математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки сква-жинной информации, создания и апробирования на практике структур сква-жинных термоманометрических ИИС и первичных преобразователей давления с разработкой вычислительных средств коррекции их температурных погрешностей:

- учет в обобщенной математической модели с неподвижными датчиками их инструментальных погрешностей: неидентичности электрических параметров датчиков (феррозондов и акселерометров), а также их пространственные перекосы, описываемые посредством 24 неизвестных величин;

- построение корректирующей матрицы третьего порядка для каждого первичного преобразователя, позволяющей учитывать их для увеличения точности вычисления искомых параметров угловой ориентации скважины и бурового инструмента, для чего первоначально вычисляются магнитное наклонение, географическая и магнитная широта, модули векторов напряженности магнитного поля и угловой скорости вращения Земли;

- построение математической модели и исследование погрешности измерения от вибраций основания на основе анализа принципа работы акселерометра - первичного датчика инклинометрического устройства, и определение возможности создания вибропрочных и виброустойчивых инклинометров с учетом

погрешностей акселерометра;

- способ вычисления элементов корректирующей матрицы, позволяющий резко сократить количество натурных испытаний, в основу которого положена установка инклинометра на поворотном столе в такие угловые положения, при которых исходные уравнения существенно упрощаются;

- алгоритмический способ учета погрешностей при измерении азимута, зенитного и визирного углов инклинометра с тремя феррозондами и акселерометрами от влияния температуры окружающей среды, основыванный на предварительных температурных испытаниях, в ходе которых идентифицируется и регистрируется закон изменения температурного дрейфа каждого датчика (феррозонда и акселерометра), а затем при работе в скважине вычисляются азимут, зенитный и визирный углы с учетом величины дрейфа каждого датчика от температуры в скважине, измерение которой осуществляется дополнительным датчиком температуры;

- аналитические зависимости коэффициентов температурного дрейфа датчиков, описываемых линейной зависимостью, учет которой в исходных моделях позволяет снизить погрешности измерения вычисления углов пространственной ориентации в 5-10 раз по сравнению с аналогами;

- математические модели линий связи в различных режимах работы и измерительных каналов при измерении температуры и давления бифункциональным датчиком; обоснование всех вариантов возможных структур ИИС (21 структура) с использованием полумостового и мостового тензорезистивного датчика давления структуры КНС;

- обоснование возможности использования в стационарных ИИС для скважин с повышенными температурами тензорезистивных мостовых и полумостовых преобразователей на основе структур КНС для одновременного измерения двух параметров;

- принцип многоканальности, который позволяет решить с общих позиций такие задачи, как измеряемость базисных переменных и достижение инвариантности к влиянию неинформативных параметров канала измерения.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными комплексными систематизированными исследованиями, направленными на создание научно-обоснованных технических и методических решений, способствующих созданию и развитию теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей инклинометри-ческих и термоманометрических скважинных систем, в ходе которых:

- установлено, что измерение двух неколлинеарных векторов достаточно для определения ориентации подвижной системы координат относительно базовой (неподвижной), связанной с Землей. В основу построения инклинометри-ческих датчиков положена информация о пространственном повороте бурового инструмента относительно двух любых неколлинеарных векторов, таких как вектор ускорения свободного падения, вектор напряженности магнитного поля Земли и вектор угловой скорости вращения Земли;

- внесен существенный вклад в развитие теории инклинометрических преобразователей, заключающийся в получении обобщенной математической

модели в матрично-векторном виде гиромагнитного инклинометра с неподвижно закрепленными в скважинном снаряде магнитными, гироскопическими и гравитационными датчиками, которая позволяет получать математические модели только магнитного (феррозондового), только гироскопического или только гравитационного (для определения лишь угла положения отклонителя бурового инструмента и зенитного угла) инклинометров;

- предложен путь практического применения гармонического анализа в виде использования рядов Фурье для определения корректирующей матрицы, элементами которой являются электрические параметры и перекосы первичных преобразователей, полученные по результатам лабораторных и натуральных испытаний, что, в частности, позволяет с помощью инклинометра вычислять величину магнитного наклонения и модуль вектора напряженности магнитного поля Земли;

- впервые предложены и обоснованы алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров по результатам их натурных температурных испытаний;

- разработаны математические модели первичных преобразователей, составляющих инклинометр, учитывающие их температурный дрейф, аппроксимированный функциями, линейными относительно температуры;

- предложены методики определения коэффициентов, описывающих законы температурного дрейфа датчиков на основе использования экспериментальных данных, которые базируются на использовании метода наименьших квадратов, обеспечивающих наименьшую среднеквадратическую погрешность; определено, что коэффициенты температурного дрейфа датчиков могут быть как положительными, так и отрицательными;

- теоретически обоснована целесообразность применения принципа мно-гоканальности для измерения нескольких физических величин при одновременном достижении инвариантности к влиянию неинформативных параметров; определены условия измеряемости давления и температуры бифункциональным датчиком, найдены условия инвариантности к влиянию параметров геофизического кабеля для дистанционных ИИС;

- исследованы зависимости и факторы, а также определены метрологические характеристики тензопреобразователей на основе структур КНС; установлено существенное влияние температуры на аддитивную составляющую и чувствительность тензопреобразователей давления;

- доказано, что использование алгоритмической (вычислительной) методики взаимной коррекции открывает новые перспективы повышения точности и позволяет корректировать погрешности тензопреобразователей либо в самой измерительной системе в процессе обработки информации, либо при вводе данных в ПЭВМ; предложенная методика использована при построении стационарных ИИС для контроля пластового давления и температуры в скважинах и позволяет повысить точность измерения давления и температуры в тридцать и более раз;

- установлено, что нулевые значения выходных сигналов с акселерометров и феррозондов при линейности их характеристик можно считать аддитив-

ной составляющей погрешности от влияния температуры, а максимальные значения выходных сигналов - мультипликативной составляющей (изменение тангенса угла наклона статической характеристики датчика от температуры); на основе экспериментальных исследований определено, что для большинства датчиков аддитивная составляющая погрешность на порядок превышает мультипликативную составляющую, поэтому для некоторых инклинометров можно учитывать лишь аддитивную составляющую температурной погрешности;

- исследованы математические модели измерительных каналов ИИС; для разработки структур ИИС построена модель, представляющая собой дробно-линейное уравнение, преимуществом которой является общность, поскольку она справедлива для любых линейных измерительных преобразователей, различных по принципу действия; доказано, что полученные дробно-линейные модели справедливы также для цепей с распределенными параметрами, если процессы в этой цепи являются установившимися;

- предложен способ измерения давления и температуры бифункциональным датчиком, при котором осуществляется подача тока на диагональ питания тензомоста и измерение напряжений, по которым определяют значение измеряемых параметров: напряжения на выводах источника тока: между одним питающим тензомост проводом и потенциальным, и между другим питающим тензомост проводом и потенциальным, - после чего определяют значения давления и температуры;

- предложен комплекс методик, позволяющий на порядок снизить ошибки измерения углов пространственной ориентации скважины и бурового инструмента;

- разработаны стационарные ИИС для гидро- и термодинамических исследований как холодных скважин, так и с повышенными температурами, а также предложены методики повышения надежности и точности измерительной аппаратуры для геофизических исследований горячих и сверхгорячих скважин; ИИС систематизированы по типу используемой линии связи, по методу измерения и передачи информации, а также по методу повышения точности измерения;

- показано, что перспективными являются ИИС, построенные на основе методов инвариантности к дестабилизирующим факторам благодаря достижению высокой точности измерения, комплексированию параметров при максимальном упрощении измерительной схемы глубинных приборов, что обеспечивает высокую надежность работы в условиях повышенных температур.

Практическая ценность работы. В процессе бурения горизонтальной скважины обеспечена возможность нахождения первичных преобразователей и ИИС в составе бурового инструмента, и оперативно, в реальном масштабе времени, выдавать требуемую информацию о пространственном положении !от-клонителя бурового инструмента для немедленного вмешательства в случаях отклонения траектория скважины от проектной.

Предложена методика экспериментальных исследований инклинометри-ческих систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акеелеро-метрических датчиках, к основным этапам которой относятся анализ статиче-

ских характеристик на линейность с последующей (при необходимости) операцией линеаризации, идентификация знаков информационных сигналов, их масштабирование с выполнением операции приведения к динамическому диапазону и определение углов отклонения осей чувствительности акселерометров и феррозондов от соответствующих осей ортонормированного базиса корпуса скважинного прибора инклинометрических систем.

Предложено три способа дистанционного измерения давления и температуры бифункциональным датчиком полумостового и мостового типа. Проанализированы наиболее целесообразные варианты технической реализации этих способов с использованием двух-, трех- и четырехпроводной линии связи.

Выявлены основные источники погрешностей предложенных способов измерений. Проанализированы методические погрешности. Определено, что на величину погрешности ИИС в значительной степени влияет точность и стабильность используемых полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления структуры КНС. На основе предложенных структур созданы ИИС с основной погрешностью не более 0,3 - 0,5%.

Проведены исследования стабильности тензопреобразователей на основе структур КНС с целью определения возможности использования их в ИИС. Показано, что характеристики тензопреобразователей, предварительно прошедших технологическую приработку (термоциклирование и воздействие знакопеременной нагрузкой), хотя и изменяются во времени (в течение года), но укладываются в пределы основной погрешности полупроводниковых датчиков давления.

Рассмотрены методы снижения температурных погрешностей тензопре-образователей, а именно: компенсации аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности. Показано, что для пассивных и активных, а также универсальных схем термокоррекции характерна громоздкость и сложность подбора корректирующих цепей. Они корректируют, в большинстве своем, только линейную составляющую температурной погрешности.

Установлено, что на вибрирующем основании осевой акселерометр не только выдает отклонения, функционально связанные с искомыми зенитным и визирным углом, но имеет и переменную погрешность. Уменьшить переменную ошибку можно уменьшением коэффициента динамичности и выбором частоты собственных колебаний осевого акселерометра, которая должна быть значительно ниже частоты вибраций, или применением низкочастотных фильтров, выделяющих из информационного сигнала лишь постоянную компоненту, соответствующую полезному сигналу и устраняющую периодическую составляющую. Переменная составляющая погрешности устраняется фильтрацией информационного сигнала низкочастотными фильтрами с частотой, не превышающей 0,5/1 Гц.

В результате комплексных методических решений достигнута возможность путем расчетов снизить температурные погрешности. Это стало возможным в результате того, что в скважинной части инклинометрической телесистемы располагается дополнительно датчик температуры, а температурный дрейф первичных датчиков предварительно измеряется и вносится в память

ПЭВМ, обслуживающей инклинометр. Учет величины дрейфа показаний датчиков при известной температуре позволяет вычислить температурную ошибку и откорректировать показания инклинометра.

Методика экспериментальных исследований инклинометрических систем с учетом погрешностей первичных преобразователей включает в себя несколь--ко этапов, на каждом из которых устанавливается некоторое соответствие реально измеренных сигналов с феррозондов и акселерометров их теоретическим -значениям, получаемых согласно базовым и обобщенным математическим моделям в фиксированных точках пространственной ориентации.

Предложена методика экспериментальных исследований инклинометри-ческих систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселеро-метрических датчиках.

Реализация и внедрение работы. Разработанные ИИС для измерения давления и температуры бифункциональным резистивным датчиком давления структуры КНС внедрены в ОАО «Татнефть», ООО «Уренгойгазпром», ОАО «Ямбурггаздобыча», ПФ «Севергазгеофизика» и Управлении «Ижгеофизсер-вис» ОАО «Татнефтегеофизика».

Результаты научных исследований используются в учебном процессе в Уфимском государственном нефтяном техническом университете посредством изданных учебного пособия «Методы и средства измерений» (1996г.) и монографии «Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении» (2001г.).

За цикл работ «Разработка и промышленное внедрение информационно-измерительных систем нового поколения для исследования скважин и контроля газогидродинамических параметров продуктивных пластов нефтегазовых месторождений» автор диссертации в 1999 году с составе авторского коллектива был удостоен премии ОАО "Газпром".

Созданные автором математические модели инклинометров, линий связи в различных режимах работы, а также телеметрических каналов при измерении температуры и давления бифункциональным датчиком, алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров и другие научно-обоснованные технические и методические решения, направленные на создание и развитие теории, программно-аппаратных средств, целесообразно применять в нефтяных компаниях, занимающихся бурением наклонных и горизонтальных скважин и разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы обсуждались на: 45-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1994); 9-й Научно-технической конференции ГП «Уренгойгазпром» «Проблемы эффективности производства на северных нефтегазодобывающих предприятиях» (Новый Уренгой, 1994); 46-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1995); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России» (Уфа,

УГНТУ, 1995); 47-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1996); Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. РАО «Газпром» и ГАНГ им. Губкина (Москва, 1995); Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. «Новые технологии в газовой промышленности» РАО «Газпром» и ГАНГ им. Губкина (Москва, 1996); 48-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1997); Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию УГНТУ «Проблемы нефтегазового комплекса России» (Уфа, 1998); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем» (Пенза, 1998); Международном научно-техническом семинаре «Проблемы нефтегазовой отрасли» (Уфа, 1998); XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 1999); XII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 2000); 7-ой Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и проблемы измерений» (Москва, 2000); Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации», посвященной 50-летию кафедры «Информационно-измерительная техника» Пензенского государственного университета (Пенза, 2000); Научно-технической конференции с международным участием "Информационные технологии в инновационных проектах"(Ижевск, 2000); 3-й Международной конференции и выставке «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (Москва, 2000); XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Москва, 2001); XV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Москва, 2003); Международной конференции: International Conference «Vibroengineering» (Каунас, Литва, 2001, 2004).

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 79 научных работах, в том числе: 1 монография (228 с); 2 учебных пособия (105 с и 160 с); 8 патентов РФ; 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. Автор имеет более 14 публикаций в изданиях, выпускаемых в РФ и рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований.

Диссертация содержит введение, 6 глав и заключение, изложенные на 372 с. машинописного текста. В работу включены 89 рис., 22 табл., список литературы из 392 наименований и приложение, в котором представлены акты об использовании результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы, формулировку цели и задач работы, основные положения, выносимые на защиту, и определяет содержание и методы выполнения работы.

В первой главе рассмотрены задачи исследования скважин, решаемые геофизическими и забойными ИИС, рассмотрены эксплуатационные особенности и требования, предъявляемые к инклинометрическим и термоманометрическим системам, определены назначение и область применения инклинометри-ческих устройств и систем при бурении скважин. В главе проведен обзор разработок в области создания инклинометрической аппаратуры, дана классификация инклинометрических устройств и систем, определены концептуальные вопросы обеспечения повышенной точности инклинометрических систем, описана технология термоманометрического контроля при разработке месторождений нефти и газа, а также проведен анализ методов и средств термоманомет-рии скважин. Дана постановка цели и задач исследований.

Во второй главе разработана обобщенная математическая модель инклинометра, позволяющая более полно, чем все известные предшествующие математические модели, изучить его свойства в реальных условиях эксплуатации. Инклинометр представляет собой достаточно сложную электромеханическую систему, функционирующую при воздействии большего числа влияющих факторов. Анализ требований к забойной ИИС при известной длине траектории скважины показал, что в основу построения навигационных инклинометрических датчиков должна быть положена информация о пространственном повороте бурового инст-румеита относительно двух неколлинеарных векторов. В основу таких векторов полагается вектор ускорения свободного падения вектор напряженности магнитного поля Земли Т и вектор угловой скорости вращения Земли П. При этом доказано, что измерение двух неколлинеарных векторов достаточно для определения подвижной системы относительно базовой.

Для составления математических моделей инклинометров, реагирующих на векторы любой физической природы, введены в рассмотрение правые системы координат (рис. 1-2).

,.1 £ . С г,

Рис. 2. Проекции вектора угловой скорости вращения Земли иа оси координат1, связанные с устьем скважины

поверхность Земли

экват

Рис. /. Системы координат

На рис 1, 2 введены обозначения: Л* - неподвижный репер, соответствующий географической системе координат 0, в ней ось 0£* направлена по касательной к меридиану и на географический Север, ось О77* - по касательной к параллели и на Восток; ось 0£" - по вертикали места и вглубь Земли. Репер Л соответствует трехграннику системы координат О^г)^, в котором ось направлена по магнитному меридиану, ось - по вертикали места и вниз, ось 0т| перпендикулярно осям и таким образом, чтобы получившийся трех-

гранник был правым. Трехгранник координат О^г)^ повернут относительно магнитного склонения; систему координат связан-

ную с плоскостью наклона скважины, ось которой лежит в плоскости горизонта и совпадает с проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость. Положение плоскости наклонной скважины определим азимутом истинным или магнитным, отсчитанным соответственно, от северного направления географического или магнитного меридиана. Плоскость называют плоскостью наклона скважины, плоскостью искривления скважины, или апсидальной плоскостью; систему координат связанную с осью наклона скважины, ось которой направим по касательной к оси траектории в точке тогда угол есть зенитный угол - угол отклонения оси скважины от вертикали; систему координат 0]х3у1г^ связанную с колонной труб. Трехгранник осей 0}хэу3г} получен из исходного поворотом вокруг оси на угол называемый визирным (апсидальным углом, углом установки отклонителя бурового инструмента).

Проекции векторов напряженности магнитного поля Земли уг-

ловой скорости вращения Земли ускорения свободного падения на оси репера Д\ Я будут: а/г.(03со5фг,0-П38тфг)=(фг,0,а8),|(0,0^))

- географическая широта и угол магнитного наклонения; Н, Z - горизонтальная и вертикальная составляющие магнитного поля Земли. Обозначим: 6 = Ь' =nв|Clr=-tg(pr

Переход от неподвижного репера связанного с Землей, к подвижно-

му реперу связанному с колонной труб, осуществляется последова-

тельным вращением на конечные а, 9, ф соответствующие углам Эйлера (рис. 3).

С*! г,

а) б) в)

Рис. 3. Последовательные переходы от неподвижной связанной с Землей системы координаторе к подвижной 0х3у3г3

Системы координат связаны формулой:

(V >

Уз - Л,рАвАа п

где хъ, у3, - компоненты некоторого вектора а в репере Л3; , (^ПО " компоненты вектора в репере Л, А-А1рА0Аа матрица направляющих косинусов между репером Лий,, найденные

как произведение матриц между промежуточными осями.

Получены выражения для проекции вектора напряженности магнитного поля Земли Тк, вектора угловой скорости вращения Земли в инерциальном пространстве Оз/{ и вектора ускорения свободного падения (или силы тяжести) в неподвижной системе координат на оси, связанные со скважинным снарядом, коллинеарные осям репера Я3: = АчА6Аа • Тн, С2ДЗ = А^А^А^ Я из = Д,Л4х' 8 и •

В данной главе предложены обобщенные математические модели инклинометра с тремя неподвижно закрепленными в скважинном снаряде первичными датчиками, которые получены посредством проектирования векторов Т, П, £ на оси чувствительности магнитных, гироскопических датчиков угловой скорости (ДУС) и акселерометров, образующих основу структуры инклинометра.

ТЮ=А-ТК, = = А-§Д, (1)

где А = АфАвАа-матрица направляющих косинусов между осями реперов Л,.

Между этими уравнениями существует еще шесть соотношений:

выражающих тот факт, что при ортогональном преобразовании модули проецируемых векторов и их скалярные произведения в исходной и проектируемой системах координат одинаковы.

Совокупность этих девяти уравнений (1) - (3) есть обобщенная математическая модель в матрично-векторном виде гиромагнитного инклинометра с неподвижно закрепленными в скважинном снаряде одноосными магнитными, гироскопическими и гравитационными первичными датчиками. Из нее получены математические модели только магнитного (феррозондового), только гироскопического или только гравитационного инклинометра. Путем решения уравнений (1) относительно искомых координат вычисляются угловые параметры пространственной ориентации подземного подвижного устройства.

В математической модели инклинометра учтены неидентичности электрических параметров первичных датчиков. Для одноосных первичных датчиков инклинометров (феррозондов, акселерометров, гироскопических ДУС) выходной сигнал записывается в виде:

и? = и* + и1 ■ а,, С/(г = и1 + и1, ■ с,, С/,А = и* + и*-Ьп ,' = 1,2,3,

где - наибольшие значения выходного сигнала феррозондов, гиро-

скопических ДУС, акселерометров, а (У®, ¡7^, и о, - нулевой сигнал датчиков, ап Ь,, с,, / = 1,2,3 - направляющие косинусы между векторами и осями чув-

ствительности первичных датчиков в предположении, что оси чувствительности первичных датчиков коллинеарные осям репера Л,.

Тогда вычисление сигналов первичных датчиков с учетом неидентичности их электрических параметров осуществляется по формулам:

Выражения (4)-(6) являются математической моделью информационных сигналов с измерительных преобразователей.

В математической модели инклинометров также учтены угловые перекосы первичных датчиков относительно системы координат, связанной с корпусом, так как базовые поверхности первичных датчиков, как правило, не совпадают с осями их чувствительности, к тому же посадочные места под них в корпусе инклинометра выполнены с ограниченной точностью вследствие разброса параметров технологических процессов производства элементов и сборки. Поэтому модель, должна учитывать в полном объеме связь между сигналами датчиков и компонентами векторных полей

Обозначив через ё® - направляющие единичные векторы осей чувствительности / -того первичного д а т ч и и т }Д^ц р и м е р , феррозонда

<?,ф = соз(ё,ф,/')/ + соз(ё,ф, у ) + соз(ё,ф,к), получим проекцию вектора - единичные векторы

ортогональных осей

Следовательно, выходные сигналы с первичных датчиков можно представить в виде: £/ф = С/Ф +£/„,[а[С08(е,ф,0» +а2 соз(ёф,у') + а3 соз(ефД)], / = 1,2,3. (7)

Системы уравнений (7), являются основными скалярными уравнениями, связывающими показания неидеального феррозонда с погрешностью их установки в корпусе инклинометра.

Разработанные в диссертации инклинометры включают в свою конструкцию акселерометры. Для них рассмотрены принципы работы, составлены его математические модели, исследованы погрешности от вибраций основания, а также показаны возможности создания вибропрочных и виброустойчивых инклинометров.

С помощью трех акселерометров измеряются три проекции вектора ускорения свободного падения £ на оси чув-С, ё, ствительности акселерометров, которые

Рис. 4. Пояснениекматематическоймо- функционально связаны с искомыми зе-дели акселерометра нитным 9 и визирным <р углами.

Математическая модель одноосного линейного акселерометра включает массу инерционного элемента m¡, ее перемещения г* (i = 1,2,3). Пусть инклинометр, содержащий три одноосных линейных акселерометра, оси чувствительности которых взаимно--ортогональны e),e2,e3 перемещается по некоторой кривой L, изображающей траекторию скважины (рис. 4). При этом он перемещается с линейными и угловыми ускорениями а, е. Акселерометр изображен в виде массы m¡ на пружине. Уравнение движения инерционного элемента i акселерометра в общем виде таково: /яД = triig + f¡ + R¡, где T¡ =-k,(r* —i"o¡)é¡ - сила натяжения «электрической» пружины жесткостью к,; г0* - положение равновесия при отсутствии ускорения - реакция связи направляющей оси

Абсолютное ускорение движения инерционного тела складывается

из ускорения переносного движения (движение по кривой L и вращения орта ускорения относительного движения (движение по направляющей оси и кориолисова ускорения

Ускорения и скорости движения инерционного тела имеют вид: 5„- = r)e¡,

^ ..»_ _ Л _ «_ _ __ « и Л I- »- \

где

- векторы угловой скорости и ускорения точки После выполнения преобразований исходное уравнение принимает окончательный вид:

которое является обобщенной математической моделью акселерометра, движущегося по произвольной кривой L.

В главе определены и погрешности акселерометра от вибраций основания. В третьей главе разработаны методы алгоритмической коррекции погрешностей инклинометров по результатам их предварительных экспериментальных исследований, позволяющих определить характеристики первичных датчиков и учесть их при вычислении искомых углов пространственной ориентации.

Определены математические модели первичных преобразователей, составляющих инютинометп. Наппимеп. лля гЬегтозонлов она имеет вил:

U® = U®X +С/®1[со5фсозВсо5а-8тф8та-6со8ф8тЭ + +//l3(~siní3cos0cosar - cos^sina + bsm(psm6) - /^(cosasiní? + £»cos0)];

¡7 2 - Uq2 + и mi 1l23 (cos Ф cos 0 cos a - sin (psin a - b cos ф sin 6) --sin^cos#cosa-cospsina + 6sinpsin# + //21(cosasin<9 + i>cos6?)] (8)

U3 = Í/® + [|x32 (cos ф cos 0 cos a - sin ф sin a - 6 cos9 sin 0) -—//3I(—sin (pcosdcosa - cos psin a + ¿sin ^>sin в) + cos a sin 0 + b cos#], При фиксированных значениях ф,9 и изменении азимута в диапазоне 0*2я для феррозондов с датчика снимем сигнал, описываемый рядами Фурье:

Экспериментально полученные периодические функции Uf, U,A достаточно подвергнуть гармоническому анализу, определив коэффициенты ряда Фурье нулевой и первой гармоники, которые и позволяют вычислить искомые значения индивидуальных параметров первичных датчиков и их угловые перекосы в корпусе инклинометра.

