Скважинный профилемер

 

Изобретение предназначено для контроля технического состояния буровых скважин методом профилеметрии. С целью повышения точности определения формы поперечного сечения скважины профилемер снабжен датчиком (Д) 8 глубины и блоком 9 обработки, к управляющему входу которого подключен Д. 8. Информационные входы блока 9 соединены с информационными выходами декодирующего блока 5. К его входу через каротажный кабель 4 подключены Д 8 и через последовательно соединенные кодирующий блок 3 и Д 2 ориентации измерительные рычаги (ИР) 1, С выходов блока 5 сигналы , пропорциональные радиальным отклонениям ИР, подаются на блок 9, а сигнал, пропорциональный углу ориентации , - на управляющий вход адресного коммутатора 6. В блоке 9 по мгновенным значениям записанньгх величин радиального отклонения i-ro ИР и сигналам Д 8 с периодом квантования не более 1 см определяется значение смещения концов, находящихся в одной плоскости ИР 1 по глубине относительно максимально раскрытого ИР. Полученные в блоке 9 сигналы обрабатываются коммутатором 6, а затем записываются регистратором 7. I 3, п, ф-лы, 2 ил. (Л (part

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3996883/22-03 (22) 26.12.85 (46) 15.06.87, Бюл. 11> 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегаэоразведочных cKBBRHH (72) Л. A. Арнополина, 10, П, Терещенко и А. П. Загайнов (53) 622,241(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1>> 773254, кл, Е 21 В 47/08, 1980. (54) СКВАЖИННЬ1Й ПРОФИЛЕМЕР (57) Изобретение предназначено для контроля технического состояния буровых скважин методом профилеметрии.

С целью повышения точности определения формы поперечного сечения скважины профилемер снабжен датчиком (Д) 8 глубины и блоком 9 обработки, к управляющему входу которого подключен Д 8. Информационные входы блока 9 соединены с информационными выходами декодирующего блока 5. К

его входу через каротажный кабель 4 подключены Д 8 и через последовательно соединенные кодирующий блок

3 и Д 2 ориентации измерительные рычаги (HP) 1 ° С выходов блока 5 сигналы, пропорциональные радиальным отклонениям ИР, подаются на блок 9, а сигнал, пропорциональный углу ориентации, — на управляющий вход адресного коммутатора 6 ° В блоке 9 по мгновенным значениям записанных величин радиального отклонения i-го

ИР и сигналам Д 8 с периодом квантования не более 1 см определяется значение смещения концов, находящихся в одной плоскости ИР 1 по глубине относительно максимально раскрытого ИР. Полученные в блоке 9 сигналы обрабатываются коммутатором 6> а затем записываются регистратором 7.

1 з,п, ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для контроля технического состояния скважин методом профилеметрии, Целью изобретения является повышение точности определения формы поперечного сечения скважины, На фиг. 1 представлена структурная схема скважинного профипемера; на фиг. 2 — функциональная схема его блока обработки.

Скважинный профилемер содержит измерительные рычаги 1, датчик 2 ориентации, подключенные к кодирующему блоку 3, выход которого через каротажный кабель 4 соединен с декодирующим блоком 5,- адресный коммута1 тор б, выходы которого подключены к регистратору 7, управляющий вход соединен с выходом декодирующего блока 5; датчик 8 глубины, блок 9 обработки, причем датчик 8 глубины соединен с управляющим входом блока 9 обработки, информационные входы которого поцключены к информационным выходам декодируюшего блока 5, информационные и управляющий выходы соединены с вхоцами адресного коммутатора 6, Блок 9. обработки содержит ячейки

10 памяти, двухпозициочные ключи 11, экстрематор.12, интегратор 13, дешифратор 14, мультиплексор 15, компаратор 16, генерагор 17, ключ 18, счетчик 19, счетчик-делитель 20.

Входы ячеек 10 памяти являются информационными входами блока 9 обработки, выходы являются информационными выходами блока 9 обработки и подсоединены к первым входам двухпозиционных ключей 11„ вторь1е входы которых соединены с общим прово дом, выходы подключены к входам муль. типлексора 15 и экстрематора 1б, выход которого соединен с первым входом интегратора 13, второй вход которого соединен с первым входом ключа 18 и является управляющим входом блока 9 обработки, выход интегратора 13 подключен к первому входу компаратора 16, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора 15, управляющий вход которого подключен к входу дешифратора 14 и информационному выходу счет1ика 19„ четный вход которого и выход переполнения соединены соответственно с выходом и управляющим входом ключа 18, второй вход которого подключен к выходу генератора 17, при этом выходы дешифратора 14 соединены с управляющими входами ячеек 10 памяти и двухпозиционных ключей 11, управляющий вход подключен к выходу компаратора 16 и входу счетчика-делителя 20, выход которого является управляющим выходом блока 9 обра10 .ботки.

