Устройство для определения перетоков воды в затрубном пространстве буровой скважины

 

09) OB

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН з 59 а 01 v 1/40

ГОУДА1 СтВЯННцй НОМИТБт СССР

ПО ДКЛАМ ИЭОБ НИЖНИЙ И Отк1 ЫтИЙ

/ -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-. (21 : 3667987/24-25 (22> 9.11° . 83 (46) 30 ° 11.84 ° Бюл. ¹ 44 (72) В. А. Антонян, В. Б. Маневич, В. Г. Рыгалин, Д. А. Гречинский, В, A. Клочко и К. A. Шестериков (71) Научно-исследовательский институт ичтроскопии и Проектно-конструкторское и экспериментально-наладочное бюро "Иашлегпищепромпроект" (53) 550.83(088,8) (56) i. Авторское свидетельство СССР № 672589, кл. G 01 J 1/40, !977.

2„ Авторское свидетельство СССР № 1012170, кл. G 01 V 1/40, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЧ

ПЕРЕТОКОВ ВОЦЫ В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ, содержащее чувствительный элемент, расположенный в герметичном корпусе, размещенном на цилиндрическом звукопроводе с четырьмя подпружиненными трубчатыми звукопроводами с вращающимися звукосъемниками„ усилитель, подключенный к .увствительному элементу, и регистратор, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения мест перетоков воды в затрубном пространстве буровой скважины,:. устройство введены датчик скорости, следящий .заграждающий фильтр, блок логарифмирования сигналов анализатор спектра первый и второй интеграторы вычитатель- сигналов, первый и второй делители сигналов, блок памяти, генератор импульсов, первый и второй счетчики, источник стробирующего сигнала, компаратор и управляемый коммутатор. лри этом датчик скорости, закрепленный на цилиндрическом звукопроводе, соединен с управляю;зим входом следующего заграждающего фильтра, к сигнальному входу которого подкчючен выход усилителя, выход следящего заграждающего фильтра через анализатор спектра соединен с входом блока логарифмирования сигналов, выход которого соединен с первым входом вычитателя сигналов и с сигнальным входом первого, интегратора выход которого подклю1 чен к первому входу первого делителя сигналов, выход первого делителя сигналов через блок памяти соединен с вторым входом вычитателя сигналов, выход которого соединен с сигнальным входе;; компаратора и сигнальным входом второго интегратора, выход .которого подключен к первому входу второго делителя сигналов, выход второго делителя сигналов соединен с регистратором, выход компаратора подключен к управляю..сему входу управляемого коммутаторат к сигнальному входу которого подключен выход источника стробирующего сигнала, пеовый выход чправляемого коммутатора соединен с управляющими входами первых интегратора и счетчика, второй выход управляемогo коммутатора соединен с управляющими входами вторых интегратора и счетчика, сигнальные BKogb! первого и второго счетчиков соединены с выходом генератоэа импульсов, а их выходы— .соответственно с вторыми входами первого и второго делителей сигналов.

1 ll269)

Изобретение относится к инженерногеологическим исследованиям а именно к устройствам для определения мест перетоков воды из верхних водоно ных пластов в нижний в затрубном простран- стве буровой скважины.

Известно устройство дпя проведения шумового каротажа в буровой скважине, содержащее преобразователь механических колебаний в электрический сигнал, 10 расположенный в герметичном корпусе и соединенный через усилитель с регистраторам, инерционный элемент, упругий подвес и звукопровод, при этом инерци". онный элемент жестко соединен с пре- 15 образователем и через упругий падвесс коапчсом чстоойства, жестка связанНЫМ СО ЗВЧКОПРОВОЛОМ Я .

Недостаток этого устройства состоит в том, что из-за наличия стыковоч- 2п ных переходов между трубами в скважине и неидеальности внутренних поверхностей в трубах звукаправод устройства не имеет надежного контакта с трубой буровой скважины и поэтому не обеспечивает высокой чувствительности при обнаружении мест перетоков жидкости из одного водоносного слоя в другой в затрубном пространстве. Кроме того, регистрация результатов шумового каротажа ведется на фоне помех от соударений звукопровоца устройс.ва с трубой и других ударных и вибрацианных процессов, что снижает точность нахождения мест перетока из-за лаж35 ных срабатываний аппаратуры.

Наиболее близким к.изобретению го технической сущности является усrрайство для определения перетоков воды в затрубном пространстве буровой скважины, содержащее чувствительный элемент, расположенный в герметичном корпусе и подключенчый к усилителю, регистратор, инерционнъы элемент, жестко связанный с чувствительным элементом и через упругий подвес — с корпусом, звукопровод, выполненный цилиндрическим и снабженный четырьмя подпружиненными трубчатыми звукопровадами с вращающимися звукосъемниками. Между усилителем и регистратором в устройстве включены дополнительно введенные в него блок паласовых фильтров и соединенный с ним электронный компенсатар помехи 2

Недостатком этого устройства является неэффективное подавление случайных вибраций, вазникэ1опш|х при norpyжении чувствительного элемента в ствол скважины, при наличии в стволе регулярных и нерегулярных неоднородностей. Установленный в известном устройстве электронный компенсатор помехи эффективен лишь при малОМ урОвне помех и при больших вибрациях в местах перетоков. Однако практика показала, что в стволе скважины имеются значительные неоднородности,, такие как неоднородности сварных соединений, окалина, ржавчина, остатки парады и т.д.„ а уровень вибрации в месте перетока из одного водоносного слоя в другой может быть малым, Вследствие этого точность определения места пер: тока сравнительно невелика.

