SU1087082A3 - Система передачи данных дл буровых скважин - Google Patents

Abstract

1. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ДЛЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН, содержаща  наземную часть с приемниками информации, кабель св зи и глубинную часть с одним или несколькими глубинными приборами, каждый из которых выполнен в виде корпуса удлиненной формы, в котором установлены блок питани  и измерительный элемент со вторичным преобразователем , отличающа с  тем, что, с цепью повьпиени  надежности. наземна  часть снабжена модемом, процессором , шинами, генератором сигналов специфичных адресов и генерато- , ром сигналов универсальных адресов, а глубинна  часть снабжена модемом, процессором, шинами и интерфейсными схемами, причем модемы каждой части подключены к кабелю св зи и соответствующему процессору, а шины глубинного прибора соединены с процессором и со вторичными преобразовател ми посредством интерфейсных схем со схемами распознавани  специфичного и универсального адреса, подключенных параллельно к шинам, а шины наземной части подключены к процессору и параллельно соединены с приемниками и О) с генераторами сигналов специфичных и универсальных адресов. с 2. Система по п. 1, о т л и ч аю щ а   с   тем, что корпус каждого глубинного прибора выполнен по торцам с электрическими разъемами с резьбовыми соединени ми дл  подклю00 чени  к кабелю св зи или к одному из глубинных приборов. о 00 1C

Description

Изобретение относитс  к геофизическому приборостроению и предназначено дл  использовани  в система передачи данных дл  буровых скважин Известно устройство дли передачи информации из скважины на поверхност по кабелю св зи fl1. Известна система передачи данных дл  буровых скважин, содержаща  наземную часть с приемниками информации , кабель св зи и глубинную часть с одним или несколькими глубинными приборами, каждый из которых выполне в виде корпуса удлиненной формы, в котором установлены блок питани  и измерительный элемент со вторичным преобразователем 21. Недостатком системы  вл етс  труд ность осуществлени  обмена информаци между глубинными приборами и наземной частью, что снижает ее надежност Целью изобретени   вл етс  повышение надежности системы. Поставленна  цель достигаетс  тем что в системе передачи данных дл  буровых скважин, содержащей наземную часть с, приемниками информации, кабель св зи и глубинную часть с одним или несколькими глубинными приборами каждый из которых выполнен в виде корпуса удлиненной формы, в котором установлены блок питани  и из ;ерител ный элемент со вторичным преобразова телем, наземна  часть снабжена модемом , процессором, шинами, генератором сигналов специфичных адресов и генератором сигналов универсальных адресов, а глубинна  часть снабжена модемом, процессором, шинами и интерфейсными схемами, причем модемы . каждой части подключены к кабелю св зи и соответствующему процессору а шины глубинного прибора соединены с процессором и с вторичными преобразовател ми посредством интерфейсны схем со схемами распознавани  специфичного и универсального адреса, подключенных параллельно к шинам, а шины наземной части подключены к процессору и параллельно соединены с приемниками и с генераторами сигна лов специфичных и универсальных адре сов. При этом корпус каждого глубинного прибора выполнен по торцам с электрическими разъемами с резьбовыми соединени ми дл  подключени  к кабелю св зи или к одному из глубинных приборов. На фиг. 1 представлена системы; на фиг. 2 - схема структуры управл ющего сигнала, посьшаемого на глубинную аппаратуру; на фиг.З различные виды модул ции, используемые в системе св зи; на фиг. 4 и 5 - структура команды соответственно со специфичным и универсальным адресом; на фиг. 6 - структура информационного сигнала, передаваемого глубинной аппаратурой на наземную; на фиг. 7 - структура слова состо ний; на фиг. 8 - глубинна  аппаратура и, в частности, канал св зи и его соединени  с глубинным контроллером и приборами; на фиг. 9, 10, 11 - форма различных сигналов, используемых в системе передачи данных; на фиг. 12 - схема универсального интерфейса в сочетании с прибором; на фиг. 13 - схема глубинного контроллера; на фиг. 14 и 15 - соответственно наземный и глубинный модемы; на фиг. 16 и 17 - блок-схема алгоритма работы дл  наземного контроллера, работающего в режимах команда-ответ (фиг. 16) и непрерывной передачи (фиг. 17); на фиг. 18 - схема телеметрического датчика согласно изобретению, образующего головную часть глубинной аппаратуры . Схема системы содержит наземную часть 1, кабель св зи 2 и глубинную часть 3. Наземна  часть 1 содержит модем 4,, процессор (контроллер) 5, шины 6, приемники информации 7 и генераторы В сигналов специфичных или универсальных адресов. Глубинна  часть 3 содержит модем 9, процессор 10, шины 11, измерительные приборы с вторичными преобразовател ми и схемами интерфейса 12. Система передачи данных управл етс  наземным процессором (вычислительной машиной) и использует кодово-импульсную модул цию. Процессор (контроллер) 5 - основа системы передачи - преобладает над глубинным процессором 10,  вл етс  вычислительной машиной. Процессор 5 соединен с внешними устройствами с запоминающим устройством на тороидальных сердечниках, аппаратом магнитной записи и клавиатурой печатающего устройства. Наземный процессор (контроллер) 5 посылает управл ющие сигналы на различные приборы, например, дл  контро-л  истинности или ложности прибора. Как было указано, система св зи при мен ет только цифровые сигналы. Управл ющие сигналы, посылаемые процессором , образованы из двух слов, причем одно слово содержит п битов, где дл  описываемой формы выполнени  п равно шестнадцати. Одно из этих слов содержит или адрес, называемый специфичньт, принадлежащий определенному прибору, или адрес, называемый универсальньш, распознаваемый всеми приборами. Последний позвол ет посылку информации на все приборы одновременно. При прин тии управл ющих сигналов обычно все приборы отвечают , направл   сигнал данных на UiOBepxHocTb после формировани  импульсов глубинным модемом 9.. На фиг. 2 схематически изображена структура полного управл ющего сигна ла, посылаемого наземной аппаратурой по кабелю на приборы. Исход  из команд 13 и 14, вьздаваемых контроллером 5, наземный модем 4 составл ет полный управл к дий сигнал, добавл   к двум словам 13 и 14 слово обнаруж ни  ошибок 15 и синхронизирующее слово 16. Следовательно, полный упр л ющий сигнал последовательно ив группе содержит синхронизирующее сл во 16, передаваемое наземным моде- г мом и состо щее из семи битов; две команды 13 и 14,вырабатываемые назе ным контроллером и содержащие по шестнадцать битов кажда ; слово обн ружени  ошибок 15, передаваемое наземным модемом и состо щее из семи битов. В описанной форме выполнени  используетс  только команда 14, а втора  команда находитс  в распор жении оператора системы. Когда по кабелю 2 не посылаетс  никакого управл ющего сигнала, наземный модем посылает по кабелю биты со значением 0. Управл ющие сигналы, вырабатываемыё наземным контроллером, кодируютс  согласно форме, изображенной на фиг. ЗА. Биты со значением 1 соответствуют сигналам, имеющим определенный уровень амплитуды, и биты со значением О соответствуют другом уровню амплитуды. Этот код обычно обозначают сокращением NRZL (поп return to zero level). Применение этого кода на уровне передачи по ка белю имеет два недостатка: с одной стороны, передача битов с частотой f вызывает необходимость иметь кабель с полрсой пропускани  О С другой стороны, синхронизаци  затруднена в том случае, когда сигнал содержит последовательность битов с одним и тем же значением 1 или 0. Дп  устранени  этих недостатков наземный модем 4 преобразует кодированные сигналы NRZL в кодированные сигналы (biphase mark), как это представлено на фиг. Зв. Этот код отличаетс  изменением уровн  в начале и конце каждого бита и изменением уровн  в середине каждого бита со значением 1. Благодар  применению этого кода облегчаетс  синхронизаци  управл кнцих сигналов. Что касаетс  полосы пропускани  кабел , котора  должна быть в пределах от О до с тем, чтобы пропускать без искажени  сигналы NRZL с частотой f, то можно показать, что она должна f 3f быть в пределах от - - до у- с тем, чтобы пропускать сигналы с частотой . В описанном примере каждый бит управл ющего сигнала имеет длительность 50 МКС. Следовательно, полоса пропускани  сигналов NRZL равна 10 кГц, но вследствие изменени  уровн  в середине каждого бита со значением 1 частота основной гармоники удваиваетс , т.е. равна 20 кГц. Передача управл ющих сигналов с поверхности на приборы осуществл етс , следова тельно, без несущей частоты и в количестве 20 кбитов (полоса пропускани  10-30 кГц). Можно отметить, что дл  предотвращени  передачи по кабелю крутых фронтов импульса (пр моугольные сигналы) сигналы можно фильтровать на выходе наземного модема 4, округл   форму сигналов. Управл ющие сигналы, передаваемые по кабелю, поступают на глубинный модем 9. Последний выполн ет несколько функций. В первую очередь, он должен откорректировать по частоте глубинный генератор,исход  и-з управ-л ющих сигналов, состо щих из сообщенк  В«4-М, посылаемого наземной аппаратурой . -Вследствие исключительно суровых условий внутри скважины (повышенные температура и давление) может действительно произойти уход номинальной частоты глубинного генератора относительно частоты наземного генератора, поэтому необходимо регу лирование по частоте на уровне глубинного модема. Последний содержит с этой целью устройство регулировани , которое может быть известным в -практике под названием VCO (voltag control oscillator). Глубинный модем должен также показывать , имеют ли поступающие на него биты значение 1 или 0. Поступающие на глу15инный модем сигналы иска жены как по амплитуде, так и по шири не. Поэтому глубинный модем восстанавливает форму сигналов, получа  пр моугольные сигналы, и градуирует сигналы по ширине, т.е. по продолжительности . Глубинный модем также вы вл ет синхронизирующее слово уп . равл ющего сигнала и провер ет истин ность переданного сигнала с помощью слова обнаружени  ошибок. Синхронизирукнцее слово 16 и слово обнаружени  ошибок 15 не передаютс  в глубин ный контроллер 10, передаютс  только команды. Перед передачей глубинный модем демодулирует кодированные сигналы в эквивалентные кодированные сигналы NRZL (фиг .ЗА). Команды передаютс  от глубинного контроллера 10 на наземные приборы по каналу св зи 2. Как уже было указано , адрес, содержапшйс  в командах может быть или специфичным,относ щимс  к одному прибору, или универсальным . В первом случае речь идет о частном указании, даваемом прибору Именно это происходит каждый раз, ко да результаты измерений, проведенных прибором, транспортируютс  на поверх ность: прибору даетс  указание выдат данные, хран щиес  в пам ти (регистр со сдвигом), которой он снабжен. На фиг. 4 схематически изображена структура команды 14 (фиг. 2) дл  случа  специфического адреса. Семь 9-15 используютс  дл  кодированного адреса прибора. Следовательно , имеетс  возможность кодировать 27 различных адресов, т.е. примен ть 27 или 128 различных приборов. Разумеетс , это количество приборов очень велико и хорошо показывает вбзможности системы передачи. Бит 8-го разр да  вл етс  битом контрол  истинности, который принимает значение 1, когда соответствующий адресу прибор получает указание на посылку данных. Когда бит контрол  истийности имеет значение О, все происходит так, как будто прибора не существует Эта возможность  вл етс  преимуществом , особенно дл  выключени  из схемы определенного прибора, не меша  другим приборам посьшать свои данные. Бит 7-го разр да  вл етс  битом инициализации . Бит 6-го разр да, называемый битом последнего прибора, используетс  дл  указани  данному прибору о том, что он должен посылать обратный сигнал в глубинный контроллер по истечении передачи своего сообщени . Биты от 0-го до 3-го разр дов используютс  дл  того, чтобы указать прибору число слов, которое он должен передать.Число слов может мен тьс  от нул  до п тнадцати, так как используютс  четыре бита. Биты 4-го и 5-го разр дов используютс  или по усмотрению оПератрра, или дл  увеличени  числа слов, которые долженпослать прибор. Если бит 4-го разр да используетс , то максимальное число слов, которое может послать прибор, тридцать одно, и если бит Зто разр да также используетс , то максимальное число слов шестьдес т три. . Когда по кабелю посылаетс  управ- i л ющий сигнал, содержащий так называемый универсальный адрес, то последний распознаётс  всеми приборами. Управл ющий сигнал с универсальным адресом приводит все приборы в своего рода -положениеприема приказа, который последует. Этот приказ посыпаетс  специфическим управл ющим сообщением, которое следует за сообщением с универсальным адресом. Последнее сообщение используетс  дл  отбора режима работы системы св зи. Используетс  только команда 14, втора  команда 13 не используетс  и не находитс в распор жении оператора в противоположность команде со специфическим адресом . На фиг. 5 изображена структура комйнда с универсальным адресом. Биты от 9-го до 15-го разр дов используютс  дл  указани  универсального.адреса, т.е. адреса, распознаваемого всеми приборами. В изображенном на фиг. 5 примере этот универсальный адрес имеет значение сто семьдес т шесть в вось меричном коде. Бит 8-го разр да  вл етс  битом инициализации. Биты 6-го и 7-го разр дов  вл ютс  битами контрол  истинности: когда оба бита имеют значение 1, все приборы одновременно контролируютс  на истинность, когда

