Устройство для каротажа скважин

 

Изобретение относится, к области геофизических исследований взрывных скважин. Целью изобретения является повышение экономичности электропитания устройства для каротажа скважин и точности привязки измеряемого параметра к глубине скважины. Благодаря зубчатой передаче, с.оединяющей генератор электроэнергии с перфорированной лентой, установленной в скважине, движение прибора происходит одновременно с вращением генератора электроэнергии, нагрузкой ко торого является стабилизатор напряжения , питающий блок прибора, работающие при движении. Отверстия на ленте соответствуют меткам глубины. Датчик меток глубины выдает импульсы, поступающие в блок сжатия цифровых данных, счетчик меток глубины и формирователь запускаюгцих импульсов, который запускает.генератор зондирующих импульсов, являющийся основной нагрузкой для генератора электроэнергии и создакшщй отрицательную обратную связь, стабилизирующую скорость перемещения прибора. Датчик измеряемого параметра принимает сигналы и подает на преобразователь электрических сигналов в цифровые данные, которые поступают в блок сжатия, где сравниваются с предыдущим значением параметра и по сигналу с датчика меток заносятся в блок памяти одновременно с кодом, находящимся в счетчике меток глубины. Лента размещается на катушке, установленной в приборе и имеющей тормозное устройство, а генератор приводится во вращение катушкой через редуктор. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (5D 4 G 01 7 1 40 жег(.."- "."

l3 „",, i3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

%ЫЬ )

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988016/24"25 (22) 13.12.85 (46) 23.08.87. Бюп. Ф 31 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (72) С.В. Ивкин, Г.В. Кожуховский и В.П. Копарник (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 394743, кл. G 01 V 1/40, 1971. Авторское свидетельство СССР

У 829895, кл. G 01 V 1/40, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области геофизических исследований взрывных скважин. Целью изобретения является повышение экономичности электропитания устройства для каротажа скважин и точности привязки измеряемого параметра к глубине скважины. Благодаря зубчатой передаче, соединяющей генератор электроэнергии с перфорированной лентой, установленной в скважине, движение прибора происходит одновременно с вращением гене„„Я0„„1332248 А1 ратора электроэнергии, нагрузкой которого является стабилизатор напряжения, питающий блок прибора, работающие при движении. Отверстия на ленте соответствуют меткам глубины.

Датчик меток глубины выдает импульсы, поступающие в блок сжатия цифровых данных, счетчик меток глубины и формирователь запускающих импульсов, который запускает генератор зондирующих импульсов, являющийся основной нагрузкой для генератора электроэнергии и создающий отрицательную обратную связь, стабилизирующую скорость перемещения прибора. Датчик измеряемого параметра принимает сигналы и подает на преобразователь электри- 4 ческих сигналов в цифровые данные, которые поступают в блок сжатия, где сравниваются с предыдущим значением { параметра и по сигналу с датчика

Ю\ меток заносятся в блок памяти одновременно с кодом, находящимся в счетчике меток глубины. Лента размещается на катушке, установленной в приборе и имеющей тормозное устройство, а генератор приводится во вращение катушкой через редуктор. 2 з.п. ф-лы, Ю

1 ил. лайв

1332248

Изобретение относится к устройствам для каротажа вертикальных взрывных скважин с целью построения прочностных характеристик слагающих сква- 5 жину пород и определения границ между слоями горных пород при отсутствии телеметрического канала связи.

Цель изобретения — повышение экономичности электропитания и точности 10 привязки измеряемого параметра к глубине скважины.

На чертеже приведена схема устройства.

В устройстве датчик 1 меток глу- .15 бины имеет контакт с металлической . лентой 2 и выходом подключен к входу формирователя 3 запускающих импульсов,, счетчика 4 меток глубины, блока .5 управления и блока 6 сжатия циф- 20 ровых данных. Металлическая лента 2 через перфорационные отверстия с зубчатым колесом 7, которое укреплено на входном валу редуктора 8, имеющего тормозное устройство с электрическим приводом. Колесо 7 и редуктор

8 образуют механическую зубчатую передачу. Выходной вал редуктора 8 соединен с генератором 9 электроэнергии, выходные клеммы которого под- 30 ключены к входу стабилизатора 10 напряжения. Формирователь 3 выходом подключен к входу генератора 11 зондирующих импульсов, подключенного к пьезоэлектрическому излучателю 12.