Предложена технология определения параметров датчиков инклинометров с использованием рядов Фурье при испытаниях на немагнитном поворотном инклинометрическом столе, конструкция которого обеспечивает повышенную жесткость и точность задания азимута, зенитного и визирного углов (+ 1 угл.мин). При стендовых испытаниях предложена следующая последовательность определения параметров первичных датчиков:

- инклинометр по образующей в поворотной установке выставляется по магнитному меридиану и по зенитному углу посредством оптического квадранта и магнитной буссоли;

- инклинометр поворачивают в этом угловом положении по визирному углу в диапазоне при этом определяются все параметры и перекосы первого и второго акселерометра. По показаниям акселерометров инклинометр выставляется на поворотном столе в положение <р = 0°;

- инклинометр при а = 0°,<р = 0о поворачивают по зенитному углу в диапазоне с требуемым шагом. Эта операция повторяется и при

ф = 90°. Исходных уравнений достаточно для определения всех параметров и перекосов акселерометров, а также параметров феррозондов и магнитного на-клоненияЪ\

- уточняются коэффициенты перекосов первичных датчиков при ср = 0°, (р = 90° малых зенитных углах 8 <10° и зенитных углах 9 <90°, изменяя азимут в диапазоне

Также в работе был предложен упрощенный метод определения электрических параметров и перекосов первичных датчиков, который используется для предварительных и полевых испытаний инклинометров.

Так, например, для определения параметров и угловых переко-

сов относительно инклинометра феррозондов соотношения для принимают следующий вид:

С/,ф(а, <р,0) = í/o| + £/,ф [cos(a+ф) - ц13 sin(a + ф) - fi12¿>l í/f (а, ф, я) = + Uf¡{ [- cos(a - ф) - ц13 sin(oc - ф) + \xnb\ U2 (ее, ф,0) = Uq2 + U?„2 [- sin(a + ф) - ц23 cos(a + ф) + ц12й],

uf (а, ф, n) = Uo2+U%2 [- sin(a - ф)+ц23 cos(<x - ф) - \inb\ Uf (а,ф,0) = í/и + VfAb +Изг cos(a+ф) + Из] sin(a + ф>1 1/3ф(а,ф,л) = + С/ф3[- Ь - ц32 cos(a - ф) + ц31 sin(a - ф)}

Подставив в формулы (9) значения (р = 0, а а=0,л/2 и разрешив их, получены искомые величины.

Кроме того, приведены результаты испытаний методики коррекции инструментальных погрешностей инклинометрических систем.

Анализ результатов измерений выходных сигналов датчиков при пространственных манипуляциях инклинометра показал, что с наибольшей точностью определяются С7Ш, итП (/ = 1,2) и перекосы первого и второго акселерометров £]з,£23> а также перекосы третьего акселерометра при условии определения С/т3.

Разработана методика компенсаций температурных погрешностей инклинометрических систем, заключающаяся в том, что в скважинной части инклино-метрической системы располагается дополнительно датчик температуры, а температурный дрейф первичных датчиков предварительно измеряется и заносится в память ПЭВМ, обслуживающей инклинометр. Учет величины дрейфа показаний датчиков при известной температуре позволяет вычислить температурную ошибку и откорректировать показания инклинометра.

Предложенные математические модели первичных преобразователей инклинометрических систем с учетом температуры позволили расчетным путем снизить температурные погрешности.

При составлении математической модели инклинометра было принято до-пугцение, что изменяются лишь выходные электрические параметры датчиков. Параметры датчиков <7о» У/т являются функциями температуры Т: и*(Т) = и*(Т) + и^(Т)Ь„ (10); и?{Т) = и1(Т) + и1{Т)ап /=1,2,3, (И), где и*(Т),1/*(Т) - соответственно выходные напряжения с акселерометров и феррозондов; и£(Т), и*(Т), и®(Т),и*(Т) - нулевые и максимальные значения выходных сигналов акселерометров, феррозондов, гироскопов; - на-

правляюгцие косинусы между векторами ускорения силы тяжести Ц, магнитного поля Земли 9 и осями чувствительности соответствующих датчиков; Т — температура окружающей среды. Выражения (10), (11) трансформированы в уравнения, представленные в безразмерном виде:

ь, = |>,А(Г) - и*{Т)]/[и*{Т)], а, = [и?(Т) -и:{Т)]/[и2(Т)], / = 1,2,3, (12) тогда азимут а, зенитный б и визирный угол ср вычисляются по формулам: = [аг6, -аД]/[азг>6,], 180 = + Ьгг ]/ьг, 18(р = -Ь2/Ь,. (13)

Рассмотрена задача установления зависимости от температуры выходных сигналов датчиков на основе следующих экспериментальных данных:

и» =£Мая(Р/'е/'Г*>> ' = 1.2,3; у = 1,2,...,«; ¿ = 1,2,...,«. (14)

Принимая во внимание идентичность выражений (10)-(12), в работе проведен анализ выражения (10), выявивший существенную зависимость величин иы,ит, от температуры Т. Следовательно, выходные сигналы датчиков в общем случае являются функциями азимута, зенитного и визирного углов и тем-

пературы: ¿//=^(а,ср,в,Г), £/0, ={/0|(Г), иы-£/„00, / = 1,2,3.

Для определения неизвестных функций ио1(Т), ит1(Т) в уравнениях (10)-(12), были проведены температурные испытания при двух различных угловых положениях инклинометра и получены следующие выражения:

Значения этих функций подставляются в выражения (12) для вычисления откорректированных величин пространственной ориентации скважинного снаряда - его азимута, зенитного и визирного углов по исходным формулам (13). Полученные численные значения функций (15) предложено аппроксимировать степенными полиномами, коэффициенты которых можно вычислить и запомнить для каждого датчика, составляющего инклинометр. Эти функции, по существу, являются температурными коэффициентами дрейфа акселерометров и феррозондов. Для каждого датчика они являются постоянными, а потому могут быть использованы для вычисления корректирующих значений при заданной температуре. При этом сделано предположение, что температурный дрейф датчиков пропорционален температуре:

Для решения задачи подбора параметров линейных от темпе-

ратуры Т некоторых функций вида и( = А, + В,Г + (С( + 0,Т)а,, / = 1,2,3, преобразующих зависимость (14), использовано сглаживание экспериментальных зависимостей методом наименьших квадратов.

Экспериментальные исследования показали, что для большинства датчиков можно рассматривать задачу о сглаживании экспериментальных зависимостей (14) линейными функциями вида:

Были определены откорректированные по температуре значения азимута, зенитного и визирного углов по полученной математической модели акселерометров, в которой были учтены температурный дрейф датчиков, аппроксимированный линейными функциями относительно температуры.

Опытным путем было установлено, что для большинства датчиков аддитивная составляющая погрешность на порядок превышает мультипликативную, поэтому для некоторых инклинометров можно учитывать лишь аддитивную составляющую температурной погрешности.

Было сделано предположение, что правая часть выражений (12) линейно зависит от температуры, и получены зависимости от температуры (рис.5).

Выявлено, что знак температурного дрейфа датчиков может быть как положительным, так и отрицательным. Для определения параметров линейной зависимости температурного дрейфа первичных датчиков был использован регрессионный анализ.

0,9 0,8

0,7

ьт

Ь/1)

а,ГО

10 20 30 40 50 60 70 80 90 7°С

Рис. 5. Изменение выходных сигналов акселерометров Ь,, Ь2 и феррозонда а, от температуры

В работе рассматриваются методические аспекты экспериментальных исследований инклинометрических систем (ИнС) с учетом погрешностей первичных датчиков, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселеро-метрических датчиках.

Методика экспериментальных исследований включает в себя несколько этапов, на каждом из которых устанавливается некоторое соответствие реально измеренных сигналов с феррозондов и акселерометров их теоретическим значениям, получаемых согласно базовым и обобщенным математическим моделям в фиксированных точках пространственной ориентации.

К основным этапам экспериментальных исследований относятся анализ статических характеристик на линейность с последующей при необходимости операцией линеаризации, идентификация знаков информационных сигналов, их масштабирование с выполнением операции приведения к динамическому диапазону и определение углов отклонения осей чувствительности акселерометров и феррозондов от соответствующих осей базиса корпуса ИнС.

При исследовании статических характеристик феррозондов использовались программно управляемые источники опорного магнитного поля в виде колец Гельмгольца и горизонтируемой платформы для снятия характеристик в геомагнитном поле по отношению к горизонтальной составляющей полного вектора его напряженности. Линеаризация статических характеристик проводилась программно-алгоритмическим путем.

Аддитивная погрешность устранялась из результата измерения схемотехническим способом, а мультипликативная - с помощью графоаналитического метода. Для линеаризации статистической характеристики систематической погрешности применялась кусочно-линейная аппроксимация и разложение в ряд Фурье.

На этапе метрологических исследований и калибровки осуществлена идентификация знаков информационных сигналов с чувствительных элементов, обладающих диаграммой направленности, что обеспечивает правильный выбор квадранта вычисляемых угловых параметров

В случаях, когда ИнС с трехкомпонентными феррозондовыми и акселе-рометрическими датчиками при ориентации осей их чувствительности соответственно по векторам имеют различные значения, масштабирование сигналов реализовано аналитическим путем, суть которого заключается в экспериментальном определении экстремумов сигналов, вычислении масштабирующих коэффициентов и их учете при алгоритмической обработке.

Методика и технология экспериментального определения численных значений малых угловых параметров основана на задании корпусу ИнС определенной пространственной ориентации, измерении сигналов с акселерометров (7, и вычислениях, в соответствии с обобщенными уравнениями связи.

В четвертой главе описаны разработки и исследования структур ТММ ИИС, в частности, описан принцип многоканальности в ТММ ИИС, служащий теоретической базой для решения задачи создания датчика, позволяющего производить измерение нескольких входных параметров. Это позволило уменьшить количество используемых датчиков, уменьшить габариты и стоимость уз-

лов ИИС, расположенных в зоне измерения, снижая тем самым влияние узлов ИИС на характеристики и параметры объекта исследования, а также сняло задачу создания абсолютно селективных датчиков.

Использование принципа многоканальности позволило решить с общих позиций такие задачи, как: измеряемость базисных переменных; достижение инвариантности к влиянию неинформативных параметров канала измерения; разработка ИИС с использованием реальных неселективных датчиков.

Было определено, что разработка ИИС должна производиться в следующей последовательности: определение функций преобразования датчиков в различных схемах включения; проверка измеряемости нескольких входных величин каждым датчиком; определение измеряемости всех входных величин; определение условий достижения инвариантности к влиянию параметров канала измерения.

Исследованы математические модели датчиков и измерительных каналов. Были изучены модели полумостового и мостового тензорезистивных датчиков с целью синтеза ИИС.

Для описания сопротивлений плеч полумостового датчика использованы упрощенные соотношения: Rlri)- RPH + ARP + ARj., RfP t) = RPH - ARP + ART (16), где RrH - сопротивление плеч при начальных температуре и давлении; ARP - приращение сопротивления плеча в зависимости от приращения давления; приращение сопротивления плеча в зависимости от приращения температуры.

Модели, представленные уравнениями (16), используются только для исследования способов реализации измерительных каналов и разработки структур ИИС, поскольку величины ARP и ARr не являются аддитивными. При наличии градуи-ровочных характеристик могут быть определены давление Р и температура Т.

Определены все реализующие варианты структур ИИС с использованием полумостового и мостового тензорезистивного датчика давления структуры КНС. Общее количество вариантов равно 21. Исследованы математические модели измерительных каналов ИИС.

Для разработки структур ИИС была построена модель, представляющая собой дробно-линейное уравнение, преимуществом которой является общность, поскольку она справедлива для любых линейных измерительных преобразователей, различных по принципу действия, и отсутствие методической погрешности для линейных измерительных преобразователей при ограниченном числе неинформативных параметров по сравнению с полиномиальными моделями.

Рассмотрены способы и принципиальные схемы разомкнутых структур ИИС для измерения давления и температуры в скважинах с помощью одного полупроводникового тензорезистивного датчика давления структуры КНС с пассивным преобразованием на входе линии связи с временной, структурной и со структурно-временной избыточностью, предназначенных для исследования скважин как холодных и с повышенной температурой, так и горячих.

Рассмотрена структурная схема ИИС для работы с полумостовым тензоре-зистивным датчиком давления типа КНС на одножильном каротажном кабеле в качестве ЛС (рис.6), достоинством которой является возможность использования менее дефицитного и распространенного одножильного каротажного кабеля.

сироваться, т.е. источник биполярный, ИВУ - измерительно-вычислительное устройство, выполняющее функции измерения напряжений на наземных зажимах ЛС, вычисления значений измеряемых величин по заданным алгоритмам, управления узлами ИИС, индикации, тестирования и т.п., построенное на базе микроконтроллера МК1; а, в, с, д - наземные зажимы ЛС (каротажного кабеля), Я,, - акт. сопротивление жилы ЛС; Я6 -акт. сопротивление брони кабеля; Е • ЭДС поляризации, наводимой на броне кабеля; Яр,Яр - сопр. плеч тензорези-стивного моста (полумоста) датчика, при этом сопротивление тензорезистора Щ, увеличивается при увеличении давления Нр = Кт + ДКр + Щ, а тензорезистора Нр - уменьшается кр = Иг„ - + Д^.. Я, - постоянный резистор (^,=Лт);

КРН - номинальное значение сопротивления плеча тензорезистора; I • дроссель; У01 + КО, - диоды.

Рис.6. Принципиальная схемадвухпроводной ИИС для измерения Р и Т одним теизорези-стивным полумостовым датчиком типа КИС: ИТ - источник пост, тока, представляющий собой компенсационный стабилизатор тока, вырабатывающий независимый от нагрузки постоянный ток /, направление которого может ревер-

Для одновременного измерения давления и температуры одним датчиком, автором работы предложена ИИС (рис. 7).

Представленная схема ИИС исключительно проста. Все три напряжения действуют одновременно в течение сколь угодно длительного времени, что позволяет обеспечить их помехоустойчивое измерение. Броня кабеля не используется для измерительных целей. На точность показаний не влияет абсолютное значение сопротивления линии связи Шц. Это позволяет использовать рассмотренную измерительную схему в ИИС для исследования как холодных, так и горячих скважин.

Разработано оригинальное устройство для одновременного измерения Р и Г (рис.8), преимуществом которого, в отличие от представленного на рис.7, является увеличенная, в 2 раза чувствительность по напряжению, поскольку через полумост течет весь ток /, а не 0.5/.

Предложенное устройство позволило при измерении давления и температуры бифункциональным датчиком посредством трехпроводной линии связи расширить область использования указанных датчиков, их функциональные возможности, повысить чувствительность измерения и упростить устройство за

счет устранения влияния на точность измерений канала связи за счет отсоединения измерительной цепи от брони кабеля, на которой всегда присутствует паразитная ЭДС.

Предложено изобретение, решающее техническую задачу расширения функциональных возможностей устройства путем увеличения количества измеряемых параметров (рис.9).

Измеряемая информация может быть выведена на отдельные блоки индикации давления, температуры тензодатчика и температуры среды на печать или поступать на ЭВМ для дальнейшего хранения, обработки и использования.

Устройство позволило при измерении давления и температуры по четырехпроводной линии связи (по трехжильному бронированному геофизическому кабелю) повысить точность измерения температуры. Использование брони кабеля в данном случае не привело к уменьшению точности измерения, поскольку броня находится в цепи источника питания и падение напряжения на ней, даже нестационарное, не влияет на напряжения, измеряемые МПБ.

Также предложено устройство, позволившее устранить влияние абсолютной величины сопротивления проводов линии связи

Рис. 8. Принципиальная схема ИИС для измерения Р и Т одним полумостовым тензорсзистивным датчиком давления: 12 - тензорезисторы, 3 - сопротивление каждой жилы кабеля, 4,5 - диоды, 6 - двухпо-лярный источник тока, 7 — многоканальный АЦП (МАЦП), 8 - микропроцессорный блок (МПБ)

Рис.9. Схема устройства для измерения давления и температуры в скважине:

12 - тензорезисторы, 3 - малоинерционный терморезистор, 3 - четырехпроводная линия связи, 4 - сопротивление жилы, 5 - сопротивление брони, 6 - токоограничивающий резистор, 7,8 - диоды, 9 - дроссель, 10 - двухпозиционный ключ, 11 - двухполярный источник тока, 12 - быстродействующий МАЦП, 13 - МПБ.

структурная схема которого приведена на рис.10. Использование брони в данном случае не приводит к неприятностям, поскольку броня (жила "а" или "й") находится в цепи ИТ и падение напряжения на ней, даже нестационарное, не влияет на напряжения, измеряемые ИВУ. Последнее, управляя ИТ, периодически изменяет направление тока / и измеряет напряжение на-

правлениях упомянутого тока.

В схеме (рис.4.12) на ИВУ подается непосредственно напряжение, соответствующее разбалансу тензомоста, что повышает ее чувствительность. Прямые сопротивления диодов, их неодинаковые изменения и нелинейность не вы-

зывают дополнительной погрешности измерения, т.к. они исключены из измерительной цепи.

Значительное место среди дистанционных ИИС, работающих с резистивными датчиками, занимают замкнутые структуры. Автором предложен преобразователь давления и температуры, измеряющий по одной линии два параметра с помощью одного датчика.

Предложено пространственно-временное разделение каналов для передачи информации о двух параметрах (рис. 11).

На рис.12 приведена измерительная схема преобразователя давления и температуры, принцип действия которой соответствует структурной схеме рис.11.

Рассмотренный преобразователь позволяет увеличить дальность передачи и уменьшить диаметр проводов линии связи. Организация дополнительного канала за счет третьего провода линии связи позволила обеспечить инвариантность к абсолютным значениям сопротивлений резисторов тензомоста и к сопротивлению линии связи.

УI О*!«)

Puc.lL Структурная схема ИИС с пространственно-временным разделением каналов -:-----,

"1—

Рис. 12. Принципиальная схема преобразователя давления Р и температуры Т

Использование указанного устройства позволило при измерении двух параметров по одной линии связи уменьшить расход меди на линию связи за счет устранения дополнительного трехжильного кабеля (до 30 кг меди при расстоянии от датчика до вторичного прибора 450 м) и использовать один измерительный преобразователь вместо двух. Кроме того, точность измерения давления повышается за счет исключения дополнительной температурной погрешности, т.к. в процессе обработки данных измерений при известной температуре датчика давления происходит автоматическая температурная коррекция результатов измерения давления по специальному алгоритму.

Выявлены основные источники погрешностей предложенных способов измерений. Проанализированы методические погрешности. На величину погрешности ИИС в значительной степени влияет точность и стабильность используемых полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления струк-

туры КНС. На основе предложенных структур созданы ИИС с основной погрешностью не более 0,3 - 0,5%.

Пятая глава посвящена исследованию первичных преобразователей давления и разработке методов коррекции их температурных погрешностей, поскольку в диссертации исследовано измерение нескольких физических величин одним резистивным датчиком на примере измерения одновременно двух физических величин (давления и температуры), используя физические свойства одного датчика. Наиболее ярко данный способ измерения иллюстрируется при использовании интегральных мостовых или полумостовых тензорезистивных датчиков давления КНС-структуры, обладающих лучшими метрологическими характеристиками и высокой стабильностью.

В работе проведены экспериментальные исследования метрологических характеристик тензопреобразователей датчиков давления. Для этого использовались полупроводниковые датчики для измерения давления (ППД) с пределом измерения 25 МПа. Исследования проводились в диапазоне температур от 20 до 300°С, при этом температура поддерживалась в воздушном термостате от хроматографа, в котором изменялась температура с выдержкой на точке в течение двух часов (с точностью 0,5°С). Давления задавались грузопоршневым манометром с точностью ±0,05%. Погрешность измерения выходного сигнала преобразователя составляла ±0,15%, а погрешность измерения сопротивления мостовой (полумостовой) схемы Рм - также 0,15%. Измерения проводились с питанием датчика от источника постоянного тока при темпера-

турах Г

18; 40; 122; 160; 200; 260; 300°С.

Градуировочная характеристика ППД представлена на рис.13. Изменение сопротивления при различных давлениях одинаково и составляет в диапазоне температур 18-300°С - 167 0м. Изменение сопротивления мостовой измерительной схемы от температуры в диапазоне 0 - 300°С при давлениях Р — 0,1; 5,0; 10; 15; 20; 25 МПа приведены на рис.14.

Изменение сопротивления мостовой схемы в диапазоне 0 - 300 °С при

различных давлениях приблизительно одинаково и составляет 2,8- 4,2 кОм.

Анализируя зависимости мостового ППД, видно, что приращение ДЯ в функции давления изменяется практически линейно (рис.13) (у„ <0,5%), температурная зависимость также практически линейна в диапазоне 0 - 200°С. Рассматривая зависимость полного сопротивления моста измеряемого со стороны диагонали питания, в функции давления = /(Р)/Т = 7} И Ям = /{Г)/Р = Р1 (рис. 14) видно, что измерение в функции температуры имеет погрешность нелинейности ун <1%, а изменение Им = /(Р) не превышает в данном случае 0,6%. Такой же характер градуировочных характеристик имеют и полумостовые датчики.

Таким образом, используемые ППД являются датчиками как давления, так и температуры, но для повышения точности необходимо учитывать их взаимное влияние.

На рис.15 и 16 даны зависимости начального выходного сигнала и коэффициента преобразования К от температуры.

Для исследуемого образца ППД при питании от источника постоянного тока были найдены следующие значения коэффициентов уравнений 1/й=аТ + Ь (17) К = сТ +с! (18) км=еТ + / (19)> гДе а,Ъ,с4,е,/ - коэффициенты, зависящие от индивидуальных свойств конкретных преобразователей; £/0 - значение выходного сигнала при давлении, равном нулю; К - коэффициент преобразования.

По экспериментальным данным была вычислена среднеквадратическая погрешность измерения давления, которая зависит от среднеквадратических погрешностей измерения и Для расчета последних трех погрешностей необходимо оценить погрешности линеаризации функций (17), (18) и (19).

Для верхнего предела измерений 25МПа и температуры 300°С сопротивление тензомоста составило 4192 Ом, погрешность измерения и линеаризации функции - не более ±0,15%. Уровень выходного сигнала

ид = Ям •/ = 168,1-2 = 336,2 мВ, погрешность измерения - не более ±0,1%.

Погрешность измерения и линеаризации функции - не более

1%, погрешность линеаризации функции К = К(/) - не более ± 1%. В этом случае средняя квадратическая случайная погрешность измерения давления среды

Ор без коррекции не превышает ± 2 %.

При использовании таких преобразователей до 100°С среднеквадратичная погрешность измерения снижается приблизительно в 2,6 раза.

В диссертации также исследована прогрессирующая погрешность датчиков давления. Это вызвано тем, что использование датчиков на основе структур КНС для контроля давления и температуры в наблюдательных и пьезометрических скважинах предполагает длительное (один год и более) пребывание их в точке подвеса глубинного снаряда (чаще всего на забое скважины), где действуют на него в течение всего времени медленно изменяющиеся статическое давление и температура. Вследствие этого основным требованием, предъявляемым к тензопреобразователям (ТП), становится стабильность и воспроизводимость его характеристик во времени и после воздействия влияющих факторов.

При экспериментальных исследованиях в качестве контролируемых параметров были выбраны начальное значение выходного сигнала и диапазон изменения выходного сигнала {/„ и 1}я для датчиков Д 25 (рис.17 и 18). Повторяемость и долговременная стабильность определялись при воздействии на датчики: 1) длительной номинальной рабочей нагрузки; 2) односторонней, соответствующей верхнему пределу измерения, нагрузки; 3) повышенной температуры.

Для испытаний специально был отобран датчик с малым значением температурной погрешности, прошедший технологическую приработку, которая включала в себя воздействие знакопеременной нагрузки номинальным значением давления, термоциклирование в интервале температур, превышающем рабочий диапазон. Нагружение осуществлялось прецизионным прессом. Выходной сигнал ТП измерялся при постоянной комнатной температуре цифровым вольтметром. При долговременных испытаниях на стабильность для удобства сравнения результаты измерения нормировались в процентах к среднему значению диапазона изменения выходного сигнала ТП, выбранному произвольно в один из первых 10 дней.

10 1$ Л, недели

Рис.17. Зависимость диапазона выходного сигнала ил от времени

Анализ долговременной стабильности за период наблюдений (120 суток-2880 час), проводимый 1 раз в месяц, показал, что характеристики ТП, хотя и изменяются во времени, но весьма незначительно. Случайная ошибка, выраженная в процентах от диапазона измерения выходного сигнала, для величины

ио оценивается как 0,005, а для 1!д - как 0,05.

На рис.17 представлен типичный временной дрейф диапазона изменения выходного сигнала. Видно, что максимальные изменения произошли в течение 810 недель и, начиная с 70-го дня, колебание величины Цд, не превышает случайной ошибки, т е. изменения нельзя считать значительными.

Начиная с 14-15 недель, наклон кривой уменьшается. Экстраполируя этот результат на 52 недели, можно предположить, что смещение £/0 за год не превысит 0,06-0,1% ил.

Это дает возможность использовать данный ТП в стационарных ИИС для контроля давления и температуры в скважинах.