Устройство работает следующим образом, Сигналы с измерительных рычагов I и датчиков ориентации преобразуются в кодирующем блоке 3 в удобную для передачи форму и через кабель 4 подаются в декодируюший блок 5. С выходов декодирующего блока 5 сигналы

U, -0„, пропорциональные радиальным отклонениям измерительных рычагов, подаются на блок 9 обработки, а сигнал Б, пропорциональный углу ориентации, — на управляющий вход адресного коммутатора 6.

По сигналам U датчика 2 ориентаЧ ции адресный коммутатор 6 осуществляет селекцию сигналов U <-U измерительных рычагов 1 по их пространственному расположению относительно магнитного меридиана Земли. Первый адрес соответствует рычагу, направленному на север.

В точке измерения в блоке 9 обра"

3 ботки происходит запоминание мгно венных значений сигналов U -U пропорциональных радиальным отклонениям измерительных рычагов 1, Так как измерительные рычаги 1 в зависимости щ от угла их раскрытия касаются стенок скважины в смещенных по глубине плоскостях, то первоначально записанные в блок 9 обработки сигналы не будут принадлежать одному сечению скважины, Величина смещения концов измерительных рычагов 1 по глубине относительно максимально раскрытого рычага может быть определена по формул е р ма„ñ,g „àêñ где R. — величина радиального откло1 нения 1.-го измерительного рычага профилемера (измеряемый радиус);

К „ — максимальная измеренная величина радиального отклонения рычагов в точке измерения;

13171! 5 4

55! ;,с м „; углы раскрытия соответствующих измерительных рычагов, Учитывая, что.углы о измеряются в

0 пределах 0 — 45, можно с допустимой для практики точностью аппроксимировать тангенсоиду прямой. Тогда

6h! R (0>0235« +Кмакс!!!мцкс! где Ч мо!,с =0â0235ñ ìà!,с 0 06, з.=1...,,и.

Далее с учетом изложенного в блоке 9 по мгновенным значениям записанных К; и сигналам датчика 8 глубин, имеющим период квантования не более

1 м, определяется значение ll,h, для каждого R;. Затем в соответствующей ячейке памяти блока 9 обработки

-„.!! !-"\T! - !oя запись значения К, ;ос!:. перемещения скважинного прибор на 6h;, Таким образом, в блоке 9 обработки будут записаны зна1 чения К., принадлежащие поперечному сечению скважины, в котором первоначально находился измерительный рычаг, имевший максимальное радиальное отклонение.

Полученные в результате работы блока 9 обработки сигналы обрабатываются адресным коммутатором 6, а затем записываются регистратором 7.

Блок 9 обработки работает следующим образам, Выходны сигналы декодирующего блока 5 U,, U ° ° ° U„, пропорциональные мгновенным значениям радиальных отклонений измерительных рычагов 1, записывается в ячейки 10-1...,10-п памяти, выходы которых через двухпозиционные ключи 11-1, 11-2...,,!1-и подключены к экстрематору 12, выделяющему максимальный сигнал из

U,...,U . Выходной сигнал экстрематора 12 подается на первый вход интегратора 13, где определяет величину начального заряда интегрирующей емкости, а следовательно, и величину выходного напряжения интегратора 13. На второй вход интегратора 13 при перемещении скважинного прибора по стволу скважины через каждый интервал Н 1 см подаются нормированные по амплитуде импульсы 6Н которые осуществляют постепенный разряд емкости интегратора

13, Таким образом, с выхода интегратора 13 на первый вход компаратора

16 поступает ступенчато уменьшающееся напряжение. Одновременно под действием импульсов 6Н открывается

45 ключ 18, через который с генерато- ра 17 на счетчик 19 подаются запускающие импульсы, длительность которых связана с длительностью импульсов ь Н (!, Н) соотношением

" лн ! c---3!:! !! где и - количество измерительных рычагов скважинного прибора.