Датчик скважинного параметра 13 содержит пьезоэлектрический приемник 14, подключенный к входу усилителя 15 выход которого соединен с входом преобразователя 16 электри- 40 ческих сигналов в цифровые данные.

Преобразователь 16 выходом подключен к входу арифметическо-логического устройства 17 .блока 6 сжатия, которое соединено с блоком 5 управления 45 и выходом подключено к блоку 18 памяти, соединенному с вь1ходом блока 5 и с выходом счетчика 4. Блок 5 уп-, равления подключен к входу импульсного усилителя 19, выходом соединен- 50 ного с электрическим приводом тормоз" ного устройства. Блок 20 электропитания подключен к блоку 5, устройству 17, счетчику 4 и блоку 18 памяти. Стабилизатор 10 подключен к дат. чику 1, формирователю 3, генератору

11, усилителю 15„ преобразователю 16, устройству 17, блоку 5 и усилите-.. лю 19.

Устройство работает следующим образом.

Скважинный прибор опускается в скважине под действием силы тяжести и датчик 1 меток при прохождении перфорационных отверстий мимо датчика 1 выдает импульсы, которые поступают на вход формирователя 3 и блока 5

I управления, а счетчик 4 считает количество импульсов таким образом, что в нем всегда находится число, соответствующеее глубине нахождения скважинного прибора в данный момент времени. Формирователь 3 запускает генератор 11 с частотой, соответствующей частоте меток глубины. Генератор 11 возбуждает излучатель 12, который облучает стенку скважины ультразвуковым импульсом, а отраженный сигнал принимается приемником 14 и усиливается усилителем 15. Усиленный сигнал поступает на вход преобразователя 16, где преобразуется в цифровой код, который поступает на вход арифметическо-логического устройства 17. При поступлении импульса.c датчика 1 на вход блока 5 управления он выдает команду устройству 17 на . сравнение кода, находящегося на входах устройства 17, с кодом, соответствующим предыдущему значению скважинного параметра и хранящимся в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) устроиства 17, В соответствии с заданным алгоритмом сравнения устройство 17 выдает в блок 5 управления импульс, по которому блок 5 заносит значение скважинного параметра в блок 18 памяти и одновременно заносит со счетчика 4 код, соответствующий глубине нахождения прибора в скважине, т.е ° глубине замеренного значения скважинного параметра. При опускании прибора в скважину зубчатое колесо 7 приходит во вращение за счет связи колеса 7 с перфорационными отверстиями ленты, это spaщение через редуктор передается генератору 9, который в результате вырабатывает электроэнергию для питания отдельных блоков прибора, что позволяет питать от блока 20 минимально необходимое число блоков (блоки 6 и 18 и счетчик 4).

При современной микроэлектронной базе основным потребителем электроэнергии в приборе является генератор 11, мощность потребления которого

2248

25 з 133 зависит от частоты запускающих импульсов, т.е. от скорости опускания прибора. Электрическая нагрузка на генератор 9 тормозит его вращение 5 т.е. тормозит опускание прибора, и при увеличении нагрузки уменьшается скорость опускания, а при уменьшении нагрузки, наоборот, скорость растет. Таким образом, при увеличении (замедлении) скорости опускания, увеличивается частота отметок глубины, что приводит к увеличению (уменьшению) частоты запускающих импульсов и, следовательно, к возрастанию (уменьшению) нагрузки на генератор, а. это уменьшает (увеличивает) скорость опускания, т.е. получают отрицательную обратную связь, направленную на стабилизацию скорости 2р опускания прибора в скважину, Замедление скорости опускания возможно в результате возрастания трения прибора о стенки скважины, обратная связь в этом случае уменьшает нагрузку на генератор, и скорость остается постоянной. Стабилизатор 10 напряжения стабилизируе напряжение на нагрузке при колебаниях скорости и при этом от стабилизатора питаются только те ЗО блоки, которые работают практически только при движении прибора, что позволяет использовать блок 20 электропитания меньшей мощности, чем при питании всего прибора от блока 20.