Предложен и реализован в приборах СМТ-2, СМТ-3, ПГА-01

РТП-4

алгоритми-

ческий метод коррекции показаний датчика давления, основанный на том, что путем различных схем включения мостового датчика давления структуры КНС в одном измерительном преобразователе получаем две линейно независимые функции выходных сигналов от давления и температуры, одна из которых наиболее чувствительна к параметру давления, а другая - к параметру температуры. В процессе измерения в первом такте датчик включается по одной схеме для получения кода давления, а во втором - по другой схеме, которая позволяет сформировать код температуры.

Градуировочная характеристика датчика представляет собой однозначную аналитическую зависимость между измеренными кодами давления и температуры и величиной измеряемого давления. Поскольку также существует зависимость между этими кодами и температурой среды, то стало возможным использовать мостовой датчик (КНС) в качестве датчика температуры, что и было реализовано в приборах СМТ-2 и СМТ-3.

и

ПмАя! Noimal Р *ЫМг РМ

Рис 20 Зависимость давлении от времени с учетом стохастической нормальности помех

'^ЭОООО.О

•"Оц/'^О

Рис 21. График вычисленной модели по температуре

да®0 „„-

400МО

360000

зооооо

Алгоритмический метод взаимной коррекции, используемый в термоманометрической системе СМТ-3, осуществляется следующим образом. В результате процесса градуировки приборов СМТ-3 и обработки градуиро-вочных данных получаем таблицы исходных данных по давлению и по температуре. Для обработки данных использован регрессионный анализ. В результате экспериментов была выбрана нелинейная модель регрессии - последовательный полином Тейлора с 10 членами.

Отличие данной функции состоит в том, что модель имеет нелинейную зависимость от неизвестных од« параметров. Параметры модели вычисля-

•ooos S

ются итеративным методом, посредством

•0Р20

лен методаЬвУвпЬв^-Marquardt, использующего вычисление производных, до тех пор, пока не будет достигнута

Рис 22 Зависимость остаточного разброса погрешности по температуре

заданная точность. Производная модели для каждого установленного параметра вычисляется аналитически в каждом множестве точек данных в течение процесса решения. Графическая иллюстрация результатов вычислений показана на рис.18-23.

Разработанные при участии автора работы автономные регистрирующие манометры-термометры РТП-4 и ПГА-01 сочетаются в комплекс для исследования газоконденсатных скважин. Прибор РТП-4 предназначен для проведения

замеров давления и температуры на устье скважины, а ПГА-01 на забое. Проведение совместных замеров двумя этими приборами позволяет получить большое количество информации о состоянии скважины. Исходя из этого назначения, были унифицированы измерительные схемы данных приборов.

Измерительная схема (рис.24) осуществляет преобразование сигналов с датчиков давления (тензомост из кремниевых резисторов и мало-

инерционного внешнего датчика температуры (платиновый терморезистор в напряжения, пропорциональные измеряемым давлению и температуре (и,), также температуре тензомоста (£/+и V-). Как видно из рис.24, измерительная схема - это цепь из включенных последовательно тензомоста датчика давления, моста из резисторов датчика температуры и резистора

формирующего опорное напряжение - ток источника тока, пи-

тающего указанную цепь. АЦП, входящий в состав микроконвертора Ас1иС834, преобразует перечисленные напряжения в коды и фиксирует их в энергонезависимой памяти. Ток питания измерительной схемы / вырабатывается встроенным в микроконвертор источником.

Вырабатываемый АЦП код пропорционален отношению ЦЦ<Х, где и - измеряемое напряжение. Оба входящих в отношение напряжения пропорциональны току I, поэтому выходной код АЦП не зависит от значения последнего.

Выходное напряжение канала температуры и, нелинейно зависит от нее, во-первых, из-за нелинейности платинового терморезистора, а во-вторых, - из-за нелинейности неуравновешенного моста: плечом которого является терморезистор. Выходное напряжени 4 имеет некоторую не-

I

I о»

линейность и, кроме того, зависит от температуры датчика давления. Все эти нелинейности и влияние температуры устраняются градуировкой схем измерения и последующей коррекцией данных. Так как выходной код давления зависит и от давления и от температуры, градуировочная характеристика является двумерной. Она фиксируется в энергонезависимой памяти микроконвертора.

Поскольку показания необходимо корректировать по температуре тензо-моста датчика давления естественно использовать в качестве датчиков температуры сами тензорезисторы, входящие в тензомост датчика давления. При этом напряжение ир с измерительной диагонали сильно зависит от давления и в гораздо меньшей степени - от температуры, а напряжение 17м - наоборот. Это становится понятным, если учесть, что сопротивления тензорезисторов

одинаково растут (уменьшаются) при увеличении давления и все они (Л^и Кг_)увеличиваются с ростом температуры.

Напряжения 1}р и им преобразуются в коды при различных образцовых температурах и давлениях. Указанные коды образуют градуировочную таблицу (характеристику).

Как видно, для работы с измерительной схемой в классическом варианте необходим АЦП с тремя входами для измерения напряжений и,, ир и 1}м. Однако в данной измерительной схеме использован оригинальный алгоритм измерения температуры датчика, позволяющий обойтись лишь двумя входами АЦП для проведения измерений.

В соответствии с этим алгоритмом, как обычно, сначала измеряется напряжение а затем измеряются уже напряжения и в качестве результата измерения температуры используется сумма соответствующих кодов

п{и +) + п{и -).

Таким образом, в новом алгоритме не требуется измерять напряжение и не нужен вход (линия) для измерения этого напряжения, что является несомненным достоинством нового алгоритма. В описываемых схемах измерения освободившийся вход используется для измерения напряжения батареи питания, что совершенно необходимо в схемах измерения с автономным питанием.

В шестой главе приведены описания структурных построений, экспериментальных исследований и практических реализаций, разработанных и внедренных под руководством автора работы инклинометров и термоманометров.

При непосредственном участии автора разработана скважинная информационно-измерительная система ИТМС-45, предназначенная для контроля и регистрации в реальном режиме времени комплекса угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента, температуры и гидродинамического давления циркулирующего бурового раствора внутри буровой колонны.

ИТМС-45 выполнена в виде забойной телеметрической системы, созданной для эксплуатации непосредственно в процессе бурения наклонно направленных, горизонтальных скважин и боковых стволов, разбуриваемых на вертикальных участках старого фонда скважин, применяя различные технологии, включая методы колтюбингового бурения.

Ас1иСЪ\2

ТФПА

ТФГТА

ДГДД

-С1ГГ

ТУ

ч

О,

иР

ит

\

А,

а2

А, СМК

А,

а5

А6

А,

111

СБП

О,

ОВД

БПД

кпкс

ИТМС-45 (рис.25) содержит трехкомпонентный феррозондовый преобразователь азимута (ТФПА), трехкомпонентный преобразователь с акселерометриче-скими датчиками (ТПАД), датчик гидродинамического давления (ДГДД), датчик температуры (ДТ), сква-жинный микроконтроллер (СМК), реализованный на блок передачи

I кпо

Рис.25. Функциональная схема скважинного прибора ИТМС-45

данных (БПД) по кабельному проводному каналу связи (КПКС) и скважинный блок питания (СБП), формирующий необходимые напряжения для запитки функциональных узлов и блоков скважинного прибора.

Одной из особенностей системы ИТМС-45 является двойное функциональное назначение датчика гидродинамического давления: измерение абсолютного (усредненного) значения давления внутри буровой колонны и измерение периодических гармонических пульсаций давления, по частоте которых судят о частоте вращения долота. Датчик температуры служит для измерения температуры внутри корпуса скважинной системы ИТМС-45.

Таким образом, разработанная забойная система ИТМС-45 относится к разряду комплексной скважинной геофизической аппаратуры, обеспечивающей контроль не только угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента или иного скважинного объекта, но и технологических параметров — гидродинамического давления, частоты вращения долота (при соответствующей фильтрации измеренного сигнала и температуры, необходимой для осуществления коррекции дополнительных температурных погрешностей ТФПА, ТПАД и ДГДД.

Для практической реализации схем вторичного преобразования информационных сигналов с дифференциальных феррозондов и устранения трудностей, связанных с неидентичностью их полуэлементов, спроектирован блок выделения полезного сигнала дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике. Для этого впервые был применен новый способ создания функциональных ЦАП, основанный на аппроксимации реализуемых функциональных зависимостей многочленом, и найдена схемная реализация этого способа с помощью каскадно-включенных умножающих ЦАП. С помощью такого схемного решения в сочетании с оптимальным методом аппроксимации реализован широкий класс функций.

Разработан стационарный манометр-термометр СМТ-2, предназначенный для измерения давления и температуры по стволу скважины и/или измерения приращений их во времени в любой его точке. Наиболее эффективно применение СМТ-2, когда его глубинный прибор (ГП) постоянно (стационарно) подвешен в скважине для постоянного или периодического наблюдения и исследования продуктивного пласта и установления оптимального режима работы сква-

жины и оборудования, установленного в ней.

Все, что изображено на структурной схеме СМТ-2 (рис.26), кроме НА, размещается в глубинном приборе ГП.

В ГП используется мостовой ППД структуры КНС. Напряжение на измерительной диагонали моста пропорционально измеряемому давлению Р, а напряжение на диагонали питания - измеряемой температуре Т. Ток через ППД задается источником тока ИТ. При этом обеспечиваются наивысшая чувствительность преобразования. Резистор /?, является датчиком тока через ППД и включен в цепь обратной связи ИТ.

В зависимости от полярности напряжения, подаваемого с НА, ФСВП вырабатывает сигнал в виде логического нуля или единицы, управляющий коммутаторами выходных сигналов датчика КВС и коэффициента усиления ККУ дифференциального усилителя, выполненных на базе МОП - ключей.

Благодаря специальной градуировке, погрешность от взаимного влияния не превышает 2-3%, что приемлемо во многих случаях для предварительной оценки.

Несомненным достоинством этого режима является то, что объект коррекции и датчик температуры полностью совмещены, и отсутствует погрешность от неравенства температур объекта коррекции и датчика температуры.

Разработана серия автономных приборов и устройств, предназначенных для решения задач контроля. Наиболее распространенным из них является автономный манометр-термометр РТП-3М - регистратор технологических параметров. Данный прибор предназначен для автономной регистрации давления и температуры. В комплексе с дисплейным модулем ДМЗ возможна дистанционная (до 30 м) индикация и запись значений давления и температуры.

Прибор может автономно работать в широком диапазоне температур от -55° до +125°С, что вполне соответствует реальным условиям северных месторождений, где температура меняется от - 50°С и ниже до очень высоких температур при факельных испытаниях.

Прибор характеризуется своей надежностью и высокими метрологическими характеристиками, которые обеспечиваются как схемотехническими решениями, так и оригинальной методикой температурной коррекции показаний датчика давления. Так приведенная погрешность измерения давления во всем диапазоне рабочих температур не превышает 0,25%.

, Основные технические решения, используемые в этих приборах, защищены пятью патентами РФ, программное обеспечение, используемое в приборах, так же защищено тремя свидетельствами о регистрации программ.

Рис.26. Структурная схема СМТ-2

ИТ - источник тока питания датчика давления и температуры; ППД -датчик давления и температуры; КВС - коммутатор выходных сигналов ППД; ДУ - дифференциальный усилитель; ККУ - коммутатор коэффициента усиления ДУ; ПНТП - преобразователь напряжения в ток питания ГП; ФСВП - формирователь сигнала выбора измеряемого параметра; ИОН - источник опорного напряжения; У О - узел отключения; НА - наземная аппаратура; ГП - глубинный прибор; ЛС -линия связи.

да

ДТДД

X

Аналоговый измерительный преобразователь

ЗЕ

Энергонезависимая память

Ключ питания

АЦП

Ш

Часы реального времени

Микроконтроллер

Тактовый Стабилизатор напряже- Батарея

генератор ния и монитор батареи питания

РТП-3М, структурная схема которого представлена на рис.27, включает следующие узлы: микроконтроллер (МК); часы реального времени (ЧРВ); энергонезависимая память, выполненная в виде блока памяти съемного (БПС); аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с тактовым генератором; аналоговый измерительный преобразователь (АИП) с ключом питания, датчиком давление 27 Структурная схема РТП-ЗМ ния (ДОЬ датчиком темперагуры датчика давления (ДТДД) и датчиком температуры (ДТ); монитор батареи (МБ), стабилизатор питания и батарея питания.

РТП-3М осуществляет преобразование давления и температуры в объекте измерения в цифровые значения и может применяться в двух вариантах: 1) автономном, когда отсчеты давления и температуры, формируемые в соответствии с заданным оператором режимом записи данных, записываются в энергонезависимую память, размещенную в БПС, а питание осуществляется от внутренних элементов питания; 2) совмещенном, когда к РТП-3М подключается специальный дисплейный модуль (ДМ) и вместе с регистрацией данных в БПС, как в автономном режиме, текущие значения давления и температуры, немедленно выводятся на дисплей ДМ и питание РТП-3М осуществляется от ДМ. Смена вариантов применения РТП-3М проста и требует нескольких минут.

Чтение зарегистрированных данных из БПС осуществляется с помощью интерфейсного блока (ИБ), подключаемого к последовательному (СОМ) порту компьютера и специальной программы, которая представляет данные в табличной форме или в виде графиков, сохраняет в файле и распечатывает их. ИБ питается от упомянутого порта компьютера. Все отсчеты регистрируемых параметров благодаря кварцевым ЧРВ «привязаны» к реальному времени, данные о котором хранятся вместе с отсчетами в БПС. Время, в течение которого оборудованный РТП-3М объект находится под его контролем без смены питания и БПС, т.е. без обслуживания, определяется установленным режимом, примененными источниками питания и может превышать 22 месяца.

Созданы автономные дифференциальные манометры РТП-3Д и автономные вакуумметры-термометры РТП-3В. Данные типы приборов могут использоваться для проведения исследований на технологическом оборудовании газовых.

промыслов и на установках регенерации ДЭГ УКПГ Разработан мано-термометр скважинный СМТ-3 (рис.28), предназначенный для измерения давления и температуры

по стволу скважины и/или Рис 28 Внешний вид скважинного 4

™ - изменения их во времени

манотермометра СМТ-3

в любой его точке, в частности, для снятия кривых восстановления и падения давления, гидропрослушивания и т.п. Наиболее эффективно применение прибора, когда он постоянно подвешен в скважине (действующей, наблюдательной, пьезометрической, под приемом глубинного насоса, в затрубном пространстве и т.п.) для периодического ее исследования и/или автоматического регулирования технологических параметров. СМТ-3 без ограничений может быть использован для дистанционного измерения и как элемент системы регулирования давления и температуры в наземных объектах. Поскольку глубинный прибор проектировался для длительного непрерывного нахождения в скважине, в конструкции его корпуса имеется ряд особенностей, главная из которых - это два находящихся один в другом герметичных объема. Во внутреннем объеме расположена плата электроники с датчиками, а в полость между внутренним объемом и корпусом залита кремнийорганическая жидкость, резко уменьшающая диффузию газа через металл корпуса и являющаяся дополнительным барьером в случае негерметичности корпуса.

Квалифицированные схемные решения на современной компонентной базе, продуманная конструкция корпуса глубинного прибора, эффективные алгоритмы работы, отлаженное программное обеспечение позволили создать точное и высоконадежное средство измерений.

Создан регистратор технологических параметров РТП-4 (рис.29). Данный прибор, в отличие от предшественника, имеет более широкие возможности, в частности, вчетверо больший срок автономной работы (как по объему памяти данных, так и по емкости батарей). Прибор имеет более высокое быстродействие (до 20 измерений давления в секунду), а так же более удобный программный и аппаратный интерфейс, позволяющий использовать в качестве считывающих устройств карманные персональные компьютеры (КПК).

Основной особенностью нового прибора является возможность обмена данными (до 600 м на открытом пространстве) с приборами по радиоканалу. Это свойство позволяет дистанционно считывать данные с приборов, не подходя к ним, что особенно удобно в тех случаях, когда подойти к скважине невозможно, например, при факельных испытаниях.

Также возможно использование приборов при проведении различных специальных исследований на технологическом оборудовании, когда необходимо видеть отклик на управляющее воздействие в различных удаленных точках.

Кроме того, наличие радиоканала дает возможность построения на основе этих приборов систем сбора информации со скважин. В пределах куста скважин сбор данных осуществляется по локальному радиоканалу концентратором, опрашивающим приборы и передающим данные либо по существующим специальным каналам связи, либо по сотовым линиям связи (рис.30), которые в настоящее время быстро расширяют зону покрытия.

Главным достоинством подобных систем является мобильность, т.к. они могут легко устанавливаться (без трудоемкой настройки) на кустах скважин, требующих оперативного контроля. Системы, построенные по такому принципу, не требуют больших эксплуатационных затрат, поскольку отсутствует необходимость обслуживания собственных громоздких систем связи.

Разработан автономный скважинный манометр-термометр ПГА-01 (рис.31), предназначенный как для снятия кривой восстановления давления (КВД), так и для проведения замеров давления и температуры по стволу скважины, а ввиду своих относительно малых габаритов, может быть использован для измерения и регистрации параметров подводных и наземных объектов. Оригинальные схемотехнические решения позволили повысить надежность измерительной схемы прибора при сокращении числа электронных компонентов.

Структурная схема преобразователя измерительного глубинного автономного ПГА-01 представлена на рис.32.

Питание преобразователя осуществляется от одного элемента размера АА, что уменьшает габариты прибора и число электрически контактирующих поверхностей. Последнее существенно снижает вероятность сбоев по питанию при спуске/подъеме прибора.

Основной элемент схемы преобразователя - микроконвертор кроме функции измерения параметров с помощью встроенного АЦП, он осуществляет всю программу работы преобразователя, в частности, реализацию выбранного режима измерений, коррекцию показаний по градуировочной характеристике, запись «привязанных» по времени данных в энергонезависимую память,

При разработке прибора удалось обойтись тремя входами АЦП при измерении четырех параметров (давление, температура, температура коррекции, уровень заряда батареи), избежав появления дополнительной микросхемы, либо мультиплексирования входов АЦП.

Рис.31. Преобразователь измерительный глубинный автономный ПГА-01

Также был сокращен объем избыточной информации, регистрируемой прибором, за счет применения алгоритмов адаптивного сжатия данных.

передачу данных в карманный или обычный ПК и т.п.

Следует отметить, что коррекция показаний производится по индивидуальной, а не по общей для группы датчиков модели. Индивидуальная модель подбирается по минимальной, полученной в результате численного эксперимента, погрешности. Это обеспечивает высокую эффективность коррекции, такую, что погрешность коррекции составляет

лишь малую долю общей погрешности преобразования

К особенностям конструкции преобразователя следует отнести лишь одно сочленение в корпусе, которое следует развинчивать для чтения данных и установки режима или/и смены элемента питания. Это ощутимо увеличивает надежность герметизации корпуса, и, следовательно, преобразователя в целом. Конструкция преобразователя ПГА-01 приведена на рис.33.

Ц5.\16\11 18/ \Щ20. 21/21/23/

Рис.33. Конструкция преобразователя ПГА-01

1 - головка; 2 - заглушка; 3 - кольцо уплотнительное; 4 - кожух; 5 - колпачок; 6 - кассета; 7, 18 -гайка; 8 - элемент питания; 9 - вкладыш изолирующий; 10 - контакт подвижный; 11 - разъем; 12 -светодиод; 13 - кнопка; 14 - трубка; 15 - плата; 16 - шасси; 17 - винт; 19 - датчикдавления; 20,22 -вкладыш; 21 - переходник; 23 - корпус; 24 - датчик температуры; 25 - фонарь; 26 - наконечник.

Для считывания данных из преобразователя необходим компьютер (карманный, ноутбук или персональный). В компьютерной программе реализованы два метода расчета КВД - методами Хорнера и касательных, а также методами расчета параметров скважины на режимах стационарного потока газа.

Программное обеспечение для КПК (рис.34.а-г), предназначенное для работы с вышеназванными преобразователями, позволяет практически устранить влияние измеряемых давления и температуры друг на друга и, тем самым, обеспечить высокую точность измерения каждого параметра.

а) б) в) г)

Рис 34 КПК с установленным программным обеспечением

Для этого используется специальный метод градуировки преобразователя, позволяющий получить индивидуальную математическую модель каждого глубинного прибора. Параметры этой модели и используются при уточнении показаний преобразователя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе получены научно-обоснованные технические и методические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в создание и развитие теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей иклинометриче-ских и термоманометрических скважинных систем на основе построения математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки сква-жинной информации, создания и исследования структур скважинных термоманометрических ИИС и исследования первичных преобразователей давления с разработкой вычислительных средств коррекции их температурных погрешностей.

2. Установлено, что измерение двух неколлинеарных векторов достаточно для определения ориентации подвижной системы координат относительно базовой (неподвижной), связанной с Землей. В основу построения инклиномет-рических датчиков положена информация о пространственном повороте бурового инструмента относительно двух любых неколлинеарных векторов, таких как вектор ускорения свободного падения, вектор напряженности магнитного поля Земли и вектор угловой скорости вращения Земли.

3. Внесен существенный вклад в развитие теории инклинометрических преобразователей, заключающийся в получении обобщенной математической модели в матрично-векторном виде гиромагнитного инклинометра с неподвижно закрепленными в скважинном снаряде магнитными, гироскопическими и гравитационными датчиками, которая позволяет получать математические модели только магнитного (феррозондового), только гироскопического или только гравитационного (для определения лишь положения отклонителя и зенитного угла наклона) инклинометров.

4. Предложена методика экспериментальных исследований инклиномет-рических систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселе-рометрических датчиках, к основным этапам которой относятся анализ стати-

ческих характеристик на линейность с последующей при необходимости операцией линеаризации.

5. Предложен путь практического применения гармонического анализа в виде использования рядов Фурье для определения корректирующей матрицы, элементами которой являются электрические параметры и перекосы первичных преобразователей, полученные по результатам лабораторных и натуральных испытаний, что, в частности, позволяет с помощью инклинометра дополнительно вычислять величину магнитного наклонения и модуль вектора напряженности магнитного поля Земли.

6. Впервые предложены и обоснованы алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров по результатам их натурных температурных испытаний. Разработаны математические модели первичных преобразователей, составляющих инклинометр, учитывающие их температурный дрейф, аппроксимированный функциями, линейными относительно температуры.

7. В результате комплексных методических решений достигнута возможность путем расчетов снизить температурные погрешности. Это стало возможным в результат того, что в скважинной части инклинометрической телесистемы располагается дополнительно датчик температуры, а температурный дрейф первичных датчиков предварительно измеряется и вносится в память ПЭВМ, обслуживающей инклинометр. Учет величины дрейфа показаний датчиков при известной температуре позволяет вычислить температурную ошибку и откорректировать показания инклинометра.

8. Предложены методики определения коэффициентов, описывающих законы температурного дрейфа датчиков на основе использования экспериментальных данных, которые базируются на использовании метода наименьших квадратов, обеспечивающих наименьшую среднеквадратическую погрешность. Установлены аналитические зависимости коэффициентов температурного дрейфа датчиков, описываемых линейной зависимостью, учет которой в исходных моделях позволяет снизить погрешности измерения вычисления углов пространственной ориентации в 5-10 раз по сравнению с аналогами. Определено, что коэффициенты температурного дрейфа датчиков могут быть как положительными, так и отрицательными.

9. Доказана целесообразность применения принципа многоканальности для измерения нескольких физических величин при одновременном достижении инвариантности к влиянию неинформативных параметров; определены условия измеряемости давления и температуры бифункциональным датчиком, найдены условия инвариантности к влиянию параметров геофизического кабеля для дистанционных ИИ С.

10. Исследованы физические зависимости и факторы, а также определены метрологические характеристики тензопреобразователей на основе структур КНС; установлено существенное влияние температуры на аддитивную составляющую погрешности и чувствительность тензопреобразователей давления.

11. Проведены исследования стабильности тензопреобразователей на основе структур КНС с целью определения возможности использования их в ИИС. Показано, что характеристики тензопреобразователей, предварительно прошедших технологическую приработку (термоциклирование и воздействие знакопеременной нагрузкой), хотя и изменяются во времени (в течение года),

но укладываются в пределы основной погрешности полупроводниковых датчиков давления.

12. Доказано, что использование алгоритмической (вычислительной) методики взаимной коррекции открывает новые перспективы повышения точности и позволяет корректировать погрешности тензопреобразователей либо в самой измерительной системе в процессе обработки информации, либо при вводе данных в ПЭВМ; предложенная методика использована при построении стационарных ИИС для контроля пластового давления и температуры в эксплуатационных скважинах и позволяет повысить точность измерения давления и температуры в тридцать и более раз.

13. Установлено, что нулевые значения выходных сигналов с акселерометров и феррозондов можно считать аддитивной составляющей погрешности от влияния температуры, а максимальные значения выходных сигналов - мультипликативной составляющей (изменение тангенса угла наклона статической характеристики датчика от температуры); на основе экспериментальных исследований определено, что для большинства датчиков аддитивная составляющая погрешности на порядок превышает мультипликативную составляющую, поэтому для некоторых инклинометров можно учитывать лишь аддитивную составляющую температурной погрешности.