ит 6-го разр да имеет значение О бит 7-го разр да значение 1, все риборы одновременно контролируютс  а ложность. Это используетс  в случае поломки, когда дл  обнаружени  неисправного прибора одновременно все приборы привод тс  в ложное состо  ние, а затем один за другим в истинное состо ние дл  их раздельной проверки . Биты от 0-го и 3-го разр да не используютс . Биты 4-го и 5-го раЗ р дов служат дл  определени  режима работы системы св зи и выбора способа обмена информацией между поверхностью и забоем.

Система передачи данных по изобретению позвол ет в действительности осуществл ть несколько режимов работы и два режима передачи данных, называемых полудуплексной и дуплексной св зью. Согласно режиму работы команда-ответ наземный контроллер посылает управл ющее сообщение на определенный прибор и ожидает ответа от этого прибора перед тем, как послать следующее управл ющее сообщение. Этот способ избираетс  тогда, когда биты 4-го и 5-го разр дов имеют значение О и когда бит 8-го разр да имеет значение 1, Наоборот, в режиме непрерывной передачи данные, идущие от приборов, непрерывно посылаютс  на поверхность. Режим непрерывной передачи выбирают, дава  битам 4-го и 5-го разр дов значение 1, Можно использовать третий режим псевдонепрерывной передачи. Этот режим характеризуетс  тем, что все приборы одной цепи посылают сообщение через 16,6 мс (запуск, производимый от напр жени  питани  60Гц), затем прекращают посыпку. Этот режим избираетс  приданием биту 4-го разр да значени  О и биту 5-го разр да значени  1.. Когда бит 4-го разр да имеет значение 1 и бит 5-го разр да О, команды могут посылатьс  с поверхности, но приборы не дают никакого ответа.

Данные могут быть переданы в режим полудуплексной св зи или в режиме дуплексной св зи. Управл ющий провод приборов и провод передачи данных на поверхность разделены, При передаче в режиме полудуплексной св зи информаци  проходит по прово- дам неодновременно. Наоборот, в режиме дуплексной св зи информаци  может быть передана одновременно в обоих направлени х, на поверхность и в забой . Изменение способа передачи от режима полудуплексной св зи на режим двуплексной св зи и наоборот осуществл етс  просто изменением программировани  наземного контроллера, а материальна  часть наземной и глубинной аппаратуры остаютс  без изменени ,

Обычно режим работы команда-ответ используетс  с режимом передачи в полудуплексной св зи. Однако возможно использовать режим работы команда-ответ с режимом дуплексной св зи, В этом случае наземный контроллер может посылать второе управл ющее сообщение в то врем , когда прибор отвечает на первое сообщение. Можно показать, что этот режим работы позвол ет на полную мощность использовать линию от приборов к поверхности , когда количество передаваемой на поверхность информации больше, .чем количество управл ющих сигналов, посьшаемых на приборы (что обычно имеет место),

Когда управл ющий сигнал со специфическим адресом передан глубинным контроллером на приборы и один из этих приборов распознал свой адрес, этот прибор посыпает обратно в глубинный процессор 10 сигнал о приеме команды AR, Если контролллер не принимает сигнала AR, он делает вывод, что прибор не сработал или не получил управл ющего сигнала, В случае универсальной команды сигнал AR отсутствует; принимаетс , что эта универсальна  команда была распознана всеми приборами. Вместо использовани  сигнала AR возможно также присоеди нить к каждому прибору схему обнаружени  кода ошибки.