Блок 6 сжатия питается и от генератора, и от блока 20, что необходимо при остановке прибора, так как в этом случае напряжение на выходе генератора падает до нуля и блок 6

40 сжатия питается от блока .20. Усилитель . 19 имеет накопительную емкость, которая. заряжается при работе, а при остановке прибора по сигналу с блока управления эта емкость разряжается и 45 через привод включает тормозное устройство в редукторе 8. После включения тормоза в редукторе 8 зубчатое колесо 7 не вращается, что дает возможность при извлечении ленты из скважины извлечь и скважинный прибор.

Использование устройства по такой схеме требует при эксплуатации перед опусканием прибора в скважину опускать в нее ленту, что снижает, производительность. Исключить операцию опускания ленты в скзажину можно, если ленту разместить на катушке, установленной в приборе. В этом случае при опускании прибора происходит как бы одновременно и опускание ленты в скважину. При установке катушки с лентой в приборе тормозное устройство лучше устанавливать на катушке, так как при таком торможении на разрыв работает вся рабочая ширина ленты 2, а при торможении зубчатым колесом 7 на разрыв рабо.тает только часть ленты, где находится перфорация, что снижает нагрузочную способность ленты. Разме- щение катушки в приборе позволяет приводить BO вращение генератор 9 через редуктор непосредственно от катушки, что упрощает изготовление прибора и лента может быть не.металлической, при этом на ленту наносят только метки глубины.

Техническим преимуществом предлагаемого устройства является повышение ресурса работы блока электропитания за счет питания блоков прибора,. работающих при движении прибора по скважине, от генератора, преобразующего кинетическую энергию падения прибора в скважине в электрическую.

Кроме того, использование перфо-. рированной ленты с метками глубины позволяет повысить точность привязки измеряемого параметра к глубине скважины. формула изобретения

1. Устройство для каротажа скважин, состоящее из скважинного прибора, содержащего излучатель, генератор зондирующих импульсов, датчик скважинного параметра, выход которого подключен к входу преобразователя электрических сигналов в цифровые данные, блок сжатия цифровых данных, содержащий блок управления и арифметическо-: логическое устройство, соединенное с блоком управления и подключенное входом к выходу преобразователя электрических сигналов в цифровые данные, а выходом — к входу. блока памяти, и блок электропитания, подключенный к блоку памяти и блоку сжатия цифровых данных, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью по-, вышения экономичности электропитания и повышения точности привязки измеряемого параметра к глубине скважины, скважинный прибор снабжен генерато!

332248

Составитель В. Ищенко

Техред М. Ходанич

Корректор С. Черни

Редактор А. Ворович

Заказ 3828/41 Тираж 730

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r..Óæãîðîä, ул. Проектная, 4 ром электроэнергии, соединенным через механическую зубчатую передачу, имеющую тормозное устройство и электрический привод, с перфорированной лентой, отверстия, которой являются мет ками глубины, датчиком меток глубины, . выход которого соединен с входом счетчика меток глубины, формирователя запускающих импульсов и блока управления, одним выходом подключенного к управляющему входу блока памяти, а другим - к входу импульсного усилителя, соединенного выходом с электрическим приводом тормозного устройства, счетчик меток глубины выходами соединен с входами блока памяти, а формирователь запускающих импульсов выходом подключен к входу генератора зондирующих импульсов, соединенному выходом с излучателем, а выход генератора электроэнергии подключен к . входу стабилизатора напряжения, подключенного выходом к блоку сжатия цифровых данных, датчику и счетчику меток глубины„ формирователю запускающих импульсов, генератору зондирующих импульсов, импульсному усилителю, преобразователю электрическик сигналов в цифровые данные и датчику

l скважинного параметра, а блок электра1ð питания подключен и к счетчику меток глубины.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что лента размещена на катушке, кинематически сое диненной с тормозным устройством и электрическим приводом, при этом катушка расположена в скважинном приборе на оси, перпендикулярной оси, скважинного прибора.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что катушка с лентой установлена на валу редуктора зубчатой передачи °