14. Установлено, что на вибрирующем основании осевой акселерометр не только выдает отклонения, функционально связанные с искомыми зенитным и визирным углом, но имеет и переменную погрешность. Снизить переменную ошибку можно уменьшением коэффициента динамичности и выбором частоты собственных колебаний осевого акселерометра, которая должна быть значительно ниже частоты вибраций, или применением низкочастотных фильтров, выделяющих из информационного сигнала лишь постоянную компоненту, соответствующую полезному сигналу и устраняющую периодическую составляющую.

15. Исследованы математические модели измерительных каналов ИИС; для разработки структур ИИС построена модель, представляющая собой дробно-линейное уравнение, преимуществом которой является общность, поскольку она справедлива для любых линейных измерительных преобразователей, различных по принципу действия; доказано, что полученные дробно-линейные модели справедливы также для цепей с распределенными параметрами, если процессы в этой цепи являются установившимися.

16. Предложено три способа дистанционного измерения давления и температуры бифункциональным датчиком полумостового и мостового типа. Проанализированы наиболее целесообразные варианты технической реализации этих способов с использованием дзух-, трех- и четырехпроводной линии связи. Выявлены основные источники погрешностей предложенных способов измерений. Проанализированы методические погрешности.

17. азработаны стационарные ИИС для гидро- и термодинамических исследований как холодных скважин, так и скважин с повышенными температурами, а также предложены методики повышения точности измерительной аппаратуры для геофизических исследований горячих и сверхгорячих скважин;'ИИС систематизированы по типу используемой линии связи, по методу измерения и передачи информации, а также по методу повышения точности измерения.

18. Показано, что перспективными являются ИИС, построенные на основе методов с многоканальной формой инвариантности результата измерения к

влияющим физическим величинам, благодаря достижению высокой точности измерения, комплексированию параметров при максимальном упрощении измерительной схемы глубинных приборов, что обеспечивает высокую надежность работы в условиях повышенных температур.

19. Для практической реализации схем вторичного преобразования информационных сигналов с дифференциальных зондов и устранения трудностей, связанных с неидентичностью полуэлементов феррозондов построен блок выделения полезного сигнала дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике; для этого впервые был применен новый способ создания функциональных ЦАП, основанный на аппроксимации реализуемых функциональных зависимостей многочленом и найдена схемная реализация этого способа с помощью каскадно-включенных умножающих ЦАП; с помощью такого схемного решения в сочетании с оптимальным методом аппроксимации реализован широкий класс функций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С., Баталов С.А Дистанционный инвариантный скважинный термометр на одножильном кабеле. В сб. Проблемы эффективности производства на северных нефтегазодобывающих предприятиях (XI научн.-техн. конференция). Т. 2. - Н. Уренгой, 1994, С. 9 - 12.

2. Коловертнов Г.Ю., Ишинбаев Н.А., Коловертнов Ю.Д. Измерение давления и температуры в скважине одним датчиком. В сб. "Проблемы эффективности производства на северных нефтегазодобывающих предприятиях", т. 2 (XI научн.-техн. конференция), Новый Уренгой, 1994, С. 6 - 8.

3. Коловертнов Г.Ю., Коловертнов Ю.Д., Краснов А.Н. Анализ и синтез информационно-измерительных систем для контроля давления и температуры в наблюдательных и пьезометрических скважинах одним датчиком давления // Всероссийская научно-техническая конференция. Проблемы нефтегазового комплекса России. Тезисы докладов. Уфа, УГНТУ, 1995. - С. 62.

4. Коловертнов Ю.Д., Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н. Методы и средства измерений. Учебное пособие. Уфа, 1996. - 105 с.

5. Патент № 2091578, РФ, 7 Е 21 В 47/06. Способ измерения давления и температуры в скважине одним датчиком и устройство для его осуществления / Г.Ю. Коловертнов, Е.С. Дамрин, А.Н. Краснов и др. (Яи). - № 95116965, Заявл. 04.10.95; Опуб. - Бюл. 27.05.1997, №2

6. Патент № 2088942, РФ, 6 в 01 Я 17/02. Преобразователь давления и температуры / Г.Ю. Коловертнов, Ю.М. Абызгильдин, В.Н. Федоров и др. (Яи). -№ 95109249, Заявл. 05.06.95; Опуб. - Бюл. 27.08.97, №24.

7. Патент № 2096609, РФ, 6 Е 21 В 47/06. Способ дистанционного измерения давления и температуры в скважине одним датчиком давления и устройство для его осуществления / Г.Ю. Коловертнов, А.Н. Краснов, Ю.Д. Коловертнов и др. (ЯИ). - № 96105228, Заявл. 27.03.96; Опуб. - Бюл. 20.11.97, №32.

8. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Мухаметшин И.В. И др. ИИС для оперативного контроля давления и температуры в подземных хранилищах газа // Материалы 2-ой научн.-техн. конф. "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России". - М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1997. - С.6-7.

9. Патент № 2118802, РФ, 6 G 01 К 7/16, G 01 L 1/22. Способ дистанционного измерения давления и температуры в скважине одним датчиком и устройство для его осуществления / Е. С. Семенович, Г.Ю. Коловернов, И.В. Мухаметшин и др. (RU). - № 96118397, Заявл. 16.09.1996; Опуб. - Бюл. 10.09.1998, №98.

10. Коловертнов Г.Ю. Анализ методов снижения температурных погрешностей тензорезистивных датчиков давления структуры КНС // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ.-Т. 1.-Уфа: Изд-воУГНТУ, 1998. - С.121-134.

11. Коловертнов Г.Ю. Датчики давления и температуры для скважинных стационарных ИИС // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ» - Т.1. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С. 117-120.

12. Коловертнов Г.Ю., Ишинбаев Н.А., Пономарев А.Н. и др. Задачи и способы исследования скважин, решаемые с помощью ИИС // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. - Т. 1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С.73-77.

13. Коловертнов Г.Ю., Каштанова СБ., Хатмуллин Н.Ф. Измерение двух физических величин одним тензорезистивным датчиком // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. - Т.1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С.35-40.

14. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Коловертнов Ю.Д. Анализ измерительных систем дистанционных монотермометров для исследования высокотемпературных скважин // Журнал «Нефть и газ», вып. №3, Уфа: УГНТУ, 1998. - С.80-82.

15. Коловертнов Г.Ю., Краснов АН., Хатмуллин Н.Ф. и др. Стационарная скважинная ИИС (СИИС) для измерения давления и температуры в скважинах // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. - Т. 1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С.96-104.

16. Коловертнов Г.Ю., Понамарев А.Н., Хатмуллин Н.Ф. и др. Исследование структур дистанционных ИИС для измерения давления и температиуры в скважине одним датчиком // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. — Т.1. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С. 105-116.

17. Хатмуллин Н.Ф., Коловертнов Г.Ю. Применение беспроводных каналов связи для построения единой информационной сети нефтегазодобывающего предприятия // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. — Т.1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998.-С. 140-142.

18. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 990487, РФ. Организация последовательного интерфейса для АЦП фирмы «Analog Devices» AD7714 с помощью микроконтроллера фирмы «Microchip Technology Inc.» PIC16C84 / М.Ф. Загитов, А.Н. Краснов, Г.Ю. Коловертнов и др. (РФ). - № 990284, Заявл. 16.04.99; Зарегистр. 09.07.99.

19. Ишинбаев НА, Коловертнов Г.Ю. ИИС для комплексного исследования скважин // Материалы XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления», - М.: МГИЭМ, 1999.-С. 137.

20. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Загитов М.Ф. и др. Устройство для дистанционного измерения давления и температуры одним тензорезистивным

датчиком // Материалы XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». — М.: МГИЭМ, 1999.-С.142-143.

21. Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н., Ишинбаев Н.А. и др. Использование интегральных тензорезистивных датчиков для измерения давления и температуры // Материалы XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 1999.-С. 137-138.

22. Краснов А.Н., Ишинбаев Н.А., Коловертнов Г.Ю. и др. Исследование измерительных каналов ИИС для работы с тензорезистивными датчиками // Материалы XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 1999. - С.140-141.

23. Патент № 2149993, РФ, 7 Е 21 В 47/06. Устройство для измерения давления и температуры в скважине / Г.Ю. Коловертнов, Н.А. Ишинбаев, М.Ф. За-гитов и др. (RU). -№ 98118802, Заявл. 14.10.98; Опуб. - Бюл. 27.05.2000, №15.

24. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №

2000610524, РФ. Сжатие данных, передаваемых от АЦП фирмы «Analog Devices» AD7714 в ПЗУ по шине I2C посредством контроллера фирмы «Microchip Technology Inc.» PIC16C84 с использованием алгоритма ступенчатой интерполяции / М.Ф. Загитов, Г.Ю. Коловертнов, Е.С. Дамрин др. (РФ). -№2000610384, Заявл. 24.04.2000; Зарегистр. 19.06.2000.

25. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №

2000610525, РФ. Сжатие данных, передаваемых от АЦП фирмы «Analog Devices» AD7714 в ПЗУ по шине I2C посредством контроллера фирмы «Microchip Technology Inc.» PIC16C84 с использованием алгоритма совмещенной ступенчатой интерполяции и экстраполяции / М.Ф. Загитов, Г.Ю. Коловертнов, Е.С. Дамрин др. (РФ). - № 2000610385, Заявл. 24.04.2000; Зарегистр. 19.06.2000.

26. Ишинбаев Н.А., Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н. и др. Многомерные измерения с применением неселективных датчиков // Материалы 7-й Всероссийской НТК «Состояние и проблемы измерений». - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - С.32.

27. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Инклинометрические датчики для автоматизации бурения скважин // Материалы XII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2000.

28. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Математические модели навигационных датчиков автоматизированных систем управления буровым инструментом // Труды Междунар. науч. конф. «Моделирование, вычисление, проектирование в условиях неопределенности - 2000». - Уфа, 2000. - С. 239-248.

29. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Навигационные устройства и инкли-нометрические датчики контроля пространственной ориентации бурового инструмента при бурении скважин // Материалы Международной НТК "Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации", Измерение-2000.-Пенза.-2000. С. 105-106.

30. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Скважинные инклинометрические датчики // Материалы НТК "Датчик - 2000", Тез. Докл.-Судак, 2000. С.98-99.

31. Коловертнов Г.Ю., Сапельников В.М. Воспроизведение смещаемых

во времени электрических сигналов и их метрологическое обеспечение // Материалы 7-й Всероссийской НТК «Состояние и проблемы измерений». - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - С.119-120.

32. Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н., Коловертнов Ю.Д. и др. Прямой доступ к serial eeprom через последовательный порт компьютера // Материалы XII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2000. - С.237.

33. Хакимов Р.А., Максутов А.Д., Коловетнов Г.Ю. и др. К вопросу построения функциональных цифро-аналоговых преобразователей // Материалы 3-й Международной конференции и выставки «Цифровая обработка сигналов и ее применение». - М.: ООО «Инсвязьиздат», 2000. - С.206-209.

34. Ханов Н.И., Фатхутдинов А.Ш., Коловертнов Г.Ю. и др. Измерения количества и качества нефти и нефтепродуктов при сборе, транспортировке, переработке и коммерческом учете. - СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 2000. - 270 с.

35. Патент № 2166084, РФ, 7 Е 21 В 47/022. Устройство для определения углов искривления скважины / Г.Ю. Коловертнов, Г.Н. Ковшов, С.Н. Федоров и др. (RU). -№ 2000118692, Заявл. 14.07.2000; Опуб. - Бюл. 27.04.2001, №12.

36. Загитов М.Ф., Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н. и др. Расчет параметров измерительных цепей ИИС с автономными источниками питания // Труды 56-й Научной сессии, посвыщенной Дню Радио. - М.: Радиотехника, 2001, С.27-28.

37. Загитов М.Ф., Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н. и др. Расчет параметров измерительных цепей ИИС // Материалы XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2001. - С.269-270.

38. Ишинбаев Н.А., Коловертнов Г.Ю., Загитов М.Ф. Развитие детерминированной теории многомерных измерений // Труды 56-й Научной сессии, по-свыщенной Дню Радио. - М.: Радиотехника, 2001, С. 10-36.

39. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Алгоритмический метод компенсации температурных погрешностей инклинометров // Материалы III Международного конгресса нефтегазопромышленников России "Проблемы нефти и га-за".-Уфа, 2001.

40. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Компенсация температурных погрешностей датчиков инклинометров // Материалы XIII НТК "Датчики и преобразователи информации контроля и управления".-М.:МГИЭМ,2001.-С.225-226.

41. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении.-Уфа: Изд-во УГНТУ,2001 .-228 с.

42. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Температурные погрешности датчиков инклинометров // Материалы XIII Научно-технической конференций «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2001. - С.225-226.

43. Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С., Федоров С.Н. и др. ИИС автономного технологического мониторинга // Материалы XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2001. - С.202-203.

44. Коловертнов Г.Ю., Ишинбаев Н.А., Краснов АН. и др. Измерительные системы с неселективными датчиками //, Материалы XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2001. - С38-40.

45. Коловертнов Г.Ю., Ковшов Г.Н. Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 228 с.

46. Коловертнов Г.Ю., Ковшов Г.Н. Феррозондовые преобразователи пространственной ориентации // Методы и средства измерений в системах контроля и управления: Сб. материалов: Пенза,2001. С.40-42.

47. Сапельников В.М., Максутов А.Д., Коловертнов Г.Ю. и др. Широкополосный цифроуправляемый калибратор фазы с каскадным включением ЦАП // Труды 56-й Научной сессии, посвыщенной Дню Радио. - М.: Радиотехника, 2001-С.34-36

48. Федоров С.Н., Коловертнов Г.Ю., Загитов М.Ф. и др. Обработка информации с помощью нейронных сетей // Материалы XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». - М.: МГИЭМ, 2001. - С.203-204.

49. Сапельников В.М., Хакимов РА, Коловертнов Г.Ю. Цифроаналого-вые преобразователи для воспроизведения тригонометрических функций // Измерительная техника. - 2001. №3. - С. 17-20.

50. Патент № 2184845, РФ, 7 Е 21 В 47/022. Устройство для определения углов искривления скважины и положения отклонителя при бурении / Г.Н. Ковшов, Г.Ю. Коловертнов, В.А. Бондарь и др. (Яи). - № 2001109367, Заявл. 06.04.2001; Опуб. - Бюл. 10.07.2002, №19.

51. Патент № 2180966, РФ, 7 в 01 Я 27/26, 27/02. Способ определения параметров двухполюсников / Л.В. Сарваров, Ю.Д. Коловретнов, Г.Ю. Коловертнов и др. (ЯИ). - № 2000112434, Заявл. 17.05.2000; Опуб. - Бюл. 27.03.2002, №9.

52. Миловзоров Г.В., Коловертнов Г.Ю. Современное состояние и основные тенденции развития отечественной инклинометрии // Вестник УдГУ, вып. № 8, Ижевск, изд-во УдГУ, 2002. С. 109-114.

53. Хакимов РА, Сапельников В.М., Коловертнов Г.Ю. и др. Функциональные цифроаналоговые преобразователи в приборостроении // Актуальные проблемы науки и образования: Тр. междунар. симпозиума, посвященного 60-летию ПТУ. - Пенза: Изд-во ПГУ, 2003. - С. 65-68.

54. Коловертнов Г.Ю., Лялин В.Е., Сенилов М.А. Построение модели разреза геологоразведочной скважины // Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. - 2004, №12 - С.42-49.

55. Коловертнов Г.Ю., Сенилов М.А. Применение составной сети РСА-Т8К для анализа результатов геофизического исследования скважин // Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. - 2004, №12-С.36-41.

Подписано к печати^.?, /Л 2004 г. Формагг 60x84/16 Бумага писчая. Уед О4^} 2,0 Тираж 100 экз Заказ № 3^Отпечатано в типографии-ИжГТУ, 426069, г. Ижевск, ул Студенческая, 7.

Введение.

1. Обзор и анализ работ в области инклинометрии и термоманомет-рии скважин.

1.1. Назначение и область применения инклинометрических устройств и систем при бурении скважин.

1.2. Обзор разработок в области создания инклинометрической аппаратуры

1.3. Классификация инклинометрических устройств и систем.

1.4. Концептуальные вопросы обеспечения повышенной точности инклинометрических систем.

1.5. Контроль технологических параметров разработки месторождений нефти и газа.

1.6. Задачи, решаемые с помощью ИИС для исследования скважин

1.7. Особенности работы и требования, предъявляемые к преобразовательным элементам и измерительным схемам, находящимся в глубинном приборе ИИС.

1.8. Анализ методов и измерительных средств для исследования скважин.

1.8.1. Способы проведения измерений и контроля скважин-ных параметров.

1.8.2. Измерительные устройства для исследования скважин с повышенной температурой и горячих скважин.

1.8.3. Методы преобразования сопротивления резистивного датчика и способы устранения влияния линии связи на точность дистанционных измерений.

1.9. Выводы, постановка цели и задач исследований.

2. Математические модели инклинометров с неподвижными

14 относительно корпуса первичными датчиками.

2.1. Требования к забойным приборам, налагаемые условия бурения

2.2. Определение параметров ориентации скважинных объектов при помощи векторных величин.

2.3. Системы координат, реагирующих на векторы любой физической природы.

2.4. Обобщенные математические модели инклинометра с тремя неподвижно закрепленными в скважинном снаряде первичными датчиками.

9 2.5. Учет в математической модели инклинометра неидентичности электрических параметров первичных датчиков.

2.6. Учет в математической модели инклинометров угловых перекосов первичных датчиков относительно системы координат, связанной с корпусом.

2.7. Разработка математической модели акселерометра инклиномет-рического устройства.

2.7.1. Принцип работы акселерометра.

2.7.2. Математические модели акселерометра.

• 2.7.3. Погрешности акселерометра от вибраций основания

2.8. Полученные результаты и выводы.

3. Алгоритмические методы коррекции погрешностей инклинометров

3.1. Применение практического гармонического анализа для экспериментального определения параметров и перекосов первичных датчиков инклинометров.

3.2. Технология определения параметров датчиков инклинометров с использованием рядов Фурье при испытаниях на инклиномет-рическом столе.

3.3. Упрощенный метод определения электрических параметров и перекосов первичных датчиков.

3.3.1. Определение параметров и перекосов акселерометров

3.3.2. Определение параметров и перекосов феррозондов.

3.4. Результаты испытаний методики коррекции инструментальных погрешностей инклинометров.

3.5. Компенсация температурных погрешностей инклинометров

3.6. Математические модели первичных датчиков инклинометра с учетом температуры.

3.7. Подбор параметров линейной аппроксимации.

3.8. Подбор параметров специальной линейной аппроксимации

3.9. Аппроксимация выходных сигналов датчиков линейной зависимости при дополнительных данных.

3.10. Аппроксимация линейными функциями выходных сигналов датчиков, представленных в безразмерном виде.

3.11. Методика экспериментальных исследований инклинометриче-ских систем с учетом погрешностей первичных датчиков.

3.11.1. Методы линеаризации статических характеристик

3.11.2. Идентификация знаков сигналов с феррозондов и акселерометров

3.11.3. Масштабирование сигналов и их приведение к динамическому диапазону.

3.11.4. Определение малых угловых параметров отклонения осей чувствительности акселерометров от осей базиса корпуса ИнС.

3.12. Полученные результаты и выводы.

Разработка и исследование структур ИИС для измерения температуры и давления одним датчиком.

4.1. Принцип многоканальности в ИИС.

4.2. Исследование математических моделей измерительных каналов ИИС.

4.3. Исследование структур дистанционных ИИС.

4.3.1. Разомкнутые структуры ИИС.

4.3.2. Замкнутые структуры ИИС.

4.4. Анализ погрешностей измерения давления и температуры в скважине.

4.4.1. Анализ погрешностей измерения давления и температуры в скважинах при наличии утечки между жилами кабеля.

4.4.2. Анализ погрешностей измерения давления и температуры, вызванные аналого-цифровым преобразованием и вычислительными операциями.

4.5. Полученные результаты и выводы.

Исследование первичных преобразователей давления и разработка методов коррекции их температурных погрешностей.

5.1. Одновременное измерение комплекса параметров одним тензо-резистивным датчиком.

5.2. Исследование характеристик полупроводниковых тензопреоб-разователей датчиков давления на основе структур КНС.

5.2.1. Влияние термических напряжений в тензорезисторах на аддитивную составляющую температурной погрешности тензопреобразователей датчиков давления

5.2.2. Температурная зависимость чувствительности тензопреобразователей датчиков давления.

5.2.3. Экспериментальные исследования метрологических характеристик тензопреобразователей датчиков давления.

5.2.4. Исследование прогрессирующей погрешности датчиков давления.

5.3. Методы снижения температурных погрешностей датчиков давления

5.3.1. Методы термокоррекции аддитивной составляющей температурной погрешности.

5.3.2. Методы термокоррекции мультипликативной составляющей температурной погрешности.

5.3.3. Методы термокоррекции аддитивной и мультипликативной составляющий температурной погрешности

5.3.4. Алгоритмический метод взаимной коррекции показаний тензомостового датчика давления и температуры структуры КНС.

5.3.5. Измерительная схема автономных манометров — термометров регистрирующего типа ПГА-01 и РТП

5.4. Полученные результаты и выводы.

Структурное построение, экспериментальные исследования и практическая реализация ИТМ-систем.

6.1. Структурное построение инклинометрической и термоманометрической системы ИТМС

6.2. Построение блока выделения полезного сигнала дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике

6.3. Назначение, эквивалентная и структурная схемы стационарного манотермометра СМТ-2.

6.4. Разработка автономных регистрирующих устройств для проведения исследований и контроля работы технологического оборудования газовых промыслов в условиях Крайнего Севера.

6.4.1. Регистратор технологических параметров РТП-3.

5.4.1.1. Принцип действия и особенности основных узлов РТП-ЗМ.

5.4.1.2. Функции, выполняемые РТП-ЗМ.

5.4.1.3. Режимы записи данных в БПС или передачи их в ПК.

5.4.1.4. Конструкция РТП-ЗМ.

5.4.1.5. Структура данных в БПС.

6.4.2. Скважинный манотермометр СМТ-3.

6.4.2.1. Принцип действия и особенности основных узлов СМТ-3.

6.4.3. Регистратор технологических параметров РТП-4.

6.4.3.1. Принцип действия и особенности основных узлов РТП-4.•.

6.4.4. Автономный скважинный манометр-термометр ПГА-01 316 6.4.4.1. Принцип действия и особенности основных узлов ПГА-01.

6.4.5. Описание программного интерфейса приборов РТП-4 и ПГА-01.

6.5. Полученные результаты и выводы.

Актуальность проблемы. Эффективность проводки наклонно направленных, горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов как по традиционным технологиям бурения, так и с использованием новых и развивающихся колтюбинговых технологий (coiled tubing) с режимами бурения на депрессии и равновесии (режим «андербаланса»), основанных на применении гибких труб, во многом определяется применением современных информационно-измерительных технологий по контролю за геофизическими и технологическими параметрами, к основным из которых относятся контроль комплекса угловых параметров пространственной ориентации траектории скважины и скважинных объектов, контроль гидродинамического давления внутри буровой колонны и в затрубье и др.

Создание и внедрение скважинных информационно-измерительных систем (ИИС), предназначенных для решения подобного рода задач, являются весьма актуальными, поскольку их практическое применение позволит не только оптимизировать технологические процессы бурения по заданной траектории с минимальными затратами временных и финансовых ресурсов, но и осуществлять вскрытие пластов в режимах отрицательного перепада давления в системе «скважина-пласт» (режим депрессии), когда для достижения высоких скоростей проходки требуется минимальная нагрузка на долото. Причем особое значение данные аспекты имеют при проводке скважин в породах со сложным геологическим строением, например, на месторождениях со слоистыми чередующимися пластами.

Точность проводки скважин при условии минимального негативного гидродинамического воздействия на продуктивные пласты безусловно сказывается как на эффективности и достоверности геологического анализа и прогноза, так и на эффективности разработки месторождения в целом.

Указанные задачи контроля геофизических и технологических параметров решаются сегодня с помощью скважинных забойных систем, к которым предъявляются жесткие требования с точки зрения обеспечения высоких метрологических характеристик и надежности функционирования в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов, в первую очередь - в условиях воздействия повышенных температур.

Задача контроля за пространственной ориентацией скважин и скважин-ных объектов решается с помощью техники и технологий инклинометрических измерений, а задача контроля за параметрами гидродинамических режимов - с помощью аппаратуры термоманометрирования. Следует отметить, что проблемы измерения параметров термогидродинамических процессов являются актуальными не только для бурения, но и не менее актуальны в контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Инклинометрия и термоманометрия как отрасли науки и как составляющие технологические части геофизических исследований скважин (ГИС) имеют свою историю и характеризуются довольно динамичным развитием. Известны и научные школы, и сложившиеся творческие коллективы разработчиков, которые создают и поставляют на отечественный рынок современную скважинную аппаратуру.