Если предположить, что управл ющий сигнал достиг прибора или всех приборов , то сигнал данных посыпаетс  на поверхность. Дл  этого глубинный контроллер запрашивает глубинный модем о генерировании синхронизирующего кода. Затем глубинный контроллер посылает так называемое слово состо ний и, наконец; приборы получают приказ на посылку своих данных. Это схематически изображенона фиг, 6, на котором показана структура сообщени , передаваемого глубинной аппаратурой на наземную. Синхронизирующее слово содержит шестнадцать битов вмес то семи дл  управл ющего сообщени  на приборы. Это вызвано тем, что информаци  в одном сообщении, передаваемом на поверхность, может быть больше , чем в сообщении, передаваемом в забое, и -что чем больше битов используетс  дл  опознани  синхронизиру ющего кода, тем меньше возможность не правильной синхронизации. Слово состо ний подробно изображено на фиг.7 Затем следуют данные, поступающие от приборов. Эти данные представлены в форме слов от 1 до п, где в описанном примере п может максимально равн тьс  шестидес ти одному. Каждое слово состоит из шестнадцати битов. Когда работа осуществл етс  в режиме команда-ответ, данные сообщени  исход т из одного прибора. Наоборот, в режиме непрерывной передачи сообщение содержит последователь ность информационных слов, исход щих от последовательного запроса приборов . Кажйый прибор посыпает определенное количество слов и группа слов посланных приборами, образует слова от 1 до п. Так, например, прибор № 1 может послать три слова, прибор № 2 одно слово, прибор № 3 - п ть слов и т.д. Наконец, посьшаетс  слово кода обнаружени  ошибки. Код ошибки содержит шестанадцать битов, причем п тнадцать битов используютс  дл  собственно кода, а один бит дл  индикации хорошей или плохой работы прибора Если этот бит имеет значение 1, это означает, что прибор правильно послал Обратный сигнал в конце передачи своего сообщени , если это не так, то бит имеет значение 0. На фиг. 7 схематически изображено слово состо ний 17 с фиг 6. слог во генерируетс  глубинным контроллером каждьй раз, когда глубинна  аппаратура посыпает ответ. Бит 0-го разр  да принимает значение 1, если один или несколько управл ющих сигналов прин ты с ошибками. Бит 1-го разр да указывает на то, что вьш1е или ниже уровень управл емого сигнала порога определенной амплитуды. Бит 2-го разр да указывает на то, что не был ли распознан адрес одним или несколькими приборами, следовательно, не был ли передан сигнал AR. Бит 3-го разр да принимает значение 1, если сообщение было правильно. Биты 4-го и 5-го разр дов используютс  дл  воспроизведени  примененного режима работы, например режима команда-ответ или режима непрерывной передачи. Бит 6-го разр да используетс  дл  указани  прин та ли универсальна  команда., Длина сообщени , посылаемого глубинной аппаратурой, указываетс  битами 7-12-го разр да. Следующие биты 13-го и 14-го разр дов не используютс . Бит разр да 15 указывает на хорошую или плохую работу системы: он указывает, что по меньшей мере один из битов 0-го, 1-го и 2-го разр дов извещает об ошибке. Таким образом, оператор немедленно оповещает о плохом или хорошем функционировании системы , справл  сь о состо нии бита 15-го разр да. На фиг. 8 схематически изображено соединение приборов с каналом св зи (изображено только два прибора, но в действительности можно подсоединить гораздо большее их количество). На фиг. 8 видно, что каждый прибор 12 схематически изображен в виде трех различных частей: часть 18, котора  представл ет собой собственно прибор, например датчик давлени , датчик радиоактивности или акустический датчик часть 19, имеюща с  в каждом приборе, например электронна  схема, св занна  с датчиками, и универсальный интерфейс , соединенный с каналом св зи (шины) 11. Этот интерфейс, идентичный независимо от типа прибора, позвол ет соединить любой прибор с каналом св зи, если информаци , выдаваема  прибором, представлена в цифровой форме. Таким образом, достигаетс  стандартизаци  соединений приборов глубинной аппаратуры. Сигналы, выдаваемые собственно приборами, имеют обычно аналоговую форму, в то врем  как интерфейс обрабатывают только сигналы в цифровой форме. Поэтому необходим аналого-цифровой преобразователь в каждой специфической части прибора или на входе каждого интерфейса. Собственно прибор 18 соединен со специфической частью 19. Универсальный интерфейс 20 соединен непосредственно с прибором 18, что позвол ет осуществл ть непосредственную передачу информации, когда нет необходимости пропускать ее через специфическую часть 19. Эти соединени  служат дл  контрол  или управлени  собственно прибором: например, они используютс  дл  команды на открытие лапы или лап прибора , когда последний снабжен лапами. или дл  подачи электрического тока. Информаци , посылаема  прибором в фор ме датчика, проходит от прибора 18 на специфическую часть 19 по соединению 21. Эта информаци , обычно относит с  к измерени м физической величины или величин, проводимым прибором 18 Но она может относитьс  и к самому прибору, например его состо нию. Речь может идти, например, об открытом или закрытом состо нии лапы прибора. Посылаема  прибором 18 информаци  транспортируетс  от специфической час ти 19 на универсальный интерфейс 20 по соединению 22. В специфической час ти 19 сигналы претерпевают соответствующую электронную обработку, например усилие, формирование импульсов и др. Это обычна  обработка в известных в насто щее врем  коротажных зондах и не требует подробного описани  Кроме того, информационные сигналы в аналоговой форме преобразуютс  в цифровую форму обычным аналого-цифровым преобразователем. . Глубинный контроллер 10 присоединен к каналу св зи 11 так же, как и приборы. С точки зрени  передачи данных контроллер рассматриваетс  как прибор. Следовательно, контроллер содержит универсальный интерфейс 20 и собственно контроллер 24. Контроллер св зан с приборами каналом св зи .11..Канал св зи (шины) 11 состоит из п ти электрических проводов. Конец канала адаптирован с характеристическим сопротивлением схемы с помощью сопротивлений 25, соединенных с массой . Глубинна  аппаратура должна быт малогабаритной и поэтому дл  канала св зи использовано только п ть 26-30 проводов. Первый провод 26 транспортирует управл ющие сигналы D. Donnec ( D.D) и нисход щие синхронизирующие импульсы D. Horloge (D.H) с частотой 20 кГц. Затем сигналы, перед которыми стоит буква D, передают с  от наземной аппаратуры на глубинную и обратно; сигналы, перед которыми стоит буква и, передаютс  от глубинной аппаратуры на наземную. Видно, что управл ющие сигналы и синхронизирующие импульсы транспорти руютс  по одному проводу. Второй про вод 27 выделен дл  сигналов AR, посы лаемых универсальными интерфейсами 2 когда они распознали свои адреса. Третий провод 28 используетс  дл  передачи на поверхность данных U. Donnees (U.D)-, исход щих от приборов. Количество данных, передаваемых от глубинной аппаратуры на наземную, обычно больше управл ющих сигналов, передаваемых от наземной аппаратуры на глубинную, т.е. информаци , которую нужно передать на поверхность, значительно больше информации, которую нужно передать в скважину. Поэтому частота передачи должна быть больше дл  пересылки информации из скважины на поверхность (40-80 кГц), она .почти соответствует верхнему пределу передачи сигналов по кабелю без искажени . Синхронизирующие импульсы с частотой. 80 или 40 кГц вырабатываютс  генератором, встроенным в глубинном модеме. Генератор может быть независимым или св занным с генератором импульсов с частотой 20 кГц размеп1енньм на поверхности. Когда закончен цикл выбора приборов, на п тый провод 30 канала св зи посылаетс  обратный импульс Retour (возврат ) дл  оповещени  глубинного контроллера . В режиме непрерывной передачи прибор, посылающий сигнал Retour (возврат), размещен последним в схеме приборов, передающих данные. Последним прибором в схеме  вл етс  тот, который прин л команду, в которой бит шестого разр да прин л значение 1 (см. фиг. 4). В режиме непрерывной передачи импульсы иН пересылаютс  последовательно от одного прибора к другому. Эти синхронизирующие импульсы  вл ютс  в некотором роде сигналами выбора. Каждый прибор содержит в интерфейсе запоминающее устройство, в котором хран тс  данные. Импульсы UH позвол ют переслать содержимое пам ти на наземную аппаратуру, причем синхронизирующий импульс запускает передачу бита информации. Емкости запоминающих устройств, фактически регистров сдвига , небольшие и позвол ют хранить лишь небольшое число слов на прибор. Полный цикл -выбора, осуществл емый передачей данных приборов по кабелю, соответствует Последовательности п слов, содержащих каждый по 16 битов (фиг. 6). Когда передана информаци  последнего прибора, т.е. в конце цикла выбора, этот последний прибор посьшает на контроллер сигнал Retour (возврат). Этот сигнал позвол ет ввести в запоминающие устройства приборов

новые данные и подать импульсы на вход первого прибора, таким образом, система готова к следующему циклу выбора.

В режиме команда-ответ на определенный прибор посьшаетс  специфичес- . кий управл ющий сигнал. Затем содержимое пам ти этого прибора посьшаетс  в кабель и транспортируетс  в контроллер . Когда содержимое пам ти передано полностью, прибор посыпает сигнал JQ Retour (возврат) дл  оповещени  глубинного контроллера; запоминающее уст ройство может принижать новые данные. Дл  передачи на поверхность другой информации того же прибора или друго 5 го прибора наземный контроллер должен вновь послать Специфический управл ющий сигнал.

На фиг. 9 изображены кодирование и декодирование информационных (ynpaB л ющих) и синхронизирующих сигналов, посылаемых от наземной аппаратуры на глубинную. При рассмотрении фиг. 3 уже было указано, что сигналы, передаваемые наземным модемом на глубинный модем, представл ют собой кодированные . сигналы В{5-М 50. Они содержат информационные и синхронизирующие сигналы. Глубинный модем восстанавливаеТВ отдельности форму информацион ных и синхронизирующих сигналов, изо раженных на фиг. 9 соответственно D. Horloge (DH) и D. Donnl.es (D,D). Эти типы сигналов посылаютс  в глуби который снова преобр ный контроллер, в единый сигнал, обозначензует их ный D. Signal (DS), который посылает с  по проводу 26 канала св зи, соеди н ющего приборы с глубинным контроллером . Объединение двух сигналов про изводитс  с целью экономии одного провода в канале св зи. Объединение подчин етс  следующим правилам если DD 1 и DH 1, то D + 1. Если DH О, то D 0. Если DD О и DH 1, то D 1. Следовательно, сигнал D может быть трех уровней +1, О и -1, как иаображено на фиг. 9. Интерфейсы, исход  из сигнала DC, восстанавливают синхронизирующие и информационные сигналы. Сигнал DS мог подвергнутьс  значительному иска жению и, поступа  в интерфейсы, може ( иметь форму, аналогичную изображенной на фиг. 9 D. Signal FiPtre.Ин терфейсы располагают двум  пороговьм величинами -ь 2 фильтрации сигнала DS. Таким образом восстанавливают информационные и синхронизирующие сигналы, как показано на фиг.9 D. Donnees Rest и Horloge Rest. Видно, что отсутствие синхронизирующих сигналов совпадает с отсутствием информационных слов.