Счетчик 19 управляет работой мультиплексора 15, г одключенного к выходам ключей Il 1, 11-2,..., 11-п

За время действия импульса аН мультиплексор 15 опрашивает все ячейки

l0-1, 10-2,. ° ., 10-п памяти„ сигналы которых сравниваются компаратором 16 со ступенчатым напряжением.

В случае, если напряжение, поступающее на компаратар 16 с интегратора

13, меньше или равно сигналу какойлибо ячейки 10 памяти, то на вы- коде 16 формируется импульс, который переводит дешифратор 14 из третьего состояния в активное.

На одном из выходов дешифратора

14 (К,, К,..., К„), соответствующем ячейке памяти, для которой выполняется указанное выше условие, в соответствии с выходным кодом счетчика 19 формируется сигнал управления. По этому сигналу в данную ячейку 10 памяти записывается новое значение измеряемого радиуса, а вхо" ды соответствующих каналов мультиплексора 15 и экстрематора 16 с помощью одного из ключей 11-1, 11-2, 11-и зануляются, Таким образом, эа время ь происходит опрос всех ячеек 10 памяти и сравнение их сигналов со ступенчатым напряжением. По окончании цикла опроса сигналом переполнения счетчика 19 закрывается ключ 18.

Работа блока 9 обработки продолжается до тех пор, пока во всех ячей. ках 10 памяти не будет записана информация о радиальных отклонениях измерительных рычагов, принадлежащих одной плоскости сечения скважины.

Сигнал готовности блока 9 обработки формируется на выходе и-разрядного счетчика-делителя 20, запуск которого осуществляется импульсами, поступающими с компаратора 16. Этот сигнал управляет работой адресного коммутатора 6 °

"1317115 6

Для подготовки блока 9 обработки к новому циклу работы необходимо записать в данной точке измерений значения радиусов в ячейке 10-1, 10-2„

10-и памяти и вновь подключить мультиплексор 15 и экстрематар 12 к ячейкам памяти с помощью ключей

11 19 11 2Ф 49 11 и

Испаль.эавание устройства позволяет более точно определять форму поперечного сечения скважин., соответствующего фиксированной глубине, Формула изобретения

1. Скважинный прафилемер, содержащий измерительные рычаги и датчик ориентации„ подключенные к кодируюнему блоку, выход катарога через каротажный кабель соединен с декоди"рующим блоком, адресный коммутатор, выходы которого подключены к регистратору, управляющий в".сод саедипен с выходам декадирующегс бла:c;:., О т-л и ч а ю щ и и с л тем,, «.та, с целью повышения точности определения формы паперечнога сечения скважины., и-, снабжен датчикам глубины и бло=. кам Обработки, причем pa i чик

Ii"=,: соединен с управляющим входам блока ОбрабОткив ннформациОнные Вха ды,которого подключены к нъ:формационным выходам декаднр тщега блока,, :«1я«,"! Омацианные и «паавляющ««Й выходы

СОЕЛ« IICIНУ 1ЗХОЦаМЛ ЦРЕСII(> О OI«« Г«Р.— татара.

2. Пра:„ .èëåìåð по т...:., 1. с т л и ч а О щ II и с я тем,,что блОк ОО-.

1О

1 х

2Î

2з

".«0

35 работки содержит ячейки памяти, двухпозиционные ключи, экстрематор, интегратор, кампаратар, мультиплексор, дептифратор, генератор, ключ, счетчик и счетчик-делитель, причем входы ячеек памяти являются информационными входами блока обработки, выходы одновременна являются информационными выходами блока обработки и подсоединены к первым входам двухпозиционных ключей, вторые входы которых соединены с общим проводом, въмоды подключены к входам мультиплексора и экстрематора, выход которого соединен с первым входом интегратора, второй вход которого соединен с первым входам ключа и является управляющим входом блока обработки, выход интегратора подключен к первому входу компаратора, второй вход которого. соединен с выходом мультиплексора, управляющий вход которого падключен к входу дешифратора и информационному выходу счетчика„ счетный вход которого и выход переполнения соединены соответственна с выходом и управляющим входом ключа, второй вход которога подключен к выходу генератора, при этом выходы дешифратора соединены с управляющими входами ячеек памяти и двухпаэицианных ключей, управляющий вход подключен к выходу компаратора и входу счетчика-делителя, выход которого является управляю1:г тм выходом блока обработки.

i 317115 (I

u1 QzQi

Составитель А. Рыбаков

Ф

Редактор M. Келемеш Техред A.Кравчук Корректор В. Бутяга

Заказ 2400/28 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4