Анализ известных разработок и работ в рассматриваемой предметной области показывает, что в последние годы ведущими зарубежными фирмами и отечественными организациями предпринимаются значительные научные, технические и организационные усилия в следующих основных направлениях:

- разработка и создание комплексных информационно-измерительных забойных телесистем с кабельным, гидравлическим и электромагнитным каналами связи, обладающих улучшенными техническими и эксплуатационными показателями, и создание автоматизированных систем управления для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, а также для восстановления старого фонда путем «разбуривания» вертикального участка и применения горизонтальных технологий, включая методы колтюбингового бурения;

- развитие теории в приоритетных направлениях математического моделирования, синтеза и совершенствования комплексов программно - алгоритмического обеспечения обработки и интерпретации результатов скважинных измерений;

- дальнейшее развитие элементной и функциональной базы инклиномет-рических и термоманометрических скважинных систем;

-совершенствование методического и метрологического обеспечения выполнения экспериментальных исследований и испытаний, включая аттестацию и сертификацию скважинных ИИС.

Несмотря на существенные успехи, достигнутые в данных направлениях на сегодняшний день, создание автоматизированных систем управления техпроцессом бурения находится на стадиях исследований, доводки и совершенствования. Одним из сдерживающих факторов до недавнего времени являлось отсутствие инклинометрических преобразователей, обладающих малыми габаритами и обеспечивающих при этом повышенные точностные показатели в статическом и динамическом режимах измерений, а также в условиях воздействия повышенных температур. Известны многочисленные отечественные и зарубежные труды, посвященные теоретическим и практическим аспектам проблемы создания инклинометрических и термоманометрических систем. Фундаментальные основы в области автоматизации бурения и создания телесистем имеют работы Алиева Т.М., Гасанова И.З., Гафиятуллина Р.Х., Козловского Е.А., Литвинова С.Я., Мелик - Шахназарова, Молчанова A.A., Саркисова И.К., Тер -Хачатурова А. А., Чепелева В.Г., Кагарманова Н.Ф., Емельянова Д.В., Быстри-кова С.К., Пейсикова Ю.В. и др.

Наиболее перспективным направлением в области инклинометрии на сегодня признано создание инклинометрических систем с трехкомпонентными феррозондовыми и акселерометрическими датчиками. Опыт разработки и практического применения подобной аппаратуры ведущими зарубежными фирмами и отечественными организациями подтвердил эффективность такой компоновки, обеспечивающей высокую надежность, повышенные метрологические показатели и возможности создания скважинных приборов малого диаметра. Концептуальный базис в данном направлении составили работы Ковшова Г.Н., Пономарева В.Н., Миловзорова Г.В., Астраханцева Ю.Г., Иванова А.И., Сергеева А.Н., Рогатых Н.П., Лаврова Б.В., Исаченко В.Х., Салова Е.А. и др. Вопросы виброустойчивости, вибро- и ударопрочности инклинометрической аппаратуры исследованы в достаточно полном объеме. Большой объем исследований осуществлен и в области создания термоманометрических скважинных систем. Однако вопросы развития теоретической базы, математического моделирования, совершенствования программно-алгоритмического и методического обеспечения (в частности коррекции дополнительных температурных погрешностей) являются предметом проводимых интенсивных исследований на протяжении ряда лет среди специалистов и разработчиков скважинной аппаратуры. При решении данной проблемы достигнуты определенные положительные результаты, тем не менее, обобщенный концептуально и теоретически обоснованный подход к решению актуальной проблемы создания и систематизированного исследования инклинометрических и термоманометрических систем требует дальнейшего развития и совершенствования.

Объектом исследования являются: инклинометрия и термоманометрия (ТММ) скважин, технологические параметры разработки месторождений нефти и газа, информационно-измерительные системы для исследования скважин, способы проведения измерений и контроля скважинных параметров, измерительные устройства для исследования скважин с повышенной температурой и горячих скважин, методы преобразования сопротивления резистивного датчика и способы устранения влияния линии связи на точность дистанционных измерений.

Предметом исследования являются: математические модели инклинометров с неподвижными относительно корпуса первичными датчиками, разработка математической модели акселерометра инклинометрического устройства, алгоритмические методы коррекции погрешностей инклинометров, технология определения параметров датчиков инклинометров при стендовых испытаниях, компенсация температурных погрешностей инклинометров, разработка и исследование структур ИИС для измерения температуры и давления бифункциональным датчиком, исследование математических моделей измерительных каналов ИИС, анализ погрешностей измерения давления и температуры в скважине, исследование первичных преобразователей давления и разработка методов коррекции их температурных погрешностей, методы снижения температурных погрешностей датчиков давления, структурное построение, экспериментальные исследования и практическая реализация инклинометрических и термоманометрических скважинных систем (ИТМ-систем).

Цель работы состоит в получении научно-обоснованных технических и методических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в создание и развитие теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей инклинометрических и термоманометрических скважинных систем на основе построения математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки скважинной информации, создания и исследования структур скважинных термоманометрических ИИС и исследования первичных преобразователей давления с разработкой вычислительных средств коррекции их температурных погрешностей.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработка обобщенных математических моделей инклинометров с тремя неподвижно закрепленными в скважинном снаряде первичными преобразователями с учетом неидентичности электрических параметров первичных датчиков и угловых перекосов датчиков относительно системы координат, связанной с корпусом;

- определение математической модели, принципа действия и погрешностей от вибраций основания акселерометра;

- создание технологии определения параметров датчиков инклинометров при стендовых испытаниях, определение электрических параметров и угловых перекосов акселерометров и феррозондов, а также методики коррекции инструментальных погрешностей инклинометров;

- компенсация температурных погрешностей инклинометров путем идентификации математической модели первичных датчиков инклинометра с учетом температуры;

- осуществление линеаризации статических характеристик первичных преобразователей путем аппроксимации их выходных сигналов при различных режимах функционирования скважинного оборудования;

- отработка методики экспериментальных исследований и тестирования инклинометрических систем с учетом их индивидуальных характеристик и параметров первичных преобразователей;

- выбор и обоснование структуры ИИС, ее аппаратной части, обеспечивающей многоканальность и дистанционность измерения скважинных параметров пространственной ориентации, а также давления и температуры;

- исследование моделей измерительных каналов ТММ ИИС, анализ погрешностей измерения гидродинамического давления и температуры в скважинах при наличии утечки между жилами каротажного кабеля, а также погрешностей, обусловленных аналого-цифровым преобразованием и вычислительными операциями в ТММ ИИС;

- осуществление одновременного измерения комплекса физических параметров внутри пробуриваемой скважины посредством бифункционального тен-зорезистивного датчика;

- исследование характеристик полупроводниковых тензопреобразовате-лей, построенных на основе структур «кремний на сапфире» (КНС), для учета степени влияния термических напряжений на аддитивную составляющую температурной погрешности, определение зависимости чувствительности датчиков давления и их метрологических характеристик;

- выбор методов снижения температурных погрешностей датчиков давления для термокоррекции аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности;

- построение функциональной схемы блока выделения полезного сигнала с дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике на основе аппроксимации реализуемой функциональной зависимости в виде многочлена и его схемная реализация с помощью каскадно-включенных умножающих ЦАП;

- разработка автономных регистрирующих устройств для проведения исследований и контроля работы технологического оборудования газовых промыслов в условиях Крайнего Севера.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования.

Математические модели и алгоритмы, предложенные в работе, основаны на фундаментальных положениях системного и функционального анализа, методов линейной алгебры и аналитической геометрии. Обобщенные математические модели инклинометра построены с помощью основ теоретической и прикладной механики.

Температурная зависимость чувствительности тензопреобразователей датчиков давления исследована на основе решения уравнений математической физики, а также на фундаментальных основах теплофизики.

Создание аналоговых блоков преобразования низкочастотных измерительных сигналов осуществлено на базе теоретических основ электронно-полупроводниковой техники с применением схемотехнических методов слаботочной и импульсной электроники. При разработке методик преобразования сопротивления резистивного датчика и способов устранения влияния линии связи на точность дистанционных измерений использовалась теория электрических цепей, основы радиотехники.

На этапах линеаризации статических характеристик первичных преобразователей физических полей в электрический сигнал для практических расчетов при невозможности получения результата аналитическим путем применялись различные методы приближенных вычислений: численное интегрирование, аппроксимация функций, асимптотическое приближение, разложение в ряд Фурье.

В процессе проектировании функциональных ЦАП использовались метод аппроксимации функции путем ее разложения в ряд Тейлора, теории интерполяции, разложения функции по многочленам Чебышева. Для создания оригинальных схем цифроуправляемых корректоров фазы применялись способы функционального цифроаналогового преобразования: с использованием рези-сторных матриц, сопротивления резисторов в которых подобраны по специальным законам; с использованием логических элементов и цифровых устройств для декодирования-вычисления значений функции; с использованием ПЗУ, которое хранит значения воспроизводимой функции; с использованием множи-тельно-делительных свойств умножающих ЦАП и применением различного вида аппроксимаций.

При проектировании основных узлов аппаратной части ИИС применялись теоретические основы информатики, вычислительной техники, теории кодирования и численных методов обработки информации.

Практическая реализация метода алгоритмической коррекции погрешностей осуществлена путем математического моделирования, вычислительного эксперимента, создания алгоритмических средств и программного обеспечения для анализа и коррекции погрешностей измерительной информации. При разработке программного обеспечения и моделирования на ЭВМ использованы программные продукты «Turbo Pascal» и «Delphi».

Экспериментальные исследования базируются на использовании методов теории измерения электрических и механических величин в буровых скважинах с учетом общей теории погрешностей и метрологических характеристик средств измерений. Обработка полученных результатов проводилась с привлечением аппарата математической статистики, анализа случайных процессов и методов построения эмпирических формул.

Достоверность изложенных положений работы подтверждается результатами обеспечения серийных производств созданных приборов и систем, а также опубликованными отчетами о НИОКР, научными трудами, патентами РФ на изобретения и свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ. Достоверность и обоснованность полученных в работе научно-технических результатов и выводов подтверждена результатами системного анализа, математического моделирования и вычислительного эксперимента ИТМ-систем.

Математические модели функционирования ИТМ-систем построены на основе векторной алгебры, аналитической геометрии и уравнений математической физики. Точность работы устройств ИТМ-систем определена с позиций классической теории точности и оценена полученными оценками погрешностей функционирования элементов исследуемых систем, возникающих в результате воздействия физических полей, имеющих место в пробуриваемой скважине.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений физических, статических и динамических характеристик технологического процесса бурения скважин, большим объемом экспериментального материала, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов.

На защиту выносятся результаты исследования по созданию математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки скважинной информации, создания и исследования структур скважинных термоманометрических ИИС и исследования первичных преобразователей давления с разработкой вычислительных средств коррекции их температурных погрешностей, в том числе:

- учет в обобщенной математической модели с неподвижными датчиками их инструментальных погрешностей: неидентичности электрических параметров датчиков (феррозондов и акселерометров), а также их пространственные перекосы, описываемые посредством 24 неизвестных величин;

- построение корректирующей матрицы третьего порядка для каждого первичного преобразователя, позволяющей их учитывать для увеличения точности вычисления искомых параметров угловой ориентации скважины и бурового инструмента, для чего первоначально вычисляются магнитное наклонение, географическая и магнитная широта, модули векторов напряженности магнитного поля и угловой скорости вращения Земли;

- построение математической модели и исследование погрешности измерения от вибраций основания на основе анализа принципа работы акселерометра - первичного датчика инклинометрического устройства, и определение возможности создания вибропрочных и виброустойчивых инклинометров с учетом погрешностей акселерометра;

- способ вычисления элементов корректирующей матрицы, позволяющий резко сократить количество натурных испытаний, в основу которого положена установка инклинометра на поворотном столе в такие угловые положения, при которых исходные уравнения существенно упрощаются;

- алгоритмический способ учета погрешностей при измерении азимута, зенитного и визирного углов инклинометра с тремя феррозондами и акселерометрами от влияния температуры окружающей среды, основанный на предварительных температурных испытаниях, в ходе которых идентифицируется и регистрируется закон изменения температурного дрейфа каждого датчика (феррозонда и акселерометра), а затем при работе в скважине вычисляются азимут, зенитный и визирный углы с учетом величины дрейфа каждого датчика от температуры в скважине, измерение которой осуществляется дополнительным датчиком температуры;

- аналитические зависимости коэффициентов температурного дрейфа датчиков, описываемых линейной зависимостью, учет которой в исходных моделях позволяет снизить погрешности измерения вычисления углов пространственной ориентации в 5-10 раз по сравнению с аналогами;

- математические модели линий связи в различных режимах работы и измерительных каналов при измерении температуры и давления бифункциональным датчиком; обоснование всех вариантов возможных структур ИИС (21 структура) с использованием полумостового и мостового тензорезистивного датчика давления структуры КНС;

- обоснование возможности использования в стационарных ИИС для скважин с повышенными температурами тензорезистивных мостовых и полумостовых преобразователей на основе структур КНС для одновременного измерения двух параметров;

- принцип многоканальности, который позволяет решить с общих позиций такие задачи, как измеряемость базисных переменных и достижение инвариантности к влиянию неинформативных параметров канала измерения.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными комплексными исследованиями, направленными на создание научно-обоснованных технических и методических решений, способствующих созданию и развитию теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей инклинометрических и термоманометрических скважинных систем, в ходе которых:

- установлено, что измерение двух неколлинеарных векторов достаточно для определения ориентации подвижной системы координат относительно базовой (неподвижной), связанной с Землей. В основу построения инклинометрических датчиков положена информация о пространственном повороте бурового инструмента относительно двух любых неколлинеарных векторов, таких как вектор ускорения свободного падения, вектор напряженности магнитного поля Земли и вектор угловой скорости вращения Земли;

- внесен определенный вклад в развитие теории инклинометрических преобразователей, заключающийся в получении обобщенной математической модели в матрично-векторном виде гиромагнитного инклинометра с неподвижно закрепленными в скважинном снаряде магнитными, гироскопическими и гравитационными датчиками, которая позволяет получать математические модели только магнитного (феррозондового), только гироскопического или только гравитационного (для определения лишь положения отклонителя и зенитного угла наклона) инклинометров;

- предложен путь практического применения гармонического анализа в виде использования рядов Фурье для определения корректирующей матрицы, элементами которой являются электрические параметры и перекосы первичных преобразователей, полученные по результатам лабораторных и натуральных испытаний, что, в частности, позволяет с помощью инклинометра дополнительно вычислять величину магнитного наклонения и модуль вектора напряженности магнитного поля Земли;

- впервые предложены и обоснованы алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров по результатам их натурных температурных испытаний;

- разработаны математические модели первичных преобразователей, составляющих инклинометр, учитывающие их температурный дрейф, аппроксимированный функциями, линейными относительно температуры;

- предложены методики определения коэффициентов, описывающих законы температурного дрейфа датчиков на основе метода экспериментальных данных, которые базируются на использовании метода наименьших квадратов, обеспечивающих наименьшую среднеквадратическую погрешность; определено, что коэффициенты температурного дрейфа датчиков могут быть как положительными, так и отрицательными;

- доказана целесообразность применения принципа многоканальности для измерения нескольких физических величин при одновременном достижении инвариантности к влиянию неинформативных параметров; определены условия измеряемости давления и температуры бифункциональным датчиком, найдены условия инвариантности к влиянию параметров геофизического кабеля для дистанционных ИИС;

- исследованы физические зависимости и факторы, а также определены метрологические характеристики тензопреобразователей на основе структур КНС; установлено существенное влияние температуры на аддитивную составляющую погрешности и чувствительность тензопреобразователей давления;

- доказано, что использование алгоритмической (вычислительной) методики взаимной коррекции открывает новые перспективы повышения точности и позволяет корректировать погрешности тензопреобразователей либо в самой измерительной системе в процессе обработки информации, либо при вводе данных в ПЭВМ; предложенная методика использована при построении стационарных ИИС для контроля пластового давления и температуры в эксплуатационных скважинах и позволяет повысить точность измерения давления и температуры в тридцать и более раз;

- установлено, что нулевые значения выходных сигналов с акселерометров и феррозондов можно считать аддитивной составляющей погрешности от влияния температуры, а максимальные значения выходных сигналов - мультипликативной составляющей (изменение тангенса угла наклона статической характеристики датчика от температуры); на основе экспериментальных исследований определено, что для большинства датчиков аддитивная составляющая погрешности на порядок превышает мультипликативную составляющую, поэтому для некоторых инклинометров можно учитывать лишь аддитивную составляющую температурной погрешности;

- исследованы математические модели измерительных каналов ИИС; для разработки структур ИИС построена модель, представляющая собой дробно-линейное уравнение, преимуществом которой является общность, поскольку она справедлива для любых линейных измерительных преобразователей, различных по принципу действия; доказано, что полученные дробно-линейные модели справедливы также для цепей с распределенными параметрами, если процессы в этой цепи являются установившимися;

- предложен способ измерения давления и температуры бифункциональным датчиком, при котором осуществляется подача тока на диагональ питания тензомоста и измерение напряжений, по которым определяют значение измеряемых параметров - напряжения на выводах источника тока: между одним питающим тензомост проводом и потенциальным, и между другим питающим тензомост проводом и потенциальным, - после чего определяют значения давления и температуры;

- предложен комплекс методик, позволяющий на порядок снизить ошибки измерения углов пространственной ориентации скважины и бурового инструмента;

- разработаны стационарные ИИС для гидро- и термодинамических исследований как холодных скважин, так и скважин с повышенными температурами, а также предложены методики повышения точности измерительной аппаратуры для геофизических исследований горячих и сверхгорячих скважин; ИИС систематизированы по типу используемой линии связи, по методу измерения и передачи информации, а также по методу повышения точности измерения;

- показано, что перспективными являются ИИС, построенные на основе методов с многоканальной формой инвариантности результата измерения к влияющим физическим величинам, благодаря достижению высокой точности измерения, комплексированию параметров при максимальном упрощении измерительной схемы глубинных приборов, что обеспечивает высокую надежность работы в условиях повышенных температур;

- для практической реализации схем вторичного преобразования информационных сигналов с дифференциальных зондов и устранения трудностей, связанных с неидентичностью полуэлементов феррозондов, построен блок выделения полезного сигнала дифференциального феррозонда с выходом на второй гармонике; для этого впервые был применен новый способ создания функциональных ЦАП, основанный на аппроксимации реализуемых функциональных зависимостей многочленом и найдена схемная реализация этого способа с помощью каскадно-включенных умножающих ЦАП; с помощью такого схемного решения в сочетании с оптимальным методом аппроксимации реализован широкий класс функций.

Практическая ценность работы. В процессе бурения скважин обеспечена возможность нахождения первичных преобразователей и ИИС в составе бурового инструмента, и оперативно, в реальном масштабе времени, выдавать требуемую информацию о пространственном положении бурового инструмента и отклонителя для немедленного вмешательства, если траектория скважины отличается от проектной.

Предложена методика экспериментальных исследований инклинометриче-ских систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселеромет-рических датчиках, к основным этапам которой относятся: анализ статических характеристик на линейность с последующей при необходимости операцией линеаризации, идентификация знаков информационных сигналов, их масштабирование с выполнением операции приведения к динамическому диапазону и определение углов отклонения осей чувствительности акселерометров и феррозондов от соответствующих осей базиса корпуса инклинометрических систем.

Предложено три способа дистанционного измерения давления и температуры бифункциональным датчиком полумостового и мостового типа. Проанализированы наиболее целесообразные варианты технической реализации этих способов с использованием двух-, трех- и четырехпроводной линии связи.

Выявлены основные источники погрешностей предложенных способов измерений. Проанализированы методические погрешности. Определено, что на величину погрешности ИИС в значительной степени влияет точность и стабильность используемых полупроводниковых тензорезистивных датчиков давления структуры КНС. На основе предложенных структур созданы ИИС с основной погрешностью не более 0,3 - 0,5%.

Проведены исследования стабильности тензопреобразователей на основе структур КНС с целью определения возможности использования их в ИИС. Показано, что характеристики тензопреобразователей, предварительно прошедших технологическую приработку (термоциклирование и воздействие знакопеременной нагрузкой), хотя и изменяются во времени (в течение года), но укладываются в пределы основной погрешности полупроводниковых датчиков давления.

Рассмотрены методы снижения температурных погрешностей тензопреобразователей, а именно: компенсации аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности. Показано, что для пассивных и активных, а также универсальных схем термокоррекции характерна громоздкость и сложность подбора корректирующих цепей. Они корректируют в большинстве своем только линейную составляющую температурной погрешности.

Установлено, что на вибрирующем основании осевой акселерометр не только выдает отклонения, функционально связанные с искомыми зенитным и визирным углами, но имеет и переменную погрешность. Снизить переменную ошибку можно уменьшением коэффициента динамичности и выбором частоты собственных колебаний осевого акселерометра, которая должна быть значительно ниже частоты вибраций, или применением низкочастотных фильтров, выделяющих из информационного сигнала лишь постоянную компоненту, соответствующую полезному сигналу и устраняющую периодическую составляющую. Переменная составляющая погрешности устраняется фильтрацией информационного сигнала низкочастотными фильтрами с частотой, не превышающей 0,5ч-1 Гц.

В результате комплексных методических решений достигнута возможность путем расчетов снизить температурные погрешности. Это стало возможным в результат того, что в скважинной части инклинометрической телесистемы располагается дополнительно датчик температуры, а температурный дрейф первичных датчиков предварительно измеряется и вносится в память ПЭВМ, обслуживающей инклинометр. Учет величины дрейфа показаний датчиков при известной температуре позволяет вычислить температурную ошибку и откорректировать показания инклинометра.

Методика экспериментальных исследований инклинометрических систем с учетом погрешностей первичных преобразователей включает в себя несколько этапов, на каждом из которых устанавливается некоторое соответствие реально измеренных сигналов с феррозондов и акселерометров их теоретическим значениям, получаемых, согласно базовым и обобщенным математическим моделям, в фиксированных точках пространственной ориентации. Предложена методика экспериментальных исследований инклинометрических систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселерометрических датчиках.

Реализация и внедрение работы. Разработанные ИИС для измерения давления и температуры бифункциональным резистивным датчиком давления структуры КНС внедрены в ОАО «Татнефть», ООО «Уренгойгазпром», ОАО «Ямбурггаздобыча», ПФ «Севергазгеофизика» и Управлении «Ижгеофизсер-вис» ОАО «Татнефтегеофизика».

Результаты научных исследований используются в учебном процессе в Уфимском государственном нефтяном техническом университете посредством изданных учебного пособия «Методы и средства измерений» (1996г.) и монографии «Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении» (2001г.).

За цикл работ «Разработка и промышленное внедрение информационно-измерительных систем нового поколения для исследования скважин и контроля газогидродинамических параметров продуктивных пластов нефтегазовых месторождений» автор диссертации в 1999 году в составе авторского коллектива был удостоен премии ОАО «Газпром».

Созданные автором работы математические модели инклинометров, линий связи в различных режимах работы, а также телеметрических каналов при измерении температуры и давления бифункциональным датчиком, алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров и другие научно-обоснованные технические и методические решения, направленные на создание и развитие теории, программно-аппаратных средств, целесообразно применять в нефтяных компаниях, занимающихся бурением наклонных и горизонтальных скважин и разработкой нефтяных и газовых месторождений.

Апробация работы. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы обсуждались на: 45-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1994); 9-й Научно-технической конференции ГП «Уренгойгазпром» «Проблемы эффективности производства на северных нефтегазодобывающих предприятиях» (Новый Уренгой, 1994); 46-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1995); Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России» (Уфа, УГНТУ, 1995); Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. РАО «Газпром» и ГАНГ им. Губкина (Москва, 1995); 47-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1996); Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России. «Новые технологии в газовой промышленности» РАО «Газпром» и ГАНГ им. Губкина (Москва, 1996); 48-й Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (Уфа, 1997); Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию УГНТУ «Проблемы нефтегазового комплекса России» (Уфа, 1998); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем» (Пенза, 1998); Международном научно-техническом семинаре «Проблемы нефтегазовой отрасли» (Уфа, 1998); XI Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 1999); XII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Гурзуф, 2000); 7-ой Всероссийской научно-технической конференции «Состояние и проблемы измерений» (Москва,

2000); Международной научно-технической конференции «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации», посвященной 50-летию кафедры «Информационно-измерительная техника» Пензенского государственного университета (Пенза, 2000); Научно-технической конференции с международным участием «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2000); 3-й Международной конференции и выставке «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (Москва, 2000); XIII Научно-технической конференции «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Москва, 2001); XV научно-технической конференции с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления» (Москва, 2003); Международной конференции: International Conference «Vibroengi-neering» (Каунас, Литва, 2001, 2004).

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертации опубликованы в 79 научных работах, в том числе: 1 монография (228 е.); 2 учебных пособия (105 с. и 160 е.); 8 патентов РФ; 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. Автор имеет более 14 публикаций в изданиях, выпускаемых в РФ и рекомендуемых ВАКом для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

Структура диссертационной работы определяется общими замыслом и логикой проведения исследований.

Диссертация содержит введение, 6 глав и заключение, изложенные на 372 с. машинописного текста. В работу включены 89 рис., 22 табл., список литературы из 392 наименований и приложение, в котором представлены акты об использовании результатов работы.

Выход

С использованием в качестве корректирующей цепи термозависимой ОС [378].

Термокоррекция чувствительности осуществляется в широком температурном диапазоне.