Управл ющий сигнал содержит максимально два слова по шестнадцать битов каждое. Следовательно, максимальна  длина сигнала D. Donnees Rest составл ет тридцать два бита, т.е. тридцать два импульса D. Xorloge Rest. Когда на интерфейсы поступает сообщение, они отсчитьшают тридцать два синхронизирующих импульса и в конце посылают предупредительньй сигнал, как изображено на фиг. 9. Это в некотором роде самообнаружение конца сообщени . Пщин тое слово объ вл етс  истинным. если оно содержит тридцать два бита. если это не так, то оно не учитываетс  интерфейсом. Синхронизаци  сигналов, поступивших на глубинное оборудование, показана на фиг. 10. Уже было упом нуто, что управл ющие сигналы, кодированные в виде В{5-М дл  транспортировки по кабелю между наземной и глубинной аппаратурой, декодируютс  глубинным модемом дл  восстановлени  формы синхронизирующих и информационных сигналов , изображенных на фиг. 10 под обозначение MD. Horloge (MDH) и MD Donnees (MDD), причем MD обозначает .нисход щий модем. Когда глубинный модем распознал синхронизирующее слово управл ющего сигнала (обозначение 16 на фиг. 2), он выдает сигнал Message (сообщение), соответствующий логическому состо нию 1 в течение тридцати двух синхронизирующих импульсов (длина двух команд по щестнадцати битов кажда ). Начало сигнала Message, обозначенное на фиг.10 цифрой 31, соответствует концу обнаружени  синхронизирующего кода, сдвинутого, однако, вперед на четверть периода синхронизирующего импульса . Конец 32 согласно Message запаздьшает также на четверть периода синхронизирующего импульса. Глубинный модем провер ет истинность поступившехо управл ющего сигнала , анализиру  код ошибок 14 (фиг 2) Если модем обнаруживает ошибку, он вьщает сигнал Erreur (ошибка) 33. Сигналы Message и Erreur посылаютс  на глубинньй контоллер , который пропускает сигналы MDH только в том случае, если сигнал Message в логическом состо нии 1 и если сигнал Erreur в логическом состо нии 0. Так получают в самом глу бинном контроллере сигнал DH 34. Таким же образом в глубинном контроллере вырабатываютс  сигналы DD 35, если сигнал Message в логическом состо нии 1 и если сигнал Erreur в логическом состо нии 0. На фиг. 11 показана синхронизаци  различных сигналов дл  передачи данны от глубинной аппаратуры на наземную. Синхронизирующие импульсы с частотой 40 или 80 кГц, служающие дл  выбора приборов, выдаютс  глубинным мoдe.мoJM и изображены на фиг. 11 -обозначением ми. Horloge (мин), где MU обозначает модем на поверхность. Диалог между глубинным модемом и глубинным контроллером осуществл етс  с помощью сигналов Emission (посыпка) и Ргеfa Emettre (готов к посыпке), изображенных на фиг. 11 цифрами 36 и 37. Сигнал Prefa Emettre посылаетс  на глубинный контроллер глубинным модемом , когда последний готов к передаче данных на поверхность. Сигнал Emis-sion посылаетс  глубинным контроллером на глубинньш модем, когда глубинный контроллер располагает данными дл  передачи на поверхность. В режиме работы команда-ответ сигнал Emission приводитс  Б логическое состо ние О в конце каждого сообщени , направл емого на поверхность. В режиме непрерывной передачи сигнал Emission приводитс  в догическое состо ние 1 сигналом Retour. Глубинный модем оповещен о том, что данные необходимо транспортировать на поверхность с прин тием сигнала Emission 1. В этом случае глубинный модем генерирует синхронизирующий код (38 на фиг. 6), затем посылает на глубинный коллектор сигнал Pret i Emettre 37 Синхронизирующие импульсы UH 39 посы лаютс  контроллером на приборы дл  выборки данных. Сигналы UIl, выдаваемые глубинным контроллером, не что иное, как сигналы MUH, выдаваемые глубинным модемом, когда сигнал Emission 9. логическом состо нии 1 и сигнал Pr&t Eraettre в логичес ком состо нии 1. Выбранные синхронизирующими импул сами приборы посылают свои данные в канал св зи. Эти данные поступают на модем через глубинный контроллер. Он представлены на фиг. 11 сигналом ;MUD 40. Видно, что данные приборов выбираютс  задними фронтами синхрони зирующих импульсов 39. Когда сообщение передано, вьщаетс  сигнал Retour 41. Глубинный контроллер генерирует сигнал подтверждени  возврата 42, когда он принимает сигнал Retour 41. Наземна  аппаратура соединена с глубинной аппаратурой с помощью обычного многожильного кабел  (в описанном примере вьтолнени  собственно кабель состоит из семи электрических проводов). Электрический ток питани  дл  глубинной аппаратуры подаетс  в забой по иным проводам кабел , отличающимс  от проводов, используемых дл  транспортировки данных. Однако электрический ток питани  может проходить в тех проводах, по которым передаетс  информаци . В этом случае на входе глубинного модема необходимо использовать фильтр. Этот кабель обычно используют в большинстве каротажных операций. Со ссылкой на фиг. 3 упом нуто, что управл ющие сигналы, выдаваемые наземным контроллером, кодируютс  в виде NRZL. Наземный модем преобразует эти сигналы в кодированные сигналы В«5-М (фиг. ЗА и ЗВ ). Сигналы передаютс  по кабелю от наземного модема на глубинный модем. Модул ци , используема  дл  передачи информационных сигналов от приборов на поверхность,  вл етс  фазовой модул цией известного типа, называемого PSK. Можно отметить, что модул ци  дл  управл ющих сигНалов не использует несущей частоты .в противоположность модул ции PSK дл  информационных сигналов приборов. В соответствии с кодом KRZM (поп return to zero mark) уровень сигнала не принимаетс  в расчет, так как биты 1 представлены в виде изменени  уровн  в одном или другом направлени х (увеличение или уменьшение уровн ) и биты О представлены в виде отсутстви  изменени  уровн . Кодированные сигналы -PSK в действительности  вл ютс  сигналами, полученными с помощью несущей волны (80 кГц), модулированной кодированными сигналами NRZM по двум фазам дл  модул ции .с частотой 40 кГц или по четырем фазам дл  модул ции с частотой 80 кГц. Модул ци  PSK позвол ет дл  данной 1710 полосы пропускани  передавать максимальное количество информации. Информационные сигналы, посыпаемые приборами, кодируютс  в виде NRZL. Эти сигналы глубинным модемом преобразуютс  в код PSK и затем передаютс  по кабелю на наземный модем Последний снова преобразует код PSK в код NRZL. На фиг. 12 схематически изображен универсальный интерфейс, обозначенны на фиг. 8 цифрой 20. Этот интерфейс содержит пороговую схему со значениСхема преобразует + 2 . 2 сигнал DS в сигнал DH и в сигнал DD (см. фиг. 9). Оба эти сигнала поступают на вход схемы распознавани  адреса 42, котора  может быть обычной декодирующей схемой. Эта схема вьщае сигнал на вход 43 схемы выборки адре са 44, когда адрес интерфейса распоз нан схемой 42, и сигнал на вход 45 универсальной схемы 46, когда интерфейс распознал универсальный адрес. Схема 42 выдает также сигнал AR. Схе ма выборки адреса 44 запоминает сигнал DD, поступающий на ее вход 47, когда в сигнале DS содержитс  специфический адрес, и универсальна  схем 46 запоминает сигнал DD, когда в сиг нале DS содержитс  универсальный адрес . Универсальный адрес и специфический адрес интерфейса,т.е. адрес прибора , избираютс  путем соединени  прово дами схемы распознавани  адреса 42. Схема выборки адреса 44 и универсальна  схема 46, составл ющие запоминающую часть интерфейса, могутбыть, например, буферными регистрами последовательно-параллельного действи . Содержимое счетчика 48 приводитс  к величине, соответствующей длине сообщени , которое необходимо передать на поверхность (биты от 0-го до 5-го разр да на фиг. 4). Дл  этого логические состо ни  битов от 0-го .до 5-го разр да поступают на входы 49 счетчика 48. Эти логические состо ни  вошли в счетчик, т.е. длина сообщени  учтена, когда схема ответа 510 посыпает сигнал на вход 51 счетчика . Счетчик принимает синхронизирующие импульсы иН на входе 52. Когда его содержимое достигает нулевой величины, он посылает сигнал на вход 53 схемы ответа 50 таким образом, что эта схема выдает сигнал Retour (возврат). 2 18 Как показано на фиг. 8 и 12, интерфейсы могут принимать или посылать сигнал Retour (возврат). Действительно , сигнал Retour (возврат) посылаетс  интерфейсом в конце сообщени , т.е. когда содержимое счетчика 48 равно нулю. Этот сигнал принимаетс , с одной стороны, контроллером , который оповещает об этом глу-бинный так, что последний заканчивает свое сообщение посылкой слова ошибки (54 на фиг. 6) и, с другой стороны, другими интерфейсами таким образом, что они не передают данные в канал св зи, пока посылающий интерфейс не закончил свою передачу. Это осуществл етс  при разрешении в схеме ответа 50 передачи данных от клеммы UD (вход) на клемму OD (выход) только в том случае, если сигнал Retour (возврат) прин т на клемме Retour (возврат) схемы 50. Все же дл  того, чтобы телеметрическа  система не прекратила свою работу , когда интерфейс, послав свои данные , не сигнал Retour (возврат), например при неисправности интерфейса, контроллер посылает сигнал Retour (возврат) в конце отрезка времени, соответствующего максимальной длине сообщени , которое нужно передать. Эта длина определ етс  битами 7-12 (фиг. 7) слова состо ний , вырабатываемого глубинным контроллером. Регистр Echo (эхо) 55 представл ет собой регистр сдвига, позвол ющий возвратить на наземную аппаратуру команду 14 (фиг. 2) из шестнадцати битов, когда сигнал по вл етс  на выходе Echo (эхо) схемы выборки адреса 44, что соответствует на фиг. 4 логическому состо нию всех битов 0-3 или 0-5, указыва  на длину сообщени . Регистр Echo (эхо) принимает синхронизирующие импульсы иН на входе 56. Возврат на поверхность осуществл етс  тем, что это слово из шестнадцати битов подаетс  параллельно на шестнадцать входов 57 регистра 55., когда поступающий от схем 44 сигнал Echo (эхо) приходит на его вход 58. Слово из шестнадцати битов, содержащеес  в регистре 55, восстанавливаетс  в форму последонательного действи  на выходе 59 регистра 55 и подаетс  в схему ответа 50, котора  посыпает его на поверхность через свою клемму UD (выход ). Регистр Echo (эхо) используетс  дл  проверки нормальной работы систем св зи путем контрол  согласовани  команды, посланной наземной аппаратурой, с командой, прин той (эхо) наземной аппаратурой. Схема ответа 50, осуществл юща  уплотнение данных, посылаемых приборами , может быть выполнена в виде обычной схемы уплотнени  в сочетании с логической схемой контрол  посылки данных в канал св зи. Выходной сигнал DWDT схемы выборк адреса 44 позвол ет ввод данных, содержащих в схеме выборки адреса 44, в регистр сдвига последовательно-параллельного действи  (не показан), с целью временного хранени  в пам ти второй команды 13 (фиг. 2), наход ще с  .в распор жении оператора. Выход DWCK схемы выборки адреса 44 вьщает синхронизирующие импульсы DWCK, позв л ющие управл ть внесением команды 1 в пам ть регистра сдвига. Форма и синхронизаци  импульсов DWCK изображены на фиг. . Когда оператор не ис пользует комннду 13, регистр сдвига не нужен, в противном случае он необ ходим. Сигнал инициализации 1п1 вьвдаетс  универсальной схемой 46 на специфическую часть 19 прибора, с одной сто роны, когда система св зи запущена, и, с другой стороны, когда бит 8-го разр да команды 14 имеет значение 1. Сигнал инициализации может быть такж использован, например, дл  установки на нуль указанного дополнительного регистра, используемого при случае оператором дл  внесени  второй коман ды 13 в пам ть. Сигнал истинности Val по вл етс  на выходе Val, когда интерфейсу дано разрешение на посылку данных. Сигнал Val подаетс  в схему ответа 50. Этот сигнал выдаетс  .