Цель изобретения — повышени точности определения мест перетоков воды в затрубнам пространстве буровой скважины„

Ностаьленная цель достигается те ", что в устройство для эпределения перетоков воды в затрубнсм пространстве буровой скважины, содержащее чувствительный элемент, расположенный в гер-, метичном корпусе, размещенном на цилиндрическом зьукопроводе с четырьмя поцпружиненными трубчатыми звукоправодами с вращающимися звукосьемииками, усилитель, подключенный к чувствительному элементу, и регистратор„ введены датчик скорости, следящий загра;кдающий фильтр, блок логарифмирования сигналов, анализатор спектра, первый и второй интеграторы, вычитатель сигналов, первый и второй делители сигналов, блок памяти, генераТор HMIIóïüñoB., первыи и второй счетч .-ки, источник страбирующего сигн ла, кам1 аратар и управляемый коммутатор, при этам датчик скорости у закренл н ный на цилиндрическом звукопрсваде соединен с управляющим входом следящего B-àãðàæäàþöåI"о фильтра,, к сигнальному входу которого подключен выход усилителя р выхОд с3 едящего за» гражцеющ - ."О фильтаа че э з а!. -ялизахар спек pa соединен с входам блока ЛОгарифмирования сигналов„ выход каТарОГО (ОЕДИИЕН С о рВЫМ входам BM " читателя си| напав и синаут,-,,.ым входом первого интегратора, выход которого подключен к первому вха "<у перво":.î делнтел: сигналов,, =-:.лод,: „ :Bàão делителя сигналов через блск памяти соединен с вторым входам вью ",тателя сигналов, выход катараг..) соединен с сигнальным входом компаратора и сиг-i

1126912 нальным входом второго интегратора, выход которого подключен к первому входу второго делителя сигналов, выход второго делителя сигналов соединен с регистратором, выход компаратора подключен к управляющему входу управляемого коммутатора, к сигнальному входу которого подключен выход источ.,ика стробирующего сигнала, первый выход управляемого коммутатора !б соецинен с управляющими входами пера;:цс интегратора и счетчика, второй выход управляемого коммутатора соединен с управляющими входами вторых интегратора и счетчика, сигнальные вхо- !5 ды первого и второго счетчиков соединены с выходом генератора импульсов, а нх выходы — соответственно с вторыми входамк первого и второго делителей сигналов. RO

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет с высокой точностью за счет исключения случайных вибраций определить место перето" ка. 25

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит чувствительный элемент 1, корпус 2, цилиндрический звукопровод 3, с которым связаны подпружиненны:: пружинами 4 трубчатые звукопроводы 5 с вращающимися звукосъемниками 6, согласующий усилитель 7, следящий заграждающий фильтр 8 датчик 9 скорости аналиУ Ф . 35 затор 10 спектра, блок !! логарифмирования, первый и второй интеграторы !

2 и 13, первый и второй делители 14 и 15 сигналов, блок 16 памяти, вычитатель 17 сигналов, первый и второй счетчики 18 и 19, генератор 20 импульсов, компаратор 21, управляеь коммутатор 22, регистратор 23 и источник 24 стробирующего сигнала.

Чувствительный элемент представляет собай пьезоэлектрическую пластину, расположенную на металлической пластине, упругозажатой между двумя властями инерционного элемента. Инерциончьы элемент через корпус 2 связан с звукопроводом 3, который при опускании в скважину касается по образующей внутренней поверхности трубы .

Звукопровод 3 и трубчатые звуко-, 55 проводы 5 служат,пля передачи механических колебаний стенок трубы скважины чувствительному элементу 1.

Чувствительный эпемент 1 соединен через усилитель 7 с сигнальным входом следящего заграждающего фильтра 8, к управляющему входу которого подключен датчик 9 скорости, закреплечный на цилиндрическом звукопроводе 3, выход следящего эаграждающего фильтра 8 через анализатор 10 спектра, выполненный в виде полосовых фильтров, соединен с входом блока !! логарифмирования сигналов, один выход котброго чепосредственно, а другой через последовательно соединенные первый интегратор 1-2, первый делитель !4 сигналов и блок 16 памяти соединены с соответствующими входми вычктателя

17 сигналов, выход которого через второй интегратор !3 и второй дели.тель 15 сигналов соединен с регистратором 23. Для повьппения то|ности определения максимума интегральнои оценки шумов скважины, характеризующего место перетока воды, в устройство введены первый и второй счетчи- ки 18 и 19, управляемые компаратором

21 чсре.: управляемый коммутатор 22.

Ус ройство работает следующим образом.

Для определения места перетока воды в затрубном пространстве буровой скважины в ее ствол опускают корпус 2 с чувствительнлм элементом

1 и звукопроводами 3 и 5, при этом подпружиненные звукопроводы 5 катятся по внутренней поверхностч трубы скважины за счет вращающихся звукосъемников 6.

Прн опускании корпуса 2 с чувствительным элементом 1 происходит непрерывное преобразование механических колебаний, возникающих при движении вра.. †;ающихся звукоприемников по нерс вносуям внутренней поверхности трубы, а также преобразование акустических шумов, вызванных перетокамк воды в затрубпом пространстве буровой скважины.

Вредные вибрации и .акустические шумы через звукосъемники б,подпружиненные эвукопрова.ы 5 и цилиндрический звукопровод 3 передаются чувствительному элеме.-ту 1 который преобразует их в электрический сигнал, Этот сигнал содержит набор составляющих одна из которых обусловлена самим вращением звукосъемников

6 и пропорциональна скорости движения цилиндрического звукопровода 3

1126912

ВНИИПИ Заказ 8б87/35 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП атеит", г.Ужгород, улЛроектная, 4