Терморезистор Ят для увеличения коэффициента усиления усилителя с возрастанием температуры должен иметь ТКС меньше нуля. Если ТКС Ят больше нуля, его необходимо включать в цепь ОС усилителя. Трудность расчета схемы для температурной коррекции чувствительности.

К)

1-Л

Температура материала мембраны измеряется с помощью терморезистора Ят. ИП питается током / от УИТ, величина которого зависит от Ят: АЯТ

Iм ~~ 1оКт

Яг /0(1 + а,ДГ), где К - коэффициент пропорциональности; а, - температурный коэффициент тока. При равенстве а, и ат температурная погрешность чувствительности компенсируется. Изменяя а,, можно добиться исчезновения мультипликативной составляющей температурной погрешности (в линейном приближении)^

Коррекция осуществляется не полностью при наличии нелинейной зависимости: аи= /(/).

Относительно низкая точность из-за того, что терморезистор точно не воспроизводит температуру материала мембраны. ю -и

Пассивные и активные схемы термокоррекции мультипликативной составляющей п/п Схемы термокоррекции одновременно аддитивной и мультипликативной составляющих температурной погрешности ИП Характеристики метода коррекции

Достоинства Недостатки

1 2 3 4

Пассивные схемы

Мостовая схема ИП с цепями термокоррекции и градуировки [379].

Цепь сторов г0, гх внешних терморези-г2 служит для подстройки и термокомпенсации начального выходного сигнала датчика, а г = гг + г4 - для термокомпенсации чувствительности. Подстройка диапазона выходного сигнала осуществляется совместным подбором резисторов Л, и гг Схема, хотя и универсальна, но чрезвычайно проста. Нет вмешательства в замкнутую мостовую цепь.

Значительный ток питания (3±0,001)МА. Погрешность от воздействия температуры в диапазоне -60°С - +150°С составляет ±3%.

2.

Активные схемы

С использованием в качестве корректирующей цепи термостатирования [380].

Устройство служит для поддержания постоянной температуры подложки с помощью термоэлемента

Большой ток, потребляемый датчиками. Взрыво- и пожароопасен. ы

-Л С*

1 2 3 4

Выход НЭ ТЭ ТЭ, регулятора мощности Р, подводимой к нагревательному элементу ТЭ (например, к биполярному транзистору, выполняющему роль ТЭ и НЭ. При этом подложка нагревается до 150°С). Дрейф в диапазоне температур -40°С . +75°С составляет 0,2% / 10°С.

I >

3. ИП —► АЦП —► МК —► УИ Коррекция температурной погрешности ИП в процессе обработки информации; решение и других задач повышения точности. Общая температурная погрешность в диапазоне измерений (от -40°С до 80°С) составляет 0,36% [381], что объясняется использованием полиномов второго порядка.

Схема термокоррекции с помощью микроконтроллера МК и цифровой обработки результатов [381]. ю 0\ влияние изменения давления на значение /?м составляет 0,5 - 3,0% и более, что снижает результирующую точность измерений.

Все приведенные методы этот факт не исследуют и не учитывают, а это важно, особенно при использовании тензопреобразователей структуры КНС одновременно и в качестве датчиков температуры (выходное сопротивление моста Ям зависит от температуры в гораздо большей степени, чем от давления (см. выражение (5.17)). Поэтому при измерении давления и температуры рассмотренные схемы коррекции либо не дают требуемой точности (универсальные пассивные схемы), либо ведут к усложнению глубинной части ИИС (активные схемы с микропроцессором), что также не желательно.

В этой связи необходимо предложить для стационарных ИИС, предназначенных для исследования в работающих скважинах, а также в наблюдательных и пьезометрических скважинах с повышенной температурой, новые методы коррекции, которые, с одной стороны, для повышения надежности не усложняли бы ГП ИИС и были бы максимально упрощены, а с другой отвечали бы требованиям заказчика по метрологическим характеристикам.

5.3.4. Алгоритмический метод взаимной коррекции показаний тензомостового датчика давления и температуры структуры КНС

Все ранее рассмотренные схемы коррекции призваны привести характеристику датчика к линейной модели, при которой выходной сигнал преобразователя давления представляет собой линейную зависимость от величины измеряемого давления. Эта модель наиболее просто реализуется в аналоговых измерительных преобразователях, поскольку при ее использовании не требуется производить сложных вычислений.

Вышеописанные схемы коррекции сложны, громоздки и требуют индивидуальной настройки каждого прибора путем подбора корректирующих элементов.

Данные методы температурной коррекции широко применялись до появления компактных надежных интегральных микропроцессоров, АЦП и т.д., появление которых позволило упростить измерительную схему прибора за счет того, что вычислительные возможности процессоров позволяют обрабатывать любые виды зависимостей выходного сигнала ИП (преобразованного в код) от величины измеряемого сигнала (давления). Данные зависимости получается в процессе градуировки приборов, при которой снимаются значения кодов соответствующих значениям давления, задаваемым образцовым прессом и при температурах задаваемых образцовым термостатом. После обработки экспериментальных данных, получается аналитическая зависимость измеряемого давления с кодами давления и температуры, представляющая собой поверхность, вид которой зависит исключительно от свойств самого преобразователя давления. При таком подходе, естественно, перестают играть какую-либо роль нелинейность и начальное смещение нуля характеристик датчиков, поскольку они учитываются и устраняются в процессе обработки, после которого микропроцессор выдает скорректированное значение измеряемого давления либо в виде цифрового значения, либо, что часто используется, скорректированное цифровое значение давление может быть обратно преобразовано в аналоговый сигнал (токовый или напряжение) посредством линейного или функционального ЦАП.

При этом в большинстве случаев разработчики манометрических преобразователей для температурной коррекции показаний датчика давления используют показания независимого датчика температуры (например, термометр-сопротивление), установленного на корпусе датчика, при этом в диапазоне рабочих температур манометра показания этого датчика можно представить в виде линейной, или кусочно-линейной зависимости. Это делается для того, чтобы в некоторой степени упростить вычисления, но при современном уровне быстродействия микропроцессорной техники - не имеет большого значения. Кроме того, у такой методики есть два недостатка, особенно критичных применительно к скважным термоманометрическим системам:

1) для измерения температуры требуется дополнительный вход АЦП, что особенно плохо для глубинных скважинных приборов в которых размер печатной платы ограничен размерами корпуса прибора (типично 28-32 мм);

2) кроме того, в случаях, когда датчик температуры не расположен на самой пластине ИП (что сильно технологически усложняет и удорожает сам датчик) существует значительный температурный градиент между температурой пластины ИП и температурой, в которой находится термодатчик (коррекции), что может сильно сказаться на точности коррекции показаний давления.

Наличие температурного градиента обусловлено массивностью металлического корпуса прибора, при этом пластина датчика, соприкасающаяся со средой, в которой измеряется давление, имеет одну температуру, а термодатчик, служащий для коррекции, - другую, что в условиях быстро меняющейся температуры окружающей среды дает большую погрешность.

Предложен и реализован в приборах СМТ-2, СМТ-3, ПГА-01 и РТП-4 алгоритмический метод коррекции показаний датчика давления, основанный на том, что путем различных схем включения мостового датчика давления структуры КНС в одном измерительном преобразователе получаем две линейно независимые функции выходных сигналов от давления и температуры, одна из которых наиболее чувствительна к параметру давления, а другая - к параметру температуры. В процессе измерения в первом такте датчик включается по одной схеме, и мы получаем код давления, а во втором - по другой, при этом мы получаем код температуры. Градуировочная характеристика датчика представляет собой однозначную аналитическую зависимость между измеренными кодами давления и температуры и величиной измеряемого давления.

Естественно, также существует зависимость между этими кодами и температурой среды, что позволяет использовать мостовой датчик (КНС) в качестве датчика температуры, что и было реализовано в приборах СМТ-2 и СМТ-3.

Данные зависимости нелинейные, хотя в большинстве случаев близки к плоскости, но при использовании «плоской» модели погрешности могут составлять единицы и даже десятки процентов, поэтому подбор для каждого прибора оптимального вида аппроксимирующей функции с наименьшей погрешностью описывающей данные поверхности - важная задача. В настоящее время с появлением специальных математических пакетов, например ВАТАГ1Т и МАТЬАВ, задача выбора аппроксимирующих функций для полученных в процессе градуировки значений значительно упростилась. При этом основной проблемой остался выбор из ряда предложенных функций не только наиболее точной, но и наиболее быстрой в плане вычислений.

Рассмотрим алгоритмический метод взаимной коррекции на примере ТМС систем СМТ-3.

В результате процесса градуировки приборов СМТ-3 и обработки гра-дуировочных данных получаем таблицы исходных данных по давлению (табл.5.5) и по температуре (табл.5.6), где XI - код коррекции давления по температуре, Х2 - код давления. В табл.5.5 У - эталонное давление, создаваемое гидравлическим прессом, а в табл.5.6 У - температура, установленная с помощью термостата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В работе получены научно-обоснованные технические и методические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в создание и развитие теории, программно-аппаратных средств и методики алгоритмической коррекции погрешностей иклинометриче-ских и термоманометрических скважинных систем на основе построения математических моделей инклинометрических систем с неподвижными преобразователями векторных величин, системного анализа и компьютерной обработки сква-жинной информации, создания и исследования структур скважинных термоманометрических ИИС и исследования первичных преобразователей давления с разработкой вычислительных средств коррекции их температурных погрешностей.

2. Установлено, что измерение двух неколлинеарных векторов достаточно для определения ориентации подвижной системы координат относительно базовой (неподвижной), связанной с Землей. В основу построения инклинометрических датчиков положена информация о пространственном повороте бурового инструмента относительно двух любых неколлинеарных векторов, таких как вектор ускорения свободного падения, вектор напряженности магнитного поля Земли и вектор угловой скорости вращения Земли.

3. Внесен определенный вклад в развитие теории инклинометрических преобразователей, заключающийся в получении обобщенной математической модели в матрично-векторном виде гиромагнитного инклинометра с неподвижно закрепленными в скважинном снаряде магнитными, гироскопическими и гравитационными датчиками, которая позволяет получать математические модели только магнитного (феррозондового), только гироскопического или только гравитационного (для определения лишь положения отклонителя и зенитного угла наклона) инклинометров.

4. Предложена методика экспериментальных исследований инклинометрических систем, основанных на трехкомпонентных феррозондовых и акселе-рометрических датчиках, к основным этапам которой относятся анализ статических характеристик на линейность с последующей при необходимости операцией линеаризации.

5. Предложен путь практического применения гармонического анализа в виде использования рядов Фурье для определения корректирующей матрицы, элементами которой являются электрические параметры и перекосы первичных преобразователей, полученные по результатам лабораторных и натуральных испытаний, что, в частности, позволяет с помощью инклинометра дополнительно вычислять величину магнитного наклонения и модуль вектора напряженности магнитного поля Земли.

6. Впервые предложены и обоснованы алгоритмические методики снижения температурных погрешностей датчиков в составе инклинометров по результатам их натурных температурных испытаний. Разработаны математические модели первичных преобразователей, составляющих инклинометр, учитывающие их температурный дрейф, аппроксимированный функциями, линейными относительно температуры.

7. В результате комплексных методических решений достигнута возможность путем расчетов снизить температурные погрешности. Это стало возможным в результат того, что в скважинной части инклинометрической телесистемы располагается дополнительно датчик температуры, а температурный дрейф первичных датчиков предварительно измеряется и вносится в память ПЭВМ, обслуживающей инклинометр. Учет величины дрейфа показаний датчиков при известной температуре позволяет вычислить температурную ошибку и откорректировать показания инклинометра.

8. Предложены методики определения коэффициентов, описывающих законы температурного дрейфа датчиков на основе использования экспериментальных данных, которые базируются на использовании метода наименьших квадратов, обеспечивающих наименьшую среднеквадратическую погрешность. Установлены аналитические зависимости коэффициентов температурного дрейфа датчиков, описываемых линейной зависимостью, учет которой в исходных моделях позволяет снизить погрешности измерения вычисления углов пространственной ориентации в 5-10 раз по сравнению с аналогами. Определено, что коэффициенты температурного дрейфа датчиков могут быть как положительными, так и отрицательными.

9. Доказана целесообразность применения принципа многоканальности для измерения нескольких физических величин при одновременном достижении инвариантности к влиянию неинформативных параметров; определены условия измеряемости давления и температуры бифункциональным датчиком, найдены условия инвариантности к влиянию параметров геофизического кабеля для дистанционных ИИС.

10. Исследованы физические зависимости и факторы, а также определены метрологические характеристики тензопреобразователей на основе структур КНС; установлено существенное влияние температуры на аддитивную составляющую погрешности и чувствительность тензопреобразователей давления.

11. Проведены исследования стабильности тензопреобразователей на основе структур КНС с целью определения возможности использования их в ИИС. Показано, что характеристики тензопреобразователей, предварительно прошедших технологическую приработку (термоциклирование и воздействие знакопеременной нагрузкой), хотя и изменяются во времени (в течение года), но укладываются в пределы основной погрешности полупроводниковых датчиков давления.

12. Доказано, что использование алгоритмической (вычислительной) методики взаимной коррекции открывает новые перспективы повышения точности и позволяет корректировать погрешности тензопреобразователей либо в самой измерительной системе в процессе обработки информации, либо при вводе данных в ПЭВМ; предложенная методика использована при построении стационарных ИИС для контроля пластового давления и температуры в эксплуатационных скважинах и позволяет повысить точность измерения давления и температуры в тридцать и более раз.

13. Установлено, что нулевые значения выходных сигналов с акселерометров и феррозондов можно считать аддитивной составляющей погрешности от влияния температуры, а максимальные значения выходных сигналов - мультипликативной составляющей (изменение тангенса угла наклона статической характеристики датчика от температуры); на основе экспериментальных исследований определено, что для большинства датчиков аддитивная составляющая погрешности на порядок превышает мультипликативную составляющую, поэтому для некоторых инклинометров можно учитывать лишь аддитивную составляющую температурной погрешности.

14. Установлено, что на вибрирующем основании осевой акселерометр не только выдает отклонения, функционально связанные с искомыми зенитным и визирным углом, но имеет и переменную погрешность. Снизить переменную ошибку можно уменьшением коэффициента динамичности и выбором частоты собственных колебаний осевого акселерометра, которая должна быть значительно ниже частоты вибраций, или применением низкочастотных фильтров, выделяющих из информационного сигнала лишь постоянную компоненту, соответствующую полезному сигналу и устраняющую периодическую составляющую.

15. Исследованы математические модели измерительных каналов ИИС; для разработки структур ИИС построена модель, представляющая собой дробно-линейное уравнение, преимуществом которой является общность, поскольку она справедлива для любых линейных измерительных преобразователей, различных по принципу действия; доказано, что полученные дробно-линейные модели справедливы также для цепей с распределенными параметрами, если процессы в этой цепи являются установившимися.

16. Предложено три способа дистанционного измерения давления и температуры бифункциональным датчиком полумостового и мостового типа. Проанализированы наиболее целесообразные варианты технической реализации этих способов с использованием двух-, трех- и четырехпроводной линии связи.

Выявлены основные источники погрешностей предложенных способов измерений. Проанализированы методические погрешности.

17. азработаны стационарные ИИС для гидро- и термодинамических исследований как холодных скважин, так и скважин с повышенными температурами, а также предложены методики повышения точности измерительной аппаратуры для геофизических исследований горячих и сверхгорячих скважин; ИИС систематизированы по типу используемой линии связи, по методу измерения и передачи информации, а также по методу повышения точности измерения.

18. Показано, что перспективными являются ИИС, построенные на основе методов с многоканальной формой инвариантности результата измерения к влияющим физическим величинам, благодаря достижению высокой точности измерения, комплексированию параметров при максимальном упрощении измерительной схемы глубинных приборов, что обеспечивает высокую надежность работы в условиях повышенных температур.

1. А. с. 215158 СССР, МКИ 3 Е 21 В 47 02. Автономный прибор для промыслово-геофизического исследования скважин / И. К. Саркисов, С. Г. Комаров." № 1134173 /25-25; Заявлено 1.11.67; Опубл.ОЗ.04.68, БИ№ 13.

2. А. с. 1002547 СССР, МКИ 3 Е 21 В 47 / 02. Преобразователь азимута инклинометра / Г. Н. Ковшов, Н. П. Рогатых.-№ 3248290 / 22-03; Заявлено 16. 02. 81; Опубл. 07. 03. 83, БИ № 9.

3. А. с. 1008432 8и, МКИ 3 Е 21 В 47 / 022. Феррозондовый преобразователь азимута / Г. Н. Ковшов, Н. П. Рогатых.-№ 3299785 / 22-03; Заявлено 11. 06. 81; Опубл. 30. 03. 83, БИ № 12.

4. А. с. 1025877 811, МКИ 3 Е 21 В 47 / 02. Феррозондовый датчик азимута / Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров, А. Н. Сергеев, И. Н. Батурин.-№ 3399432 / 22-03; Заявлено 25.02.82; Опубл. 30.06.83, БИ № 24.

5. А. с. 1063990 811, МКИ 3 Е 21 В 47 / 02. Емкостной датчик зенитного угла / О. В. Фомин, А. В. Чепурных, В. В. Квитковский.-№ 3506396 / 22-03; Заявлено 27. 10. 82; Опубл. 30. 12. 83, БИ № 48.

6. А. с. 1125364 8и, МКИ 3 Е 21 В 47 / 02. Преобразователь наклона скважины и поворота скважинного снаряда / Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров, Р. А. Султанаев.-№ 3556278 / 22-03; Заявлено 24.02.83; Опубл. 23.11.84, БИ № 43.

7. А. с. 1146425 8и, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Автономный инклинометр /

8. Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров, Р. А. Султанаев.-№ 3652999 / 22-03; Заявлено 12. 10. 83; Опубл. 23.03. 85, БИ №11.

9. А. с. 1148986 8и, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения / Г. Н. Ковшов, Р. И. Алимбеков и др.-№ 3577279 / 22-03; Заявлено 11. 04. 83; Опубл. 07. 04. 85, БИ № 13.

10. А. с. 1148987 8и, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Автономный инклинометр / В. С. Басович, Д. М. Губерман, В. Ю. Левитин-№ 3609128 / 22-03; Заявлено 12. 04. 83; Опубл. 07. 04. 85, БИ № 13.

11. А. с. 1160018 Би, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Автономная система для измерения параметров траектории скважин / Г. Н. Ковшов, Р. И. Алимбеков и др.-№ 3629762 / 22-03; Заявлено 05. 08. 83; Опубл. 07. 06. 85, БИ № 21.

12. А. с. 1191567 8и, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Турбогенераторный агрегат для автономных скважинных приборов / А. X. Сираев, Р. К. Валеев, Г. Ф. Кузнецов.^ 3677783 / 22-03; Заявлено 22. 12. 83; Опубл. 15. 11. 85, БИ № 42.

13. А. с. 1210511 Би, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Преобразователь зенитного и визирного углов / Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров, Р. А. Султанаев. -№ 3762201 / 22-03; Заявлено 29. 06. 84; ДСП, 1986.

14. А. с. 1213180 Би, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Глубинное устройство для измерения параметров траектории скважины / А. М. Мелик-Шахназаров, В. Г. Фролов, А. Н. Рыбаков, М. В. Алюков.-№ 3781453 / 22-03; Заявлено 16. 08. 84; Опубл. 23.02. 86, БИ № 7.

15. А. с. 1298363 8и, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Преобразователь зенитных и визирных углов / Г. Н.Ковшов, Г. В. Миловзоров, Р. А. Султанаев, Г. В. Ко-ган-№ 3911234 / 22-03; Заявлено 04. 04. 85; Опубл. 23.03. 87, БИ № 11.

16. А. с. 1312161 ви, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Инклинометр непрерывного действия / Г. В. Миловзоров, Р. А. Султанаев, Г. В. Коган, А. Н. Сергеев.-№ 3983702 / 22-03; Заявлено 04.12.85; Опубл. 23.05.87, БИ № 19.

17. А. с. 2072039 1Ш, МПК 6 Е 21 В 47 / 02. Забойный генератор импульсов давления / Ю. Р. Иоанесян, Б. В. Кузин, А. В.Благовещенский. -№ 93032242 / 03; Заявлено 21. 06. 93; Опубл. 20. 01. 97, БИ № 2.

18. A.c. 315961 (СССР). Устройство для дистанционного измерения температуры. Карабанов Д.Н. и др. Опубл. в Б.И. 1971, № 29. MKHG01 К 7/38.

19. A.c. 447643 (СССР). Устройство для дистанционного измерения сопротивления. А.И. Беспалов, A.A. Кольцов, B.C. Жевак: Опубл. в Б.И., 1975, № 39, МКИ G 01 R 27/00.

20. A.c. 463931 (СССР). Устройство для измерения сопротивления рези-стивного датчика. B.C. Гутников, В.В. Лопатин. Б.И., 1975, № 10, MKMG01R 27/00.

21. A.c. 533838 (СССР). Автокомпенсационное устройство для измерения температуры. Ю.Д. Коловертнов, Г.Х. Кутлуяров. Б.Т., 1976, № 40. МКИ 01К7/16.

22. A.c. 606115 (СССР). Многоканальное устройство для измерения температуры. Ю.Д. Коловертнов, Г.Х. Кутлуяров; опубл. в Б.И., 1978, № 17, MKHG01 К 7/16.

23. A.c. 640143 (СССР). Устройство для дистанционного измерения температуры. Коловертнов Ю.Д., Кутлуяров Г.Х.; Опубл. в Б.И., 1979, № 9, MKHG 01 К 7/16.

24. A.c. 974280 (СССР). Дистанционный преобразователь приращения активного сопротивления в отношение токов. Ю.Д. Коловертнов, В.И.Ширяев; опубл. в Б.И. 1982, № 42, MKHG01 R 17/10.

25. A.c. 1002444 (СССР). Преобразователь веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото / Ю.Д.Коловертнов Опубл. в Б.И., 1985, № 43.

26. A.c. 1404850 (СССР). Полупроводниковый преобразователь / Евдокимов В.И., Стучебников В.М., Суханов В.И. и др. Открытия, изобретения, 1988, №23.

27. A.c. 1411571 (СССР). Способ настройки интегрального тензомоста с питанием от источника стабилизированного тока / Лурье Г.И., Стучебников В.М., Суханов В.И., Ячук А.Д. Открытия, изобретения, 1988, № 27.

28. А.с. 1441061 (СССР). Установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометров / Г.Н. Ковшов и др. Опубл. БИ. 1988, №44.

29. Патент № 2088942, РФ, 6 Е 21 В 47/06. Преобразователь давления и температуры / Г.Ю. Коловертнов, Ю.М. Абызгильдин, В.Н. Федоров и др. (1Ш). -№ 98118802, Заявл. 14.10.98; Опуб. Бюл. 27.05.97, №24.

30. Патент № 2149993, РФ, 7 Е 21 В 47/06. Устройство для измерения давления и температуры в скважине / Г.Ю. Коловертнов, Н.А. Ишинбаев, М.Ф. Загитов и др. (Яи). № 98118802, Заявл. 14.10.98; Опуб. - Бюл. 27.05.2000, №15.

31. Патент № 2165944, Великобритания. МКИ 4 Е 21 В 47 / 022. Инклинометр. Опубл. 23.04.86.

32. Патент № 2166084, РФ, 7 Е 21 В 47/022. Устройство для определения углов искривления скважины / Г.Ю. Коловертнов, Г.Н. Ковшов, С.Н. Федоров и др. (Щ). № 2000118692, Заявл. 14.07.2000; Опуб. - Бюл. 27.05.2001, №12.

33. Патент № 2273356, Великобритания. МКИ 5 в 01 С 9 / 24. Инклинометр. Опубл. 15.06.94.

34. Патент № 4768152, США. МКИ 4 Е 21 В 47 / 022. Способ съемки нефтяной скважины методом кинематической навигации. Опубл. 30.08.88.

35. Патент № 4779353, США. МКИ 4 в 01 С 9 / 06. Инструмент для замера зенитного угла и ориентирования отклонителя.-Опубл. 26.03.87.

36. Патент № 4854047, США. МКИ 4 в 01 С 9 / 36. Инклинометр. -Опубл. 08.08.89.

37. Патент № 4912662, США. МКИ 5 G 01 С 9 / 30. Инклинометр. -Опубл. 27.03.90.

38. Патент № 5365671, США. МКИ 5 G 01 С 9 / 06. Инклинометр. -Опубл. 21.11.94.

39. Патент № 5479716, США. МПК 6 G 01 С 9 / 06. Емкостной инклинометр на основе датчика силы тяжести. Опубл. 02.01.96.

40. Автономная информационно-измерительная система для определения параметров траектории скважины / В.Х. Исаченко, А. М. Мелик-Шахназаров, А. Н. Рыбаков, Л. П. Шумилов // Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности. 1981. - № 7. - С. 2-3.

41. Автономная информационно-измерительная система контроля пространственного положения ствола морских скважин /В.Х. Исаченко, Г.В. Ми-ловзоров и др. Отчет НИР, № ГР 01820072906. - Москва, ВНИИКАНЕФТЕ-ГАЗ. - 1982.

42. Алейников А.Ф., Цапенко М.П. Многофункциональные датчики // Измерения, контроль, автоматизация. 1990. - № 2. - С. 50 - 57.