схемой 60 истинности принимающей на два входа сигналы VaE и VaS-2 Сигнал VaB посылаетс  схемой выборки адрс са 44, когда бит 8 в специфической команде находитс  в логическом состо нии 1 (фиг. 4). Сигнал Va22 выдаетс  универсальной схемой 46, когда в универсальной команде биты 6 и 7 одновременно наход тс  в логических состо ни х 1. Сигнал Parole вьщаетс  схемой ответа 50, когда интерфейс передает свои данные Информационные биТы, вьщаваемые специфической частью 19 прибора ,поступают на вход UD (вход) схемы ответа 50 и вьщаютс  схемой ответа без изменени , но под контролем ее логи ческой схемы-на выход UD (выход). Режим работы системы, указываемый битами 4-го и 5-го разр дов универсальной команды (фиг. 5), режим непрерывной работы или режим командаответ , сообщаетс  универсальной схемой 46 в схему ответа 50 по соединению 61. Когда в интерфейс поступает команда со- специфическим адресом, т.е. когда данные представлены в схеме выборки адреса 44, схема ответа получает сигнал от схемы выборки адреса 44 по соединению 62. На выходах В4 и В5 схемы выборки адреса 44 по вл ютс  биты 4-го и 5-го разр дов команды фиг, 4. Выходы В4 и В5 соответственно соединены с входами В4 и Б5, если биты 4-го и 5-го разр дов исйользуютс : дл  увеличени  длины сообщени , передаваемого глубинным оборудованием (см. фиг. 4). Биты от 0-го до 5-го разр да управл ющего сигнала, изображенные на фиг. ч, по вл ютс  на выходах 63 схемы выборки адреса 44 и поступают на входы 49 счетчика 48 с целью его предварительной установки в положение на длину сообщени , которое должен передать интерфейс. Содержимое счетчика 48 по вл етс  на его выходах 64. Когда эти выходы в логическом состо нии О, на входе 53 схемы ответа по вл етс  сигнал, указывающий на конец сообщени  (сигнал) Retour (возврат). На выходе интерфейса 20 (фиг. 8 и 12) имеетс  много сигналов на соединительных проводах. Эти сигналы представл ютс  в распор жение оператора , так как их иногда можно использовать в других цел х, а не по назначению . Например, логические состо ни  выходов В4 и В5 схемы выборки адреса можно использовать дл  других целей,-а не только дл  увеличени  длины сообщени , когда нет необходимости в увеличении длины. Логические состо ни  на клеммах 63 и 64, указывающие соответственно длину передаваемого сообщени  и содержимое счетчика 48, можно использовать, например , дл  избирани   чейки пам ти специфической части 19 в зависимости от ее емкости, когда эта специфическа  часть содержит одну или несколько запоминающих  чеек. Сигнал Va2 ( битов 6-го и 7-го разр дов команды с универсальным адресом - фиг. 5 и бита 8-го разр да команды со специфическим адресом - фиг. 4), служащий дл  обнаружени  неисправного прибоpa и его возможного отключени , можно использовать, например, дл  воздействи  на переключатель, позвол кщий включить в цепь избыточный элемент или схему по отношению к неисправному прибору. Предшествующие примеры показывают гибкость применени  и многочисленные возможности глу бинной аппаратуры. На фиг. 13 схематически изображена схема вьшолнени  глубинного контроллера . Глубинный модем принимает управл ющие Сигналы, поступающие с поверхности, и посылает их на глуб ат контроллер в виде сигналов MDD и MDH. Сигналы MDD и MDH поступа ют на два входа регистра последовательно-параллельного действи  65. Регистр принимает также сигнал Message (сообщение) (см. фиг. 10) и выдает на выходе 66 синхронизирующие и информационные сигналы, которые по даютс  в схему распознавани  адреса 67, котора  может быть обычной кодирующей схемой. Когда адрес, содержапщйс  в информационном сигнале,  вл  етс  универсальным, на вход 68 униве сальной пам ти 69 подаетс  сигнал ис тинности, тогда сигнал MDD запоминае с  в этой универсальной пам ти данны 69. Также когда адрес, распознаваемы схемой 67,  вл етс  специфическим адресом контроллера, на вход 70 запо минающего устройства 71, называемого адресной пам тью контроллера, пода етс  сигнал истинности так, что сиг нал MDD запоминаетс  в адресной пам  ти контроллера 71. Сигнал, хран щийс в универсальной пам ти 69, примен ет с  дл  выбора типа диалога, используемого системой св зи (биты 4 и 5 команды, фиг. 5): например, режима команда-ответ, режима непрерывной передачи или режима псевдонепрерывной передачи. Содержимое пам ти 69 подаетс  на вход 72 схемы 73, контролирующей диалог между глубинным модемом и глубинным контроллером. Дл  этого схема 73 получает сигналы MUH Message (сообщение) и Pret а Emettre (готов к посылке). Сигнал MUH преобразуетс  в сигнал ин, как уже было по снено в отношении фиг. 11. Схема 73. выдает сигналы Emission (посылка) и Confirmationde Retour (подтверждение возврата) на глубинный модем и синхронизирующие импульсы UH в схему уплотнени  74, на счетчик 75 и на регистр состо ний 76. Синхронизирующие импульсы ин получены из синхронизирующих импульсов мин, когда синхронизирующие импульсы MUH совпадают с сигналами Emission (посылка) и Fret а Emettre (готов к посылке). Эти импульсы ин заставл ют срабатывать счетчик 75, регистр состо ний 77 и схему уплотнени  74. Причина различи  и синхронизирующих импульсов ин и ин заключаетс  в том, что когда регистр состо ний передает слово состо ний, интерфейсы не должны одновременно передавать данные от приборов (известно, что только импульсы JUH используютс  дл  передачи данных). Хронирующа  схема 73 получает так- же на вход 78 сигнал истинности, посылаемьш схемой обнарз жени  состо ний 77 котора  контролирует нормальную работу системы и указывает на возможную неисправность, а также на сигналы Retour (возврат), Confirmation de Retour (подтверждение возврата) иАЕ. Схема обнаружени  состо ний 77 принимает на входе сигналы Message (сообщение ) , Retour (возврат), AR Niveau Signa2 (уровень сигнала), fransmission (передача) и Command Universelle(универсальна  команда). Она принимает также сигнал Emission (посылка). Использование этих сигналов уже по сн лось. В частности, упом нуто, что сообщение, посыпаемое глубинной аппаратурой (фиг. 6), содержит слово состо ний (фиг. 7). Состо ние (истинность или нет) различных сигналов, прин тых схемой обнаружени  состо ний 77, регистрируетс  в регистре состо ний 76, который может быть регистром последовательнопараллельного действи , загружаемым схемой обнаружени  состо ний 77. Этот регистр выдает сигнал состо ни  на схему уплотнени  74, котора  принимает также сигналы UD, посылаемые интерфейсами приборов. Пам ть контроллера 71 выдает на счетчик 75 максимальную длину сообщени , которое необходимо передать на поверхность. Схема объединени  79 выдает сигнал с трем  уровн ми (фиг. 9), вырабатываемый путем объединени  сигналов MDD и MDH, выдаваемых глубинным модемом . DS выдаетс  только в том случае , если сигнал Message (сообщение ) в логическом состо нии 1 на входе 80 схемы объединени  79 и если схема обнаружени  состо ний 77 выдает сигнал иcтин - ти на вход 81 схе .мы объединени  79. Работу глубинного контроллера, изображенного на фиг. 13, легче пон ть , если обратитьс  к фиг. 7, 9, .10 и 11. Схема обнаружени  состо ний 77 вырабатывает биты разр дов О, 1, 2, 3, 6и 15 слова состо ний (фиг. 7), которые подаютс  на вход регистра состо ний 76, который передает их на вход 82 схемы уплотнени  74 синхронно с синхронизирующими импульсами ин. Хронирующа  схема 73 вьщает импульсы UH на интерфейсы приборов, исход  из импульсов мин, если одновременно имеютс  сигналы Emission (посылка) и Pret а Emettre (готов к посылке) (см. фиг.11). Когда глубинна  аппаратура хочет послать на поверхность сообщение,хронирующа  схема 73 посылает сигнал Emission (посыпка) на глубинный модем дл  сигнализации о том, что у контроллера имеетс  сообщение дл  выдачи. В этом случае глубинный модем прежде всего посылает синхронизи рующее слово 38 (см. фиг. 6) на поверхность , затем сигнал Fret а Eraet tre (готов к посылке) в хронирующую схему 73. Тогда контроллер знает, что модем готов к передаче данных Он вьщает команду в схему уплотнени  74 сначала посылаетс  слово состо ни ( 17 на фиг. 6 и 7) на глубинный моде затем хронирующа  схема 73 направл е импульсы ин на различные интерфейсы приборов так, чтобы осуществить выбо ку данных. По вл етс  сигнал UD на входе схемы уплотнени  74, котора  передает на глубинный модем сигнал MUD (фиг. 11). Когда счетчик 75, показани  которого измен ютс  в ритме импульсов ин от значени , соответствующего максимальной длине передаваемого сообщени  (вьщаваемого пам тью контроллера 71), достигает зн чени  нуль, он посылает сигнал на вход 83 хронирующей схемы 73. Послед ний сигнал или сигнал Retou.r (возврат ) , посыпаемый интерфейсами в схе му обнаружени  состо ний 77 и поступающий на вход 78 хронирующей схемы, подает команду на останов схемы уплотнени  74, котора  прекращает пере 10 2 дачу данных. Из этого следует, что сигнал Emission (посылка) переходит из логического состо ни  1 в логическое состо ние О и что глубинный модем переводит сигнал Fret а Emettre (готов к посьшке) из логического состо ни  1 в логическое состо ние 0. Когда схема обнаружени  состо ний 77 не обнаруживает сигнала AR, в то врем  как сообщение с поверхности распознано , она посьшает сигнал на вход 78 хронирующей схемы 72, котора  управл ет схемой уплотнени  74 таким образом, что последн   посьшает только укороченное сообщение, т.е. сообщение , состо щее только из синхронизирующего слова, слова состо ний и слова ошибки, а информационные слова не посылаютс , они передаютс  только в режиме команда-ответ. Глубинный контроллер может с преимуществом содержать микропроцессор, объединенный с запоминающим устройством . Микропроцессор может быть размещен , например, на входе глубинного контроллера, т.е. между глубинным модемом и контроллером. Микропроцессор может использоватьс  дл  выполнени  различных задач. Управл ющие сигналы, поступающие с поверхности, могут быть помещены в пам ть, объединенную с микропроцессором. Последний передает команды контроллеру в зависимости от готовности контроллера. Этот режим работы представл ет исключительный интерес, в частности, когда система работает в режиме команда-ответ и когда управл ющие сигналы имеют большую длину, чем информационные сигналы. Частота синхронизирующих импульсов выбора приборов (80 кГц) выше частоты, примен емой дл  управл ющих сигналов (20 кГц), поэтому образуютс  интервалы времени, в течение которых глубинна  аппаратура не передает данных. Благодар  микропроцессору ,и объединенной с ним пам ти команды на глубинный контроллер можно адресовать, как только это будет возможно. В режиме непрерывной передачи момент ответа прибора определ етс  его положением в цепи приборов. С помощью микропроцессора пор док ответа приборов может быть независимым от их взаимного положени  в цепи и легко определ тьс  с помощью logiciel . Кроме того, микропроцессор может осуществл ть предварительную обработку данных прибора, уменьша  количество передаваемых на поверхность данных. Примеры выполнени  наземного и глубинного модемов изображены соответственно на фиг. 14 н 15. Каждый модем можно разложить на нисход пщй и восход щий каналы. Нисход щий содержит схемы модема дл  транспортировки информации от наземной аппаратуры на глубинную и нисход щий содер жит схемы дл  транспортировки информации от глубинной аппаратуры на наземную . Наземный модем принимает по нисход щему каналу (фиг. 14) управл ющие сигналы, посылаемые наземньш контроллером. Данные управл ющего сигнала, т.е. слова 13 и 14 из шестнадцати битов каждое, как показано на фиг. 2, последовательно вход т в параллельной форме на шестнадцать входов 83 наземного модема. Первое и второе слова запоминаютс  соответственно в регистрах 84 и 85 из шестнадцати битов каждый. Хран щеес  в регистре 85 первое слово может свободно использоватьс  оператором, а хран щеес  в регистре 84 второе слот во содержит адрес, который может бы1ь или специфическим, или универсальным .Этот адрес может быть также адресом самого наземного модема, ког да управл ющий сигнал предназначен ему. Адрес, содержащийс  в управл ющем сигнале, декодируетс  с помощью схем декодировани  адреса 86. Последн   соединена с логической схемой контрол  87, котора  интерпретирует сигнал , декодированный схемой адреса 86 Если декодированный адрес  вл етс  адресом наземного модема, логическа  схема контрол  87 вьщает сигнал исти ности на вход 88 программной пам ти при этом сигнал позвол ет внести в пам ть 89 два информационных слова, содержащихс  в регистрах 84 и 85 и -подаваемых на входы 90 и 91 запоминающего устройства 89. Когда адрес, декодированный схемой декодировани  адреса 86,  вл етс  адресом прибора или приборов, данные, содержащиес  в двух регистрах 84 и 86, должны быт переданы на глубинную аппаратуру. Со общение, передаваемое по кабелю наземным модемом, кодируетс  в виде В«4-М Сфиг. ЗВ ) и передача осущест/бл етс  на частоте 20 кГц с помощью импульсов, выдаваемых синхронизирующим генератором 92. Структура вырабатьшаемого сигнала изображена на фиг.2.Схема последовательного действи  93 и схема ИЛИ 94 позвол ет модему послать сначала синхронизирующее слово (16 на фиг. 2), затем две команды (13 и 14 на фиг. 2) и, наконец, слово контрол  ошибки (15 на фиг. 2). Логическа  схема контрол  87 посьшает сигнал начала передачи на вход 95 схемы последовательно1о действи  93. Последн   дает команду на генератор синхронизирующих слов 96, который по схеме ИЛИ 94 посылает синхронизирующее слово на вход 97 кодирующей схемы 98. Кодирующа  схема преобразует кодированные сигналы NRZL в кодированные сигналы . Синхронизирующее слово посыпаетс  затем в коде B(i-M по кабелю через усилитель 99. Затем содержимое регистров 84 и 85, т.е. обе команды, подаютс  на вход преобразовател  параллельного кода в последовательный, преобразующий обе команды в последовательный сигнал из тридцати двух битов. Этот сигнал подаетс  на вход 97 кодирующей схемы 98. Оба слова в коде передаютс  по кабелю с помощью усилител  99. Наконец, слово обнаружени  ошибки посылаетс  схемой 100 кода ошибки. Код ошибки передаетс  по кабелю в коде с помощью усилител  99. Логическа  схема контрол  87 по- , сьшает сигнал Transmission en Cours (передача в действии), когда наземный модем передает свои данные. В этом случае наземный контроллер получает предупреждение о том, что он должен посыпать новые данные. Сигнал Fin de Message (конец сообщени ) подаетс  в логическую схему контрол  87 наземным контроллером. Сигнал Suppression Porteuse (подавление несущей) может быть послан наземным контроллером в логическую схему контрол  87 дл  подавлени  синхронизирующих импульсов 92, что означает подавление сигнала, посыпаемого по кабелю наземным модемом. Дл  этого подаётс  сигнал на вход 101 схемы последовательного действи  93. Сигнал Interruption de transmisision (прерывание передачи) может быть подан контроллером на логическую схему контрол  87 дл  помехи передачи любого сигнала по кабелю. Сигнал Etats (состо ни ) подаетс  логической схемой контрол  87 на наземный контроллер , этот сигнал указывает, правильно ли произведена передача, выдает указани , например, выше или ниже амплитуда передаваемого сигнала, чем предварительно остановленный порог. Сигналы на выходе 102 (фиг. 14) нисход щего канала наземного модема подаютс  по кабелю св зи на вход 103 нисход щего канала глубинного модема (фиг. 15). Сигналы в коде В,-М прежде всего демодулируютс  с помощью демодул тора 104, который преобразует их в кодированные сигналы NRZL. Демодул тор 104 восстанав ливает, с одной стороны, управл ющие сигналы на его выходе 105, и, с другой стороны, синхронизирующие сигналы MDH на его выходе 106. Управл ющие сигналы прежде всего поступают в схему 107 обнаружени  синхронизирующего кода, что позвол ет обнаружить начало сообщени . Затем данные временно занос тс  в запоминающее устройство 08 с тридцатью двум  битами. Это запоминающее устройство 108 синхронизируемое импульсами MDH, выдает на выходе сигнал MDD. Код ощибки, последнее слово сообщени , анализируетс  с помощью детектора рассогласовани  109. Последний указывает на схему обнаружени  состо ний 110 на наличие или отсутствие ошибки. Таким же образом схема обнаружени  синхронизации 107 сигнализирует в схему обнаружени  состо ний 110, правилен ли синхронизирующий код. Демодул тор также указывает в схему обнаружени  состо ний 110, не больще или не меньше определенного порога амплитуда полученного сигнала Схема обнаружени  состо ний 110 вьща ет на глубинный контроллер сигналы Niveau SignaE (уровень сигнала) и transmission (передача). Логическа схема контрол  111 выдает Message (сообщение) в течение пересылки трид цати двух битов на контроллер, если синхронизирующий кед обнаружен. Гене ратор 112 выдает синхронизирующие им пульсы частотой 80 кГц на- глубинный контроллер. Эти импульсы могут быть синхронны импульсам MDH , выдаваемы наземным модемом, благодар  средства изображенным пунктирной линией 113. Следует отметить, что синхронизаци  необ зательна. Структура информационного сообщени передаваемого глубинной аппаратурой содержит синхронизирующее слово, слово состо ний, п информационных слов и, наконец, слово кода ошибки. Эт сообщение модулировано методом PSK. (фиг. 3) с частотой 40 или 80 кГц. Когда глубинный контроллер имеет данные дл  передачи на поверхность, он посылает сигнал Emission (посылка ) на логическую схему контрол  114 глубинного модема. Схема 114, управл ема  синхронизирующими импульсами частотой 80 кГц, обеспечивает формирование сообщени , которое должно быть послано по кабелю на поверхность. Схема прежде всего дает команду генератору синхронизирующих слов 115, который посыпает синхронизирующее слово , поступающее на вход 116 схемы ИЛИ 117. Затем синхронизирующее слово модулируетс  в код PSK модул тором 118 и посылаетс  по кабелю после усилени  в усилителе 119. После посылки синхронизирующего слова необходимо послать слова состо ни  и данных. Логическа  схема контрол  114 посылает сигнал Pret а Eraettre (готов к посылке) на глубинный контроллер, который посылает в обратной св зи сигнал ШВ. Этот, сигнал передаетс  непосредственно на модул тор PSK 118, пройд  через схему ИЛИ 117, затем в кабель через усилитель 119. Сигнал MUD также поступает на вход 120 генератора кода ошибки 121, который соединен своим входом 122 с логической схемой контрол  114. Код ошибки может быть кодом контрол  четности, который зависит от значени  битов, вход щих в сигнал HUD. Генератор кода ошибки выдает слово кода ошибки, которое после модул ции PSK в 118 и усилени  119 посыпаетс  по кабелю. Когда глубинный контроллер закончил передачу своих данных, он измен ет состо ние сигнала Emission (посылка), т.е. переводит его из логического .состо ни  1 в логическое состо ние 0. После этого модем готов передавать новую информацию. Сигнал Suppression Porteuse (подавление несущей) может быть подан на вход 123 модул тора PSK 118 так, чтобы подавить несущую частоту сигнала , передаваемого на поверхность. Этот сигнал вьздаетс  наземным контроллером в логическую схему контрол  87 (фиг. 14) и передаетс  в скважину в виде частного бита нисход щего сообщени . 29 1 Сигнал Confirmation de Retour (подтверждение возврата) (42 на фиг. 11), используемый дл  индикации посылки сигнала Retour (возврат) последним прибором, в сущности  вл  етс первым битом слова кода ошибки Его ввод в сообщение управл етс  логической схемой контрол  114 с помощью схемы 124 и 117. Коммутационный сигнал частотой 80-40 кГц может быть подан на вход 125 модул тора PSK 118. Этот сигнал позвол ет посылать сообщение с частотой 40 килобитов или 80 килобитов. Информационные сигналы, посылаемые глубинной аппаратурой на наземную , поступают на наземный модем на вход 126 демодул тора PSK 127. Сигналы демодулируютс  на выходе демодул тора 127 преобразуютс  в кодированные сигналы NRZL и поступают на вход схемы обнаружени  синхронизации 128, котора  обнаруживает синхронизирующее слово, первое слово сообщени  (фиг. 6). Информационные слова, следующие за синхронизирующим словом,, преобразуютс  в форму слов из шестнадцати параллельных битов преобразователем последовательного кода в параллельный 129, затем запоминаютс  в регистре 130. Шестнадцать выходов регистра 130 соединены параллельно с шестнадцатью входами 13 наземного контроллера. Это изображено на фиг. 14 в виде сигнала Donnees (данные). Слово кода ошибки анализируетс  с помощью схемы обнаружени  ошибки 132, св занной с входом 133 регистра состо ний 134, на которьй она сиг нализирует о наличии или отсутствии ошибки в сообщении. Вход 135 регистр принимает также сигнал демодул тора PSK 127, обозначающий амплитуду полу ченного сигнала. Если амплитуда слиш крм мала, он сигнализирует об этом на регистр состо ни  134, а также на вход 136 схемы обнаружени  синхро низирующего слова, от программной па м ти 89 поступает сигнал с индикацие избранного режима работы, например режима непрерывной передачи или режи команда-ответ. Схема обнаружени  синхронизирующего слова 128 подает сигнал на вход 137 регистра состо ни 134 и на вход 138 логической схемы контрол  139 с индикацией о правильности или неправильности синхронизации . Логическа  схема контрол  139 2 выдает на своем выходе 140 сигнал, предупреждающий наземньй контроллер о том, что данные в наличии имеютс . Эта логическа  схема 139 выдает также сигналы Debut de Message (начало сообщени ) de Message (конец сообщени ), соответствующие первому и последнему словам сообщени . Регистр состо ний 134 выдает на контроллер различные сигналы Elats (состо ни ), обозначающие хорошее или плохое качество передачи сообщени , например амплитуду получаемого сигнала, состо  ние различных уровней синхронизации, ошибку передачи и т.д. Программна  пам ть 89 выдает на вход 141 схемы обнаружени  синхронизирующих слов 128 сигнал с индикацией длины сообщений, поступающих на модем. Уже упом нуто, что программна  пам ть 89 подает на вход 136 схемы обнаружени  синхронизирующих слов 128 сигнал, характеризующий избранный способ передачи. Речь идет в сущности , об управлении подход щим образом открытием вентильной схемы, котора  пропускает или не пропускает данные, идущие из кабел . В режиме команда-ответ схема обнаружени  128 открывает эту вентильную схему, как только она обнаружила синхронизирующее слово, и она держит вентильную схему, открытой в продолжение сообщени , которое должно быть прин то (указанное программной пам тью 89 на входе 141). Когда сообщение прин то , схема обнаружени  128 открывает вновь эту вентильную схему тогда, когда она обнаружила следующее синхронизирующее слово. Наоборот, в режиме .непрерывной передачи, после приема первого цикла (получение которого осуществл етс  таким же образом, как и в режиме команда-ответ) схема обнаружени  синхронизирующего слова 128провер ет наличие синхронизирующего слова без ошибки в равные промежутки времени (длина сообщени ) и держит вентильную схему открытой дл  пропуска данных. В случае нераспознавани  синхронизирующего слова вентильна  схема запираетс  до следующего распознавани . Наземаът контроллер 54 (фиг. 1) подает на наземный модем 4 управл ющие сигналы, которые необходимо передать на приборы, и принимает по обратной св зи данные, посылаемые