43. Алиев Т.М., Мелик-Шахназаров А.М., Мамиканов А.Г. Информационные системы в нефтяной промышленности. М., Недра. - 1972. - 240 с.

44. Алиев Т.М., Сейдаль Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М.: Энергия, 1975. - 216 с.

45. Алимбеков Р.И., Заико А.И. Установка для настройки и экспериментальных исследований инлинометров. Патент РФ № 99122810.1999.

46. Амелин И.Д. Внутрипластовое горение. М.: Недра, 1980. - 232 с.

47. Аппаратура для контроля траектории скважины в процессе бурения КУРС // Нефтяное хозяйство.-1992.-№ 9.-С. 23-30.

48. Астраханцев Ю.Г., Пономарев В.Н., Созонтов С.Д. Термостойкий скважинный магнитометр // Геофизическая аппаратура. 1982. - вып. 75. - С. 101-105.

49. Атабеков Г.Н. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1969. - 424 с.

50. Афанасьев Ю. В. К оценке угловых погрешностей трехкомпонент-ного магнитометра// Геофизическая аппаратура.-1984.-вып. 79.-С.13-19.

51. Афанасьев Ю. В. Состояние и перспективы развития феррозондо-вой магнитометрии // Геофизическая аппаратура.-1977,-вып. 60.-С.17-35.

52. Афанасьев Ю. В. Феррозонды. Л.: Энергия. - 1969.-168 с.

53. Афанасьев Ю. В., Кадинская Л. Г. Высокочастотные пленочные феррозонды и перспективы их использования // Труды метрологических институтов СССР. Л., Энергия. - 1972. - вып. 140 (200).

54. Балакирев Ю.А., Капушак J1.B., Слепян Е.А. Оптимальное управление процессами нефтедобычи. Киев: Техника, 1987 - 148 с.

55. Барсуков Ю.М. и др. Методы преобразования, основанные на тестовых переходных процессах. В кн. Автоматизация экспериментальных исследований. Куйбышев, 1975, С. 90 - 97.

56. Басович В. С., Варламов С. Е. Основы построения измерительных каналов телеметрической системы контроля забойных параметров // Разведка и охрана недр.-1995.-№ 1.-С. 26-28.

57. Баталов В.И., Носкин А.Б. Исследование зависимости характеристик интегральных преобразователей от потребляемой мощности. В журнале Приборы и системы управления, М.: 1981, № 3, С. 26 28.

58. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. -М.: Наука, 1987. 596 с.

59. Бачманов Н. А., Бушугин И. А., Рябинов М. Н. Исследование погрешности задания углов устройствами для поверки инклинометров и ориента-торов // Геофизическая аппаратура.-1985.-вып.82.-С. 111-118.

60. Беклемишев А.И. Измерительная система для исследования прочности конструкций // Измерительная техника. 1979. - № 2 - С. 33 - 36.

61. Беклемишев В.В. Схема температурной компенсации мостовых тен-зопреобразователей. // Электронная измерительная техника / Под ред. А.Г. Филиппова. М.: Атомиздат, 1981, вып. 3. - С. 24 - 27.

62. Белоглазов А. В., Стучебников В.М., Хасиков В.В. и др. Полупроводниковые тензопреобразователи давления на основе структур Кремний на сапфире. // Приборы и системы управления. 1982. - № 5, С. 21 - 27.

63. Беляков Н.В., Коданев В.П., Сизов И.И. Акустические каналы связи » забойных телеметрических систем особенности построения и результатыскважинных испытаний // НТВ Каротажник, вып. № 73, Тверь, изд-во АИС, 2000. С. 92-99.

64. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Т. 1: М.:изд-во Наука, 1996. 632 с.

65. Бершанский Я.М., Кулибанов В.Н., Мееров М.В., Першин О.Ю. Управление разработкой нефтяных месторождений /Под ред. М.В. Меерова. -М.: Недра, 1983.-309 с.

66. Бромберг Э.М., Куликовский K.JI. Тестовые методы повышения точности измерений. М.: Энергия, 1978. - 176 с.

67. Бромберг Э.М., Куликовский K.JI. Тестовые методы повышения точности измерительных систем. Измерения, контроль, автоматизация, № 2, 1979, С. 3- 12.

68. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ. М.: изд-во Наука, 1986. - 544 с.

69. Буевич A.C. Диодные измерительные мосты. Измерительная техника, № 2, 1977, С. 79-80.

70. Буй Ван Шанг. Повышение точности измерительных устройств с резистивными преобразователями. Автореф. дисс. на соиск. уч. степени к.т.н. -Львов, 1978. 22 с.

71. Букреев С.С., Головацкий В.А., Гулякович Г.Н. и др. Источники вторичного электропитания / Под ред. Ю.И. Конева. М.: Радио и связь, 1983. - 280 с.

72. Бурже Ж., Сурио П., Комбарну М. Термические методы повышения нефтеотдачи пластов /Пер. с франц. М.: Недра, 1989. - 422 с.

73. Бурин Л.И., Васильев В.П., Каганов В.И. Справочник по радиоэлектронным устройствам / Под ред. Д.П. Линде. М.: Энергия, 1978. - 440 с.

74. Бушев Е.Е., Никитин A.A., Стучебников В.М. Серийные датчики * избыточного давления МИДА-ДИ-01П с чувствительными элементами на основе структур КНС // Микроэлектроника в машиностроении: Тез. докл. науч.-техн. конф. Ульяновск, 1992. - С. 71.

75. Ваганов В.И. Интегральные тензопреобразователи. М.: Энерго-атомиздат, 1983. - 136 с.

76. Ваганов В.И., Беклемишев В.В. Схема температурной компенсации интегрального преобразователя давления // Измерительная техника. 1977. -№5. - С. 23 - 26.

77. Вайнштейн В.С., Демин Е.А. Глубинный автономный прибор для регистрации забойных параметров. Новости нефтяной и газовой техники. Нефтяное оборудование и средства автоматизации, 1, № 6, 1961.

78. Вальков В.М., Вершин В.Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Л.: Машиностроение, 1973. - 160 с.

79. Василевский В.Н., Петров А.И. Техника и технология определения параметров скважин и пластов. М.: Недра, 1989. - 271 с.

80. Васильев Ю.Ф. Термометр сопротивления на одножильном кабеле //Прикладная геофизика. М.: Гостоптехиздат, 1965, вып. 13, С. 116 - 130.

81. Веденеев М.А., Дрожжина В.И., Фридман Л.Х. К вопросу о работе феррозондов // Труды института физики металлов АН СССР, 1965, №24, С.37-49

82. Вилон Л.З. Об уменьшении влияния линии связи в измерительной системе для тензометрических датчиков. В кн. Автоматизация экспериментальных исследований, вып. 8. Куйбышев, 1975, С. 10 - 15.

83. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М.: Советское радио, 1971. - 247 с.

84. Вороновский В.Р., Фаддеев В.П. Организация информационных систем в нефтедобывающей промышленности. М.: Недра, 1967. - 169 с.

85. Высокоточные инклинометры ИЦН-42-100/100 и ИЦН-60/180 // НТВ Каротажник, вып. № 64, Тверь, изд-во АИС, 1999. С. 114-115.

86. Габдуллин Т.Г., Лукьянов Е.П. Применение глубинной дистанционной аппаратуры. Казань, Тат. книжн. изд-во, 1968. - 119 с.

87. Галета В.О., Зорин Д.П. Маркшейдерско-геодезические работы при бурении на нефть и газ. Киев: Общество Знание Укр. ССР. - 1981. - 20 с.

88. Галета В.О., Месожник Ю.М. Погрешности инклинометров с рези-стивными преобразователями // Геофизическая аппаратура. 1973. - вып. 53. -С. 69-72.

89. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика. / Под ред. С.Г. Комарова. М.: ГТТИ, 1961.-760 с.

90. Гироскопический инклинометр Вектор ИГМ-73-120/60 // НТВ Каротажник, вып. № 72, Тверь, изд-во АИС, 2000. С. 182-184.

91. Гироскопический инклинометр ИГ-36 // Описание и руководство по эксплуатации.-1976.-93 с.

92. Горбенко Л. А. Каротажные кабели и их эксплуатация.-М., Недра.-1978.-160 с.

93. Грачев Ю. В., Варламов В. П. Автоматический контроль в скважине при бурении и эксплуатации.-Л., Недра.-1968.-252 с.

94. Гридчин В.А., Бердинский A.C. Расчет термокомпенсатора для температурной компенсации тензомоста. // Метрология. 1975. - №6. - С.25-26.

95. Гридчин В.А., Любимский В.М., Сарина М.П. Тензопреобразова-тель для датчика давления на основе поликремния // Измерительная техника, 1991.-№5.-С. 9-21.

96. Грязин A.B., Заико А.И. Вторичный измерительный преобразователь для тензорезисторных датчиков. // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления (Датчик-93): Тез. докл. междун. н.-т. конф.: Гурзуф, 1993. - С. 57.

97. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Д.: Энергия, 1980. - 248 с.

98. Данилова H.A., Зинин В.Н., Шабратов Д.В. и др. Серия интегральных преобразователей давления на нормальный ряд от 0,4 до 300 атмосфер // Измерительная техника, 1994. № 2. - С. 35 - 37.

99. Дроздов М. А. Техника и технология сооружения переходов трубопроводов методом направленного бурения // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-1996.-№ 1-2.-С. 49-51.

100. Дьяконов Д. И. и др. Общий курс геофизических исследований скважин. -М., Недра.-1984.-432 с.

101. Евдокимов В.И., Суханов В.И. Измерительные преобразователи давления высокотемпературных сред. Измерения, контроль, автоматизация. 1989, №2.

102. Есауленко В. Н. Инфранизкочастотные струйные преобразователи для контроля пространственного положения ствола бурящихся скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -1994.-№ 11-12.-С. 9-12.

103. Журавлев В.М., Климов Д.М. Волновой твердотельный гироскоп.-М.: Наука, 1985.-123 с.

104. Загитов М.Ф., Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С. и др. Тензодатчик для исследования скважинных ИИС // Материалы XI Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 1999. - С.141.

105. Загитов М.Ф., Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н. и др. Расчет параметров измерительных цепей ИИС с автономными источниками питания // Труды 56-й Научной сессии, посвыщенной Дню Радио. М.: Радиотехника, 2001, С.27-28.

106. Загитов М.Ф., Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н. и др. Расчет параметров измерительных цепей ИИС // Материалы XIII Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроляи управления. М.: МГИЭМ, 2001. - С.269-270.

107. Заико А.И., Грязин A.B., Тимербаев В.К. Комплекс для измерения давления с системой встроенного контроля. // Микроэлектроника в машиностроении: Тез. докл. н.-т. конф. Ульяновск, 1992. - С. 4.

108. Зверев А. Е., Максимов В. П., Мясников В. А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код.-JL,Энергия.-1976.-175 с.

109. Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. М.: Стандарты, 1972. - 80 с.

110. Игнатьев Б. Объединенные технологии-залог успеха ( Горизонтальное бурение с применением непрерывных труб ) // Нефть и капитал.-1996. -№ 12.-С. 59-62.

111. Измерительные преобразователи для АСУ ТП-бурение на основе тонких ферромагнитных пленок / Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров и др. // Информационно-измерительные системы ИИС-83. : Тезисы докл. IY Всесоюзн. конф.-Куйбышев.-1983.-С. 75.

112. Ильин В.А. Телеконтроль и телеуправление.-М.:Энергия, 1969.-344с.

113. Ильинский В.М., Лимбергер Ю.А. Геофизические исследования глубоких скважин. М.: Недра, 1977. - 200 с.

114. Индикатор положения отклонителя и кривизны скважины ИПК-1Т

115. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -1996.-№ 10.-С. 18.

116. Инклинометр Вектор-1 // НТВ Каротажник, вып. № 41, Тверь, изд-воАИС, 1997. С. 97-98.

117. Инклинометр ИЭМ 36-80 / 20 // Разведка и охрана недр.-1990.-№ 5. -С. 65.

118. Инклинометр непрерывный цифровой ИН 1-721 // Нефтяное хозяйство. -1982.-№ 2.-С. 82.

119. Исаченко В. X. Автоматизированная система контроля геометрических параметров ствола наклонно направленных скважин // Приборы и системы управления.-1982.-№ 12.-С. 27-28.

120. Исаченко В. X. Инклинометрия скважин.-М., Недра.-1987.-216 с.

121. Исследовать методические возможности новых методов и технических средств ГИС с целью последующего развития и совершенствования АКИПС // Е. С. Кучурин, Г. В. Миловзоров и др.-Отчет НИР, № Гос. per. 01870090871, Октябрьский : ВНИИГИС.-1988.-219с.

122. Ишинбаев H.A., Коловертнов Г.Ю. ИИС для комплексного исследования скважин // Материалы XI Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 1999.-С. 137.

123. Ишинбаев H.A., Коловертнов Г.Ю., Загитов М.Ф. Развитие детерминированной теории многомерных измерений // Труды 56-й Научной сессии, посвыщенной Дню Радио. М.: Радиотехника, 2001, С. 10-36.

124. Ишинбаев H.A., Коловертнов Г.Ю., Федоров С.Н. и др. Многомерные измерения с применением неселективных датчиков // Материалы 7-й Всероссийской НТК Состояние и проблемы измерений. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - С.32.

125. Ишинбаев H.A., Сайтов Ш.Ф., Коловертнов Г.Ю. и др. Малоинерционные вольфрамовые терморезисторы // Материалы секции автоматизациипроизводственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. Т.1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С.21-28.

126. Калинин А. Г. Искривление скважин.-М., Недра.-1974.-304 с.

127. Камнев Ю. М. Эффективность применения беспроводных забойных телесистем при бурении скважин в Западной Сибири // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.-1997.-№ 1. -С. 15-18.

128. Карандеев К.Б. Мостовые методы измерения. Киев: ГТТИ УССР, 1953.-245 с.

129. Карасев В.А. Замеры температуры при тепловых воздействиях на пласт. Нефтегазовая геология и геофизика, вып. 4, 1974.

130. Карасев В.А. Особенности термометрии платиновыми термометрами сопротивления при исследовании высокотемпературных переходных процессов в скважине. Труды Б AI I ТНИПИНефть и ВНИИнефтепромгеофизики, вып. 9, 1974, С. 15-18.

131. Карманов И.А., Дмитриев И.А., Филиппов В.Т., Хохряков Н.П. Замеры температуры в стволе скважины во время циркуляции. Бурение, 5,1969.

132. Князев Ю. А., Культин C.B., Попадьева А. В. Трехкомпонентные магнитометры // Приборы и системы управления.-1990.-№ 10.-С.24-25.

133. Ковшов Г. Н. Исследование и разработка электромеханических инклинометрических преобразователей систем управления ориентацией подземных устройств И Дисс. докт. техн. наук.-Уфа, 1979.-386 с.

134. Ковшов Г. Н. О построении инклинометров со стержневыми феррозондами И Известия вузов. Нефть и газ.-1979.-№ 5.-С. 76-79.

135. Ковшов Г. Н. О применении стержневых феррозондовых преобразователей в инклинометрах // Труды УАИ.-1975.вып. 85. -С. 81-88.

136. Ковшов Г. Н., Миловзоров Г. В. Трехкомпонентный феррозондовый блок азимута в инклинометрах // Информационный листок № 78-81.-Уфа, БашЦНТИ.-1981.-3 с.

137. Ковшов Г. Н., Миловзоров Г. В., Прищепов С. К. Обобщеннаяструктура феррозондового инклинометра // Информационно-измерительная техника в нефтяной и нефтехимической промышленности : Межвуз. науч.-тематич. Сб-к, Уфа.-1983.-С. 17-22.

138. Ковшов Г. Н., Миловзоров Г. В., Сергеев А. Н. Специализированный вычислитель для инклинометрических устройств // Геофизическая аппаратура." 1984.-вып. 81.-С. 125-128.

139. Ковшов Г. Н., Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. и др. Установка для настройки и экспериментальных исследований инклинометров. // A.c. 1441061, Обупл. В БИ №44. 1988.

140. Ковшов Г. Н., Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. О применении СКВТ в инклинометрах // Магнитно-полупроводниковые элементы преобразовательной техники : Научн. труды РРТИ, Рязань.-1983. -С. 38-42.

141. Ковшов Г. Н., Сергеев А. Н. Инструментальные погрешности фер-розондовых преобразователей азимута // Геофизическая аппаратура. -1986.-вып. 86.-С. 106-112.

142. Ковшов Г. Н., Сергеев А. Н. Цифровой преобразователь азимута с непрерывной регистрацией // Геофизическая аппаратура.- 1980.-вып. 70. -С. 100-115.

143. Ковшов Г. Н., Сергеев А. Н., Рогатых Н. П. Анализ методов снижения погрешностей от реактивных параметров кабеля // Элементы систем управления с распределенными параметрами различной физической природы: Научн. труды БФАН СССР.-У фа.-1980.-С. 129-131.

144. Ковшов Г. Н., Сергеев А. Н., Рогатых Н. П. Цифровой преобразователь зенитного угла инклинометра // Геофизическая аппаратура.-1980.-вып. 71.-С. 134-139.

145. Ковшов Г.Н., Алимбеков Р.И., Жибер A.B. Инклинометры (основы теории и проектирования). Уфа: Гилем, 1998. - 380 с.

146. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Алгоритмический метод компенсации температурных погрешностей инклинометров // Материалы III Международного конгресса нефтегазопромышленников России Проблемы нефти и газа.-Уфа, 2001.

147. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Инклинометрические датчики для автоматизации бурения скважин // Материалы XII Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 2000. - С.114.

148. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Инклинометрические датчики для автоматизации бурения скважин // Материалы НТК Датчик 2000, Тез. Докл.-Судак, 2000. С.98-99.

149. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Компенсация температурных погрешностей датчиков инклинометров // Материалы XIII НТК Датчики и преобразователи информации контроля и управления.-М.:МГИЭМ,2001.-С.225-226.

150. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Математическая модель преобразователя наклона скважины на основе акселерометров // Труды УГНТУ. Уфа, 2000.

151. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении.-Уфа: Изд-во УГНТУ,2001.-228 с.

152. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Скважинные инклинометрические датчики // Материалы НТК Датчик 2000, Тез. Докл.-Судак, 2000. С.98-99.

153. Ковшов Г.Н., Коловертнов Г.Ю. Температурные погрешности датчиков инклинометров // Материалы XIII Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 2001. - С.225-226.

154. Коловертнов Г.Ю. Датчики давления и температуры для скважин-ных стационарных ИИС // Материалы секции автоматизации производственных процессов международной НТК, посвященной 50-летию УГНТУ. Т.1. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - С.117-120.

155. Коловертнов Г.Ю. Инвариантный преобразователь давления и температуры. В н.-т. сб. Цифровая электронно-измерительная техника. ПГТУ, г. Пенза, 1997. - С.48-50.

156. Коловертнов Г.Ю. Интегральный тензопреобразователь и его использование для дистанционного измерения давления и температуры. Материалы н.-т. конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, УГНТУ, 1994,-С. 97.

157. Коловертнов Г.Ю. Термометр для исследования высокотемпературных скважин // Материалы н.-т. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, УГНТУ, 1994, - С.98.

158. Коловертнов Г.Ю., Абызгильдин Ю.М. Дистанционный преобразователь приращений сопротивления резистивных датчиков. Материалы н.-т. конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. УГНТУ. Уфа, 1995, С.205.

159. Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С. Графоаналитический анализ безреактивных измерительных преобразователей // Материалы н.-т. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, УГНТУ, 1994, - С.100.

160. Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С. Измерительные преобразователи на базе параметрических стабилизаторов тока. Материалы н.-т. конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. УГНТУ. Уфа, 1995, С. 206.

161. Коловертнов Г.Ю., Дамрин Е.С., Федоров С.Н. и др. ИИС автономного технологического мониторинга // Материалы XIII Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 2001. - С.202-203.

162. Коловертнов Г.Ю., Ковшов Г.Н. Приборы контроля пространственной ориентации скважин при бурении. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - 228 с.

163. Коловертнов Г.Ю., Ковшов Г.Н. Феррозондовые преобразователи пространственной ориентации // Методы и средства измерений в системах контроля и управления: Сб. материалов: Пенза,2001. С.40-42.

164. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Дамрин Е.С. Измерительные схемы скважинных манотермометров с резистивным датчиком давления. В сб. Измерительные преобразователи и информационные технологии. Вып. 1 Уфа,1. УГАТУ, 1996.-С. 11-18.

165. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Дамрин Е.С. Измерительные схемы скважинных манотермометров с резистивным датчиком давления. В сб. Измерительные преобразователи и информационные технологии. Вып. 1 Уфа, УГАТУ, 1996.-С. 11-18.

166. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Коловертнов Ю.Д. Анализ измерительных систем дистанционных монотермометров для исследования высокотемпературных скважин // Журнал Нефть и газ, вып. №3, Уфа: УГНТУ, 1998. — С.80-82.

167. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Коловертнов Ю.Д. Стационарный дистанционный скважинный манотермометр. // Материалы ХХХХУИ-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, т. 2. Уфа, УГНТУ, 1996. С. 54 - 55.

168. Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н., Сабиров А.Р. Информационно-измерительная система для исследования высокотемпературных скважин. //

169. Материалы XXXXVII-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, т. 2. Уфа, УГНТУ, 1996. С. 55.

170. Коловертнов Г.Ю., Ланчаков Г.А., Ставицкий В.А. Разработка автономных регистрирующих устройств, для проведения исследований и контроля работы технологического оборудования газовых промыслов в условиях Крайнего Севера

171. Коловертнов Г.Ю., Сапельников В.М. Воспроизведение смещаемых во времени электрических сигналов и их метрологическое обеспечение // Материалы 7-й Всероссийской НТК Состояние и проблемы измерений. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. - С. 119-120.

172. Коловертнов Ю.Д., Ишемгужин А.И. Информационно-измерительные системы для исследования высокотемпературных скважин. Учебное пособие. Уфа, 1988. 53 с.

173. Коловертнов Ю.Д., Ишинбаев H.A. Теоретические основы инвариантных преобразователей сопротивления датчика. Учебное пособие. Уфа, 1989. 56 с.

174. Коловертнов Ю.Д., Кирлан B.JI. Автокомпенсатор для дистанционного измерения температуры в скважине. В сб. Электроизмерительные цепи и устройства контроля и автоматизации нефтяной промышленности Уфа: Уфимский нефтяной институт, 1970, С. 184 - 189.

175. Коловертнов Ю.Д., Коловертнов Г.Ю., Краснов А.Н. Методы и средства измерений. Учебное пособие. Уфа, 1996. 105 С.

176. Коловертнов Ю.Д., Кутлуяров Г.Х. Приборы для измерения температуры. Учебное пособие. Уфа, 1980. 72 с.

177. Коловертнов Ю.Д., Кутлуяров Г.Х. Термостойкая геофизическая аппаратура с преобразователями сопротивления резистивных датчиков. Учебное пособие. Уфа, 1986. 68 с.

178. Коловертнов Ю.Д., Кутлуяров Г.Х., Гриб B.C. Некоторые вопросы анализа двухпроводной токовой логометрической цепи. В сб. Электроизмерительные цепи и устройства контроля и автоматизации нефтяной промышленности. ч. И. Уфа, 1976, С. 89-93.

179. Коловертнов Ю.Д., Федоров В.Н., Стучебников В.М., Суханов В.И. Устройство для измерения давления мостовыми тензорезисторными преобразователями. A.c. СССР № 1441315, Б.И. № 44, 1988.

180. Кольцов А. А., Коловертнов Ю.Д. Электрический индикатор для измерения веса бурового инструмента и осевой нагрузки на долото. Баку, Известия ВУЗов, Нефть и газ, 1968, С. 28 32.

181. Комплекс инклинометрический ИОН-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. КСВШ. 611156.001 ТО, 1998. 85с.

182. Контроль траектории скважины в процессе бурения автономным инклинометром в условиях Западной Сибири / Г. Н. Ковшов, Г. В. Миловзоров и др. // Геофизические исследования нефтяных скважин Западной Сибири.-Труды ВНИИНПГ, Уфа.-1983.-вып. 13.-С. 30-36.

183. Копылов В. Е., Гуреев И.Л. Акустическая система связи с забоем скважины при бурении.-М., Недра.-1979.-184 с.

184. Краснов А.Н., Ишинбаев H.A., Коловертнов Г.Ю. и др. Исследование измерительных каналов ИИС для работы с тензорезистивными датчиками //

185. Материалы XI Научно-технической конференции Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. М.: МГИЭМ, 1999. -С.140-141.

186. Краснов А.Н., Мухаметшин И.В., Коловертнов Г.Ю. Скважинный стационарный манотермометр для гидродинамических исследований скважин // Материалы 48-ой н.-т. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых.Секция АЛЛ. Уфа, УГНТУ, 1997, - С.37.

187. Кривоносов Р. И. Наклономер-инклинометр с индукционным датчиком ориентации // Геофизическая аппаратура.-1973.-вып. 53.-С. 64-69.

188. Лавров Б. В. Исследование и разработка феррозондовых инклино-метрических преобразователей : Дисс. канд. техн. наук-Уфа, 1979.-227 с.

189. Леготин Л.Г. Автономные геофизические комплексы основные направления развития // НТВ Каротажник, вып. № 82, Тверь, изд-во АИС, 2001. С. 138-143.