приборами. Возможны два способа выполнени . В обоих случа х контроллер 5 содержит программируемые средства, например вычислительную машину.

По первому способу, изображенному схематически на фиг. 1, контроллер соединен каналом св зи 2 с устройствами получени  и обработки данных, причем каждое из этих устройств соответствует определенному прибору. Поэтому структура устройства можзт быть структурой, свойственной прибору , которому оно придано. Он может, в частности,содержать микросчетное устройство дл  обработки данных, получаемых со -своего прибора. Внешние устройства, например печатающие, магнитной или оптической записи, могут быть подсоединены к различным устройствам обработки 7 с помощью канала св зи 6. Канал св зи соединен с устройствами обработки 7, внешними устройствами и контроллером 5. Таким образом контроллер 5 малогабаритна  вычислительна  машина или микромашина, способна , с одной стороны хранить в пам ти список команд , передаваемых на приборы, и передавать их на наземный модем в определенном пор дке и ритме, и, с другой стороны, принимать данные от приборов и распредел ть их на устройства обработки 7 или непосредственно на периферийные устройства .

По второму способу выполнени  (не изображен) контроллер 5  вл етс  более мощной вычислительной машиной, чем в первом способе, так как он сам может осуществл ть все операции обработки данных. Устройства индивидуальной обработки 7 заменены единственным блоком. Эта система содержит .вычислительную машину, принимающую каротажные данные с помощью интерфейса и соединенную с периферий ными устройствами, например пам тью, записывающими устройствами и т.д.

На фиг. 16 и 17 в качестве пример показана блок-схема алгоритма функционировани  наземного контроллера 5, работающего в режимах команда-ответ ( фиг. 16) и непрерьгоной передачи (фиг. 17).

Контроллер начинает с инициализации системы и внесени  в свою пам ть листа управл ющих сигналов, которые необходимо передать на приборы (блок 142). Затем перва  команда листа подаетс  на выход контроллера в ожидании внешнего сигнала. Последний может быть послан, напри {ер, обычным каротажным устройством, вьадак цим сигнал о глубине каждый раз, когда зонт прошел определенное рассто ние в глубину скважины. Внешний сигнал может также характеризовать определенный интервалвремени. Когда по вл етс  сигнал глубины или времени, перва  команда подаетс  на входы 83 нисход щего канала наземного модема. Затем система св зи ожидает ответа глубинной аппаратуры на управл ющий сигнал, передава  на наземную аппаратуру информационный сигнал. Когда информационный сигнал поступил на наземный модем , последний своей логической схемой контрол  139 (фиг. 14) вьщает сигнал Fin de Message (конец сообщени ) дл  сигнализации на контроллер о конце сигнала. В зтот момент данные занос тс  в пам ть вычислительной машины (блок 143). Истинность прин тых сигналов (блок 144) провер етс  контроллером. Дл  этого консультируетс  регистр состо ний 134 (фиг. 14) наземного модема. Если по лученное сообщение истинное, данные транспортируютс  (блок 145) на различные устройства обработки 7 (фиг. 1). Если полученное сообщение ложно, на глубинную аппаратуру вновь посылаетс  управл ющий сигнал повторением команды . Затем исследуетс  лист хран щихс  в блоке 142 команд, чтобы определить , все ли команды поданы (блок 14.6). ЕСЛИ контроллер достиг конца листа, в блок 142 вводитс  новый лист команд и перва  команда нового листа по вл етс  на выходе контроллера . Наоборот, если лист еще не закончилс , вызываетс  следующа  команда (блок 14) дл  посылки на глубинную аппаратуру.

На фиг. 17 схематически и в качестве примера изображены операции, производимь е наземньо4 контроллером, когда истема св зи работает в режиме непрерывной передачи. Контроллер начинает осуществл ть инициализацию системы св зи и посылает универсальный упг равл ющий сигнал таким образом, чтобы система работала в режиме непрерывной передачи (блок 148). Глубинна  аппаратура посылает данные на поверхность и выдает сигнал Fin de Message (конец сообщени ) в конце каждого цикла выборки данных прибора. Данные ввод тс  затем в пам ть вычи лительной маш;1ны (блок 149). Эта па м ть может содержать определенное число информационных слов, которые образуют блок данных. Блок анализируетс  контроллером дл  определени  его полноты (блок 150), Если он неполный , в пам ть ввод тс  новые данные . Если блок полный, то полученны данные будут анализироватьс  и посы латьс  на различные ус1Д)ойства обра ботки, соответствующие прибору, и адреса пам ти контроллера, принимающего данные, привод тс  в их перво начальное состо ние (блок 151),истинность первого сообщени , содержа гос  в пам ти вьгчислительной машины подвергаетс  анализу (блок 152). . Если сообщение недействительно, оно устран етс . Это подавление отмечаетс  дл  того, чтобы отключить прибор или приборы, если они продолжа ют посьшать сообщени  с ошибками. Если полученное сообщение истинно, то данные посыпаютс  (блок 153) на устройство обработки 7, к которым они относ тс . В конце блока (фиг. 154) данные обрабатываютс  и регистрируютс  (блок 155) и это  вл етс  концом программы. Если конец блока не подошел, вызываетс  следующее сообщение (блок 156). Последнее , как и первое, сообщение анализируетс  на истинность (блок 152) и данные посьшаютс  на устройство обработки, к которым они относ тс  (блок 153). На фиг. 18 изображен телеметрический датчик в соответствии с изоб ретением. Телеметрический датчик укрепл етс  на конце кабел  2, соедин ющего глубинную аппаратуру с наземной, и  вл етс  верхней частью глубинной аппаратуры. Телеметрический датчик имеет прочный корпус 157 зздлиненной формы, предпочтительно цилиндрической. Два диска 158 и 159 закрывают концы корпуса 157. Эти диски, образующие втулки, пересекаютс  электрическими соединени ми, образу  разъемы. Диск 158 снабжен штепсел ми 160, а диск 159 содержит отверсти  161 дл  гнезд, Конец кабе л  2 зафиксирован на кабельной муфте 162, имеющей втулку 163 с отверсти ми 164, образующими гнезда, соедин емые со штепсел ми 160. Электрические провода кабел  2 соединены с некоторыми гнездами, при этом чис ло гнезд равно или больше числа электрических проводов кабел . Конечна  муфта 162 имеет внутреннюю резьбу, выполненную таким образом, что муфта может ввинчиватьс  на конец корпуса благодар  резьбе, выполненной на внешней поверхности этого конца корпуса. Таким образом штепсельные соединени  и дополнительна  резьба обеспечивают соответственно электрическое и механическое соединение корпуса с кабелем. Внутри корпуса установлены модул тор - демодул тор (модем) 9, контроллер 10 и интерфейс 20. Эти элементы во всем идентичны указанным элементам и обозначены теми же цифрами. Модем 9 соединен с кабелем 2 электрическими приводами. Контроллер 10 соединен с модемом 9 электрическим соединением , состо щим из нескольких проводов . В корпусе находитс  также канал св зи (шины), состо щий из п ти проводов 26-30. Интерфейс 20 и контроллер 10 подсоединены параллельно к каналу св зи. Таким образом электрические сигналы могут проходить от одного к другому по этому каналу. Концы проводов канала св зи, не соединенные с контроллером 10, электрически соединены с отверсти ми, принадлежащими к группе отверстий, образующих гнезда втулки электрического соединени . Внутри корпуса размещена также схема электропитани  165, соединенна  с питающими проводами кабел  2. Электрические провода 166 и 167 служат дл  питани  модема 9, контроллера 10 и интерфейса 20. Эти провода соединены также с гнездами диска 159, образующего электрическую втулку. Внешн   пове ность одного конца корпуса 157 имеет выемку и заканчиваетс  кольцевым выступом. В этой выемке установлено , свободно вращающеес  в выемке . Кольцо снабжено заплечиком, опирающимс  на кольцевой выступ. На его конце имеетс  шаг внутренней резьзы. Эти элементы составл ют механические средства, благодар  которым можно соединить телеметрический датчик со следующим глубинным прибором. Электрические св зи штепсельных соединений на, обоих концах приборов и телеметрического датчика осущестлены таким образом, что когда приборы размещены встык, причем первый прибор соединен с концом телеметри 35108708236

ческого датчика, каналы св зи различ- бинную аппаратуру модульной формы, ных приборов и телеметрического дат- при которой каждый модуль представчика образуют единый канал св зи. л ет собой прибор или телеметричесТо же самое касаетс  шин электричес- кий датчик, и любой тип прибора можкого тока, образующих единую питающую s но подсоединить к другому прибору

линию. Таким o6ji. зом, получают глуи в любом пор дке. 1

1 Оо 1 О 1 1 1 о

J I I 1Г

А

1

с 1 /wwwm 15 fff fJ f2 11 Ю 8 7 6 5 15 т 13 12 11 10 9 8 7 6343 2 10

 

15 / /J 10 9 в 76 О z.J

Фиг Л

Фиг. 5

Фиг.7 /vwi/i/ H- д 210

I

LL

BO

/ 1

/

iHI-1

г

JTJTJlJlJlJlJTJnj L

гктгкишгьп

1(111 I I I I и { I -I I I I

d I I I I I I I I I I I Ы i I I Ч11ЛТЛ±иТЛТ11

jijijn rijnjTJiJi n-ri rLr

J

J/

:j

Ji

:rijx ijnj:in

ТП I I

26 27 .29 JO ,. ИЧ I f

I / I/2 I

I

.(9

Л

T

. jj

Фиг.Ю jnjnjHJ JlJlJlJlJTJT JJ7

IL:

JS

::ЛLJ J JlJlJПJ LГl

-m

.2 7 i« } L 1 ШьШь. 5 Ъ.й

1

j

/

rt:

Фиг. 11

о

Q

о

/ k 63 f--X5 . -ю; /51

Фиг.П I :S IT

9д

U2.n

Claims (2)

1. СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ДЛЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН, содержащая наземную часть с приемниками информации, кабель связи и глубинную часть с одним или несколькими глубинными приборами, каждый из которых выполнен в виде корпуса удлиненной формы, в котором установлены блок питания и измерительный элемент со вторичным преобразователем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, наземная часть снабжена модемом, процессором, шинами, генератором сигналов специфичных адресов и генератором сигналов универсальных адресов, а глубинная часть снабжена модемом, процессором, шинами и интерфейсными схемами, причем модемы каждой части подключены к кабелю связи и соответствующему процессору, а шины глубинного прибора соединены с процессором и со вторичными преобразователями посредством интерфейсных схем со схемами распознавания специфичного и универсального адреса, подключенных параллельно к шинам, а шины наземной части подключены к процессору и параллельно соединены с приемниками и с генераторами сигналов специфичных и универсальных адресов.

2. Система поп. ^отличающая с я тем, что корпус каждого глубинного прибора выполнен по торцам с электрическими разъемами с резьбовыми соединениями для подключения к кабелю связи или к одному из глубинных приборов.

_м SU 1087082

1 1087082 2