190. Лежанкин С. И. Комплексы исследований горизонтальных скважин геофизическими методами и вопросы интерпретации их результатов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений.-1996. -№ 4.-С. 13-15.

191. Лесничий В., Дубровин Е., Фусс В., Глухов С. Бурение на депрессии // Нефть России, 2000, вып. № 12. С. 55-57.

192. Литвинов A.M., Орнатская Л.Н. Построение измерительных схем, инвариантных к параметрам канала связи. В кн. Структурные методы повышения точности, быстродействия и чувствительности устройств. III респ. н-т. конф - Житомир, 1978, С. 98 - 100.

193. Литвинов С.Я., Саркисов И.К. К теории использования труб какэлектрического канала связи. Нефть и газ, № 2, 1959.

194. Лихтциндер Б.Я., Широков С.М. Многомерные измерительные устройства. М.: Энергия, 1978. - 312 с.

195. Лоусон Ч., Хентон Р. Численное решение задач методом наименьших квадратов. М.: Наука, 1986. - 656 с.

196. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Физматгиз, 1963. — 824 с.

197. Лухминский Б.Е. Режим бурения на депрессии // НТВ Каротажник, вып. № 74, Тверь, изд-во АИС, 2000. С. 129.

198. Лысенко А.П. О высших четных гармониках ЭДС феррозондов и магнитных модуляторов // Геофизическое приборостроение. Л.: Гостоптехиз-дат, 1961, №9, С.16-25

199. Малеев П.И. Новые темпы гироскопов. Л: Судостроение, 1971, 160 с.

200. Малиновский В.Н. Цифровые измерительные мосты. М.: Энергия, 1976. - 192 с.

201. Малогабаритный инклинометр для рудных и угольных скважин // Разведка и охрана недр.-1981.-№ 6.-С. 66.

202. Малюга А. Г., Есауленко В. Н., Афонин Л. А. Технические средства контроля пространственных характеристик скважин // Обзор, информ. -М., ЦНТИИТЭИ приборостроения.-1986.-вып. 1.-44 с.

203. Маргус М. Е., Флейтман Я. Ш. Оптические наклономеры // Измерительная техника.-1984.-№ 4.-С. 18.

204. Масюренко Ю. А. Логометрические преобразователи с автоматической коррекцией погрешностей.-М., Энергоатомиздат.-1983.-88 с.

205. Миловзоров Г. В. Автоматизация стендовых испытаний феррозон-довых инклинометров // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления (Датчик-96) : Тезисы докл. УШ научн.-техн. Конф.-Гурзуф.-1996.-С. 424.

206. Миловзоров Г. В. Анализ инструментальных погрешностей инкли-нометрических устройств. -Уфа, изд. Гилем. 1997.- 184с.

207. Миловзоров Г. В. Логометрический метод измерений в инклинометрах с последовательным опросом сигналов // Измерительные преобразователи и информационные технологии : Межвуз. научн. Сб-к УГАТУ, Уфа.-1996,-вып.1.-С. 170-173.

208. Миловзоров Г. В. Маятниковые и акселерометрические датчики для инклинометрических систем // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления ( Датчик-96 ) : Тезисы докл. УШ научн.-техн. Конф.-Гурзуф.-1996.-С. 189.

209. Миловзоров Г. В., Коловертнов Г.Ю. Моделирование и исследование инструментальных погрешностей трехкомпонентного акселерометрическо-го преобразователя наклона // Измерительная техника.-1996.-№ 10.-С. 22-26.

210. Миловзоров Г. В. Преобразователи зенитных и визирных углов ма• ятникового типа в инклинометрических системах // Информационно-измерительные системы для геофизических исследований скважин : Научн. Труды МИНХ и ГП, М.-1984. вып.188.-С. 46-53.

211. Миловзоров Г. В. Электромеханические преобразователи наклона в системах управления подвижными объектами // Электромеханические и электромагнитные элементы систем управления: Научн. Труды УАИ. Уфа. -1983. -№ 1. - С. 43-47.

212. Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. Инклинометр на основе трех-компонентного магнитометра и одностепенного маятника // Повышение эффективности геофизических методов исследований скважин : Тез. докл. НТК.-Октябрьский.-1988.-С .40-42.

213. Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. Малогабаритный датчик зенитных и визирных углов // Информационный листок № 92-83.-Уфа, БашЦНТИ,-1983.-4 с.

214. Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. Первичные преобразователи наклона в инклинометрах на основе трех одностепенных маятников // Информационно-измерительные системы и точность в приборостроении : Тезисы докл. Конф.-М.-1984.-С. 43-44.

215. Миловзоров Г. В., Султанаев Р. А. Преобразователь азимута с неортогональными жестко закрепленными феррозондами // Средства измерения и автоматизации в нефтяной промышленности : Межвуз. научн.-темат. Сб-к УНИ.-Уфа.-1985.-С. 3-10.

216. Миловзоров Г. В., Штанько О. Н. Трехкомпонентный феррозондовый блок азимута в инклинометрах // Повышение эффективности геофизических методов исследований скважин : Тез. докл. НТК. -Октябрьский.-1988.-С.28-29.

217. Миловзоров Г.В., Коловертнов Г.Ю. Современное состояние и основные тенденции развития отечественной инклинометрии // Вестник УдГУ, вып. № 8, Ижевск, изд-во УдГУ, 2002. С. 109-114.

218. Миловзоров Г.В., Усманов И.З., Ракита Я.М., Мякишев И.И. Малогабаритная телесистема МСТ-45 для проводки горизонтальных скважин // НТВ Каротажник, вып. № 86, Тверь, изд-во АИС, 2001. С. 30-34.

219. Многофункциональные датчики: Метод. Рекомендации / РАСХН. Сиб. отделение ФТИ Новосибирск, 1991. - 36 с.

220. Модуль акселерометрический мнклинометра МА-1. Инклинометр БДИ-1. Инклинометр БДИ-2 // НТВ Каротажник, вып. № 54, Тверь, изд-во АИС, 1999. С. 113-115.

221. Мокров Е.А., Папко A.A., Колганов В.Н., Малкин Ю.М. Блоки датчиков инклинометров на основе прецизионных акселерометров и магнитометров // НТВ Каротажник, вып. № 50, Тверь, изд-во АИС, 1998. С. 74-78.

222. Молчанов А. А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин.-М., Недра.-1983.-189 с.

223. Молчанов А. А., Абрамов Г. С. Перспективы создания малогабаритных автономных инклинометрических комплексов МАК для проводки скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленно-сти.-1997.-№ 1.-С. 12-13.

224. Молчанов А. А., Сираев А. X. Скважинные автономные измерительные системы с магнитной регистрацией.-М., Недра.-1979.-174 с.

225. Морозов Ю. Т., Павлов В. В. Универсальный автономный одноточечный инклинометр ИОК-42 ВИТР для оперативного контроля скважин : Тезисы докл. III междунар. симп. по бурению скважин в осложненных условиях.-С.-Петербург.-1995.-С. 59.

226. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М.:1. Недра, 1978, 448 с.

227. Мустаев Я.А. Применение тепловых методов в добыче нефти. -Уфа: Башкнигоиздат, 1980 88 с.

228. Носач В. В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров.-М., МИКАП.-1994.-382 с.

229. Оганов К.А. Основы теплового воздействия на нефтяной пласт. М: Недра, 1967. -203 с.

230. Определение времени распространения магнитных импульсов в методе передачи магнитных сигналов / Wakiwaka H., Kuriyama T., Tsuji H., Sakata F., Yamazaki N., Yamada H. // Nihon oyo jiki gakkaishi. = J. Mang. Soc. Jap. -1996,20, № 2.-p. 581-584.

231. Опыт и перспективы проведения геофизических исследований и контроля испытаний горизонтальных скважин на основе работ ВНИИГИСа / В. А. Опрокиднев и др. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-1995.-№ 10-11.-С. 36-40.

232. Перспективы развития систем замера параметров в процессе бурения за рубежом // Э. И., сер. Бурение.-1984.-вып. 7.-С. 6-9.

233. Петров А.Н. Глубинные приборы для исследования скважин. М.: Недра, 1980. - 224 с.

234. Петров Б.Н., Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков A.C. Принцип инвариантности в измерительной технике. М.: Наука, 1976. - 243 с.

235. Померанц JI.И., Белоконь Д.В., Козяр В.Ф. Аппаратура и оборудование геофизических методов исследования скважин. М.: Недра, 1985. - 271 с.

236. Пономарев В. Н. Использование феррозондовых магнитометров для исследования скважин //Геофизическое приборостроение.-1961.-вып. 8. -С. 52-57.

237. Пономарев В. Н., Булычев Г. И. Скважинный магнитометр с непрерывной записью измеряемых величин // Теория и практика магнитометрии.-Свердловск.-1968.-№ 7.-С. 121-123.

238. Прибор для измерения искривления скважины // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом.-1982.-№ 3.

239. Приборы для измерения температуры контактным способом. Под ред. Р.В. Бычковского. Львов: Вища школа, 1978. - 208 с.

240. Разработка датчиков для феррозондовых скважинных инклинометров / Г.В. Миловзоров, P.A. Султанаев и др.-Отчет НИР, № Гос. per. 01850018874,-Октябрьский, ВНИИГИС.-1986.-165 с.

241. Раков В.А., Щеренко А.П., Тимошенко В.Г. Повышение технического уровня измерителей давления. // Матер, отрасл. научн.-техн. конф. по ин-форм.-измер. системам, применяемым при летных испытаниях авиационной техники (ИИС 87). - ЛИИ. - 1988. - С. 76.

242. Расходомер РЭТС-2Т. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. АХЖ 2.833.033 ТО. Свердловск, ОЭЗСГА, 1981.

243. Расширение применения систем MWD при бурении скважин за рубежом // Э. И., сер. Бурение.-1982.-вып. 10.-С. 5-7.

244. Резистивный термометр, 3-ка № 55-13533. К.К. Цуруга ДЭНКИ СЭТСАКУСЕ (Япония). Изобретения за рубежом, 1980, № 6, МКИв 01 К, 27/00, 001 К 7/20.

245. Рогатых Н. П. Об измерении визирного угла с помощью жестко закрепленных феррозондов //Геофизическая аппаратура.-1990.-вып. 92. -С. 112-115.

246. Рогатых Н. П., Сергеев А. Н., Миловзоров Г. В. Феррозондовые преобразователи азимута // Магнитополупроводниковые и электромашинные элементы автоматики : Сб-к научн. трудов РРТИ. -Рязань.-1981.-С. 7-10.

247. Рогачев О. К., Оганов А. С. Комплекс технических средств для измерения и контроля параметров дополнительного горизонтального ствола скважины // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море.-1997.-№ 1.-С. 16-18.

248. Рукавицын В. Н., Кузнецов О. П., Васильев Ю. С. Геоакустический метод исследования скважин в процессе бурения // Ядерно-геофизические и геоакустические методы поиска и разведки полезных ископаемых.-М., 1975 .-С. 82-97.

249. Руководство по измерению температуры в скважинах термопарным кабелем КТМС. РД 39-1-363-80. М.ВНИИ, 1980.

250. Салов Е. А. Пути дальнейшего повышения точности и производительности инклинометрических измерений в скважинах Западной Сибири // Геофизические исследования нефтяных скважин Западной Сибири.-Труды ВНИИНПГ, Уфа.-1983.-вып. 13.-С. 20-29.

251. Сапельников В.М. Цифро-аналоговые преобразователи в калибраторах фазы. Уфа: Изд-во Башкирск. гос. ун-та, 1997. 152с.

252. Сапельников В.М., Кравченко С.А., Чмых М.К. Проблемы воспроизведения смещаемых во времени электрических сигналов и их метрологическое обеспечение. Уфа: Изд-во Башкирск. гос. ун-та, 2000. - 196с.

253. Сапельников В.М., Максутов А.Д., Коловертнов Г.Ю. и др. Широкополосный цифроуправляемый калибратор фазы с каскадным включением ЦАП // Труды 56-й Научной сессии, посвященной Дню Радио. М.: Радиотехника, 2001, С.34-36

254. Сапельников В.М., Хакимов P.A., Панафидин А.Н. Цифро-аналоговые преобразователи для воспроизведения элементарных функций // Труды 50-й Научной сессии, посвященной Дню Радио. М.: РНТОРЭС им. A.C. Попова, 2000. С. 122-123

255. Семенов Н.М., Яковлев Н.И. Цифровые феррозондовые магнитометры. Л.: Энергия, 1978. - 168с.

256. Сергеев А. Н. Исследование и разработка феррозондовых преобразователей азимута для систем управления буровым инструментом : Дисс. канд. техн. наук, Уфа.-1983.- 241 с.

257. Сергеев А. Н., Рогатых Н. П. Инклинометрические системы с фазовым представлением информации // Методы и аппаратура для измерения сдвига фаз и частоты сигналов. : Тез. докл. ВНТК., Красноярск.-1979.

258. Система забойная инклинометрическая ЗИС-4 М // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.-1996.-№ 8-9. -С. 12.

259. Системы контроля за траекторией ствола скважины // Э. И., сер. Бу-рение.-1983 .-вып. 10.-С. 11-16.

260. Системы телеметрического контроля глубинных параметров в бурении нефтяных и газовых скважин с электропроводными каналами связи / А. А. Тер-Хачатуров, А. П. Любарский и др.-М., ВНИИОЭНГ.-1971. -96 с.

261. Современное состояние и направления развития бурения наклонно направленных скважин в СССР и за рубежом / А. П. Смирнов.-ВНИИОЭНГ, сер. Бурение.-М.-1984.-вып. 9.-60 с.

262. Соколов Л.В. Полупроводниковый датчик давления повышенной точности // Микроэлектроника в машиностроении: Тез. докл. науч.-техн. конф. Ульяновск, 1992. - С. 24.

263. Солонина Н. Н. Исследование и разработка виброустойчивых инклинометрических преобразователей : Дисс. канд. техн. наук-Уфа, 1983.-е.

264. Справочник геофизика / Под ред. С.Г. Комарова. М.: Госкомтехиз-дат, 1961.

265. Справочник инженера по бурению. Т.1 / Под ред. В.И. Мишевича, П.А. Сидорова. М.: Недра, 1973.-421 с.

266. Справочник по техническим средствам автоматики / Под ред. В.Э. Низе, И.В. Антика. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 504 с.

267. Стол установочный УСИ-2. Технические условия ТУ 39-01-329-77.

268. Стучебников В.М. Тензорезисторные преобразователи на основе ге-тероэпитаксиальных структур Кремний на сапфире. // Измерения, контроль, автоматизация. 1982. - № 4, С. 15 - 26.

269. Стучебников В.М., Суханов В.И., Хасиков В.В. Тензорезисторные чувствительные элементы на основе структур Кремний на сапфире в преобразователях давления для высоких температур // Приборы и системы управления. -1981.-№3.-С. 23 -24.

270. Телеметрические системы СТЭ для контроля пространственного положения скважины в процессе бурения // Лицензия. Электромеханика.-1976.-6 с.

271. Термометр ТС-300. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. АХЖ 2.821.ОООТО. Свердловск, ОЭЗСГА, 1982.

272. Толстов Г.П. Ряды Фурье. М.: ГИТТЛ, 1951, 396 с.• 325. Трехкомпонентный скважинный магнитометр-инклинометр // НТВ

273. Каротажник, вып. № 45, Тверь, изд-во АИС, 1998. С. 97-98.

274. Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств. Киев: Вища школа, 1976. - 255 с.

275. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. М. - Л.: Энергия, 1966. - 690 с.

276. Умрихин И.Д., Боксерман A.A., Вальпин С.Г. и др. Контроль внут-рипластового горения на участках Балаханы Сабунчи - Раманинского месторождения. Нефтяное хозяйство. 1977, № 11, С. 35 - 38.

277. Усовершенствование методики применения инклинометрических измерений в Кольской сверхглубокой скважине // Л. Г. Леготин, Г. В. Миловзоров и др.-Отчет НИР, № Гос. per. 81055761.-Октябрьский, ВНИИГИС.-1983.-150 с.

278. Установка для поверки скважинных инклинометров УОП-1. Технические условия ГИЦН 2.779.001 .ТУ.

279. Установка поверочная инклинометрическая УПИ-3 // НТВ Каротажник, вып. № 62, Тверь, изд-во АИС, 1999. С. 114.

280. Установка типа УПСП для поверки скважинных приборов. Технические условия AXA. 2.779.500 ТУ.

281. Федоров В.Н., Коловертнов Ю.Д. Способ измерения геофизических параметров в скважинах и устройство для его осуществления. A.c. №1748481, AI.

282. Федоров В.Н., Коловертнов Г.Ю. Помехозащищенный акустический уровнемер для исследования механизированного фонда скважин // Материалы н.-т. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Уфа, УГНТУ,1995, С.41.

283. Федоров В.Н., Коловертнов Г.Ю. Способ обеспечения инвариантности к скорости звука при гидродинамических исследованиях механизированного фонда скважин // Материалы н.-т. конф. студентов, аспирантов и Молодых ученых. Уфа, УГНТУ, 1995, - С.41.

284. Фремке A.B. Телеизмерения. М. JL: Госэнергоиздат, 1958. - 304 с.

285. Ханов Н.И., Фатхутдинов А.Ш., Коловертнов Г.Ю. и др. Измерения количества и качества нефти и нефтепродуктов при сборе, транспортировке, переработке и коммерческом учете. СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 2000. - 270 с.

286. Ходяшев В. Г., Корнев В. В. Опыт применения аморфных металлических сплавов в датчиковой аппаратуре // Приборы и системы управления,-1990.-№ 10.-С. 45.

287. Цапенко М.П. Измерительные и информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование: Учебное пособие для вузов. 2-е издание. - М.: Энергоатомиздат, 1985, - 440 с.

288. Чепелев В.Г. Телеметрические системы контроля забойных параметров в процессе бурения // Строительство нефтяных и газовых скважин7 насуше и на море.-1990.-Вып.4. С. 5-11.

289. Чупров В.П. Состояние и перспективы развития забойных телесистем с беспроводным электромагнитным каналом связи // НТВ Каротажник, вып. № 86, Тверь, изд-во АИС, 2001. С. 144-148.

290. Чупров В.П., Епишев О.Е., Платонов В.В., Миловзоров Г.В. Обеспечение точности измерения траектории горизонтальных скважин // НТВ Каротажник, вып. № 34, Тверь, изд-во АИС, 1997. С. 115-118

291. Шишкин О.П., Грачев Б.А. К теории гальванического канала с забоем на переменном токе. Нефть и газ, № 6, 1962.

292. Шишкин О.П., Грачев Б.А. О возможностях канала связи по трубам в скважине. Нефть и газ, № 7, 1962.

293. Щербань А.Н., Черняк В.П. Прогноз и регулирование теплового режима при бурении глубоких скважин. М.: Недра, 1974. - 248 с.

294. Эрлер В., Вальтер JI. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензорезисторами. М.: Мир, 1974. - 285 с.

295. Ялов Ю.Н. Разработка и внедрение методов и средств контроля при тепловых методах воздействия на пласт. Отчет по теме № 256. Гос. регистр. 77035486. М, ОНТИ, ВНИИ, 1980.

296. Accoustic ЕМ Systems due in 1979 // Oil and Gas J.-1978, 4 / IX.-Vol. 76, №36.-P.l 19-123.

297. Alexander S., Hugh E.H. Radioactivity geophysical prospecting, Pat. USA 3016961, 16.1.62.

298. Anderson S.A., Kerbow O.L. Magnetic tape recorders for down-hole data recovery and use with electronic tubing calipers, J. Petrol. Technology, 1963,15,2.

299. Arps G.L. New Log-while drilling method proves practical. Oil and Gas J., 1964, September, 7.

300. Bennett G. Bore hole logging and apparatus.

301. Bennett G. Photoelectric cell for the automatic exploring of curves, Pat. USA 7 3122422, pr. 26.11.63.

302. Bennett G.D., Mayes F.M. Apparatus for bore hole drill and logging, Pat. USA 3016963, pr. 16.01.62.

303. Chaney P.E., Mayes F.M., Bennett G., Jones G.M. New ewim logger run through drill pipe, Oil and Gas J., 1959, 57, 16, p.p. 112-113.

304. Eggers Herman-Ragner. Zuleitungseinfluss bei Widerstandartermometern und seine Reseitung durch sechseckbriecke, Messen und Priefen, 1978, 74,185-188.

305. Krasnow S. Method and apparatus for taking physical measurements in bore holes, Pat. USA, 2421436, pat. 3.7.1947.

306. Krasnow S., Curtiss L.F. Method and apparatus for direct recording of bore hole radioactivity, Pat. USA, 2409436, 15.10.1946.

307. Lebourg M.P., Tangny D.R. Improved Formation Evaluation with LogTest-Log Technique. J. of Petroleum Technology, November, V. 18, 11, 1966.

308. Martin G.G. Logging while drilling, Pat. USA № 2941784, p. 21.6.1960.

309. Mayes F.M., Weir G.G. Bore hole logging apparatus providing a pulse apace modulated record, Pat. USA 3055404, fil. 10.9.57, pat. 20.11.62

310. Mildenberger D. Enfluss der Zuleitungen bei Temperaturmessung mit Widerstandsthermometorn Hansa, 1972, 109, 3, 244 247.

311. New 1.00 in diameter single shot survey tool // Mining J.-1984, Vol. 302. -№ 7050.-P. 142.

312. Projektierungbeispiele won MSR Aufgaben Temperaturmessung mit

313. Widerstandsthermometorn. Ex z, 1976, № 6, p 24 - 25.

314. Roberts W. F., Jonson H. A. System is available for measuring hole direction // Oil and Gas J.-1978, 29 / YI.-Vol. 76.-№ 22.-P. 68-70, 75, 76.

315. Сгибов А.П., Трухачев Б.С., Носовский A.B. Температурная компенсация ухода нуля мостового преобразователя // Приборы и системы управления. 1975. №11, С. 24-26.

316. Проектирование датчиков для измерения механических величин. Под ред. Осадчего Е.П. М.: Машиностроение. - 1979. - 408с.

317. ОСТ 1 00131-75. Система единства измерений при испытаниях летательных аппаратов. Преобразователи измерительные. Нормируемые метрологические характеристики. 1975. - 14с.

318. Яковлев О.В„ Евдокимов В.И., Сгибов А.П. Компенсация температурного изменения чувствительности полупроводниковых тензопреобразовате-лей. // Тр. МВТУ им. И.Э. Баумана, 1976. №247. - С.48-55.

319. Пат 3898695 (США). Semiconductor pressure transducer employing novel temperature compensation mens / Solomon J.E., Zias A.R.

320. Берлинский A.C., Гридчин B.A., Макаров E.A. Применение операционных усилителей для термокомпенсации полупроводниковых тензометри-ческих мостов. // Метрология. 1977. - №6. - С.ЗЗ.

321. Коловертнов Г.Ю., Лялин B.E., Сенилов M.A. Построение модели разреза геологоразведочной скважины // Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. 2004. - С.42-49.

322. Коловертнов Г.Ю., Сенилов М.А. Применение составной сети РСА-TSK для анализа результатов геофизического исследования скважин // Вестник Московской академии рынка труда и информационных технологий. 2004, №12 - С.36-41.

323. Сапельников В.М., Хакимов P.A., Коловертнов Г.Ю. Цифроанало-говые преобразователи для воспроизведения тригонометрических функций // Измерительная техника. 2001. №3. - С. 17-20.

324. Коловертнов Г.Ю., Сапельников В.М., Хакимов P.A. Широкополосный цифроуправляемый калибратор фазы с каскадным включением ЦАП // Материалы VI-го Всероссийского Совещания-семинара «Инженерно-физические проблемы новой техники». М., 2001. - С. 154-155.

325. Сапельников В.М., Галлиев А.Л., Коловернов Г.Ю. Базовые устройства цифровой и вычислительной техники / Учебное пособие. Изд-е Башкирск. гос. ун-та. Уфа, 2001. - 160с.

326. Сапельников В.М., Коловернов Г.Ю., Вахитов P.P. и др. Умножитель частоты и фазы на основе каскадно включенных ЦАП // VIII Всероссийская НТК Состояние и проблемы измерений. М.: МГТУ им. Баумана, 2002. -С.153-154.

327. Sapelnikov V.M., Maksutov A.D., Kolovertnov G.Ju etc. Functional digital-to-analog converters new opportunities of instrument making // 10th IMEKO TC7 International Symposium. - St.Petersburg, 2004. - P. 105-111.

328. Патент № 2184845, РФ, 7 Е 21 В 47/022. Устройство для определения углов искривления скважины и положения отклонителя при бурении / Г.Н. Ковшов, Г.Ю. Коловертнов, В.А. Бондарь и др. (1Ш). № 2001109367, Заявл. 06.04.2001; Опуб. - Бюл. 10.07.2002, №19.

329. Патент № 2180966, РФ, 7 в 01 Я 27/26, 27/02. Способ определения параметров двухполюсников / Л.В. Сарваров, Ю.Д. Коловретнов, Г.Ю. Коловертнов и1 др. (Щ). № 2000112434, Заявл. 17.05.2000; Опуб. - Бюл. 27.03.2002, №9.