Пластовый наклономер

 

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для определения элементов залегания пластов. Цель - упрощение конструкции и повышение геологической информативности. Наклономер включает источник 1 переменного тока и связанные каротажным кабелем 4 наземный и скважинный блоки (Б) 2 и 3. В металлическом корпусе (К) Б 3 размещен зонд электрического каротажа с изолятором 7 и электродами (Э) A O,А э,B, соответственно измерительным, экранным и токовым. Верхняя часть 5 К в виде Э B соединена с первой клеммой источника 1, вторая клемма которого соединена с Э A э, выполненным в виде электрически изолированной части 6 К. Кроме того, в К размещены передающая часть 8 телеизмерительной системы с Б 9 согласования зонда и силовой механизм 10 с измерительными рычагами и датчиками радиуса скважины. Каждый рычаг выполнен в виде упругой вогнутой к оси Б 3 проводящей электрический ток рессоры 11, которая одним концом закреплена через изолятор 12 на Э A э, а другим концом соединена с Э A O, выполненным в виде наконечника 14, контактирующего со стенкой 15 скважины. В скважинах с промывочной жидкостью на проводящей ток основе работа осуществляется по схеме бокового микрозонда. В пустых скважинах или с промывочной жидкостью на непроводящей основе сопротивление заземления Э A э увеличивается и зонд автоматически включается в режим измерения сопротивления заземления. Сигналы зонда поступают к Б 2, где обрабатываются для получения элементов залегания пластов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ts1>s Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4436909/23-03 (22) 06.06.88 (46) 30.09.90, Бюл, М 36 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований (72) Р.И.Кривоносов, В. В. Федоров, В.М,Гремячкин и В.В,Бородин (53) 622.241.05 (088,8) (56) Патент Франции М 360461, кл. Е 21 В 47/00, опублик. 1972.

Проспект фирмы Gearhart Industrie Inc.

1986.

„„Я2 „„1596094 А1 (54) ПЛАСТОВЫЙ НАКЛОНОМЕР (57) Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для определения элементов залегания пластов. Цель — упрощение конструкции и повышение геологической ин-., формативности. Наклономер включает источник 1 переменного тока и связанные каротажным кабелем 4 наземный и скважинный блоки (Б) 2 и 3. В металлическом корпусе (К) Б 3 размещен зонд электрического каротажа с изолятором 7 и электро1596094

20

35

40 дами (Э) Ао, А3, В, соответственно измерительным, экранным и токовым. Верхняя часть 5 К в виде Э В соединена с первой клеммой источника 1, вторая клемма которого соединена с Э As, выполненным в виде электрически изолированной части 6 К. Кроме того, в К размещены передающая часть 8 телеизмерительной системы с Б 9 согласования зонда и силовой механизм 10 с измерительными рычагами и датчиками радиуса скважины. Каждый рычаг выполнен в виде упругой вогнутой к оси Б 3 проводящей электрический ток рессоры 11, которая одним концом закреплена через изолятор 12 на Э

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для определения элементов залегания пластов.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение геологической информативности в скважинах без промывочной жидкости или заполненных промывочной жидкостью на непроводящей ток основе.

На фиг,1 приведен пластовый наклономер в скважине, общий вид; на фиг,2 — блоксхема электрических соединений скважин ного блока наклономера; на фиг,3— схема электрических соединений электродов зонда.

Пластовый наклономер включает источник 1 переменного тока, наземный блок 2 и скважинный блок 3, связанные бронированным каротажным кабелем 4, в котором

ЦЖК вЂ” центральная изолированная жила кабеля, ОК-броня кабеля (фиг.2), Металлический корпус скважинного блока 3 состоит из верхней 5 и нижней б частей, которые жестко соединены между собой герметичным изолятором 7. B верхней части 5 корпуса расположены передающая часть 8 телеизмерительной системы (ТИС) и блок 9 согласования зонда с ТИС. Верхняя часть 5 корпуса соединена с броней кабеля 4 и вместе они представляют собой токовый электрод B зочда, а экранный электрод Аэ зонда выполнен в виде электрически золированной части б корпуса.

В нижней части 6 корпуса, заполненной непроводящей жидкостью, размещен силовой механизм 10 электрогидропривода с независимыми по раскрытию измерительными рычагами, каждый из которых выполнен в виде упругой вогнутой к оси скважин ного блока 3 проводящей электрический ток рессоры

11. Рессора 11 одним концом (основанием) Аз, а другим концом соединена с Э Ао, выполненным в виде наконечника 14, контактирующего со стенкой 15 скважины. В скважинах с промывочной жидкостью на проводящей ток основе работа осуществляется по схеме бокового микрозонда. В пустых скважинах или с промывочной жидкостью на непроводящей основе сопротивление заземления Э Аэ увеличивается и зонд автоматически включается в режим измерения сопротивления заземления.

Сигналы зонда поступают к Б 2, где обрабатываются для получения элементов залегания пластов. 1 З.п. ф-лы, 3 ил. жестко закреплена через изолятор 12- на экранном электроде А (нижней части 6 корпуса), Вблизи основания рессоры 11 на ее незакрепленной части установлен тензорезистор (не показан), являющийся вместе с рессорой 11 датчиком радиуса скважины.

Основание рессоры 11 и тензорезистор закрыты гибким герметичным выводом барокомпенсатора 13, Другим концом рессора

11 соединена с измерительным электродом

Ао зонда, выполненным в виде сферического или иной формы наконечника 14, размещенного на рессоре 11 с возможностью контактирования со стенкой 15 скважины, что обеспечивает электрический контакт электрода Ао и механический контакт рычага радиусомера со стенкой скважины.

Электрическое соединение рессор 11 и электрода As осуществляется проводами через герметичные токовводы изолятора 7, Силовой механизм 10, обеспечивающий закрытие рессор 11, состоит из подвижной обоймы 16, охватывающей рессоры 11 и соединенной жестко со штоком 17 силового гидроцилиндра, Блок 9 согласования зонда с ТИС (фиг,2) подключен к центральной жиле и броне кабеля 4, к экранному электроду Аэ и центральным измерительным электродам Аы (I от 1 до и) зонда. Выход блока 9 согласования подключен к передающей части 8 ТИС, которая связана через ЦЖК с приемной частью ТИС наземного блока 2.

Один из примеров схемы электрических соединений зонда электрического каротажа показан на фиг.3. Блок 9 согласования представлен в виде токового трансформатора ТЗ питания зонда, измерительных трансформаторов TN, и резисторов R (t = 1...,n). Одна из клемм источника 1 переменного тока заземлена и соединена через приемную часть

1596094

1

20

35

45

ТИС наземного блока 2 с броней ОК каротажного кабеля 4 и металлической частью 5 (токовым электродом В) корпуса скважинного блока 3. Вторая клемма источника 1 тока через жилу ЦЖК кабеля 4, трансформатор

ТЗ (его вторичную обмотку) соединена со средними точками первичных обмоток измерительных трансформаторов TVli и с электрически изолированной частью 6 корпуса (экранным электродом Аэ). Один из концов вторичной обмотки трансформатора ТЗ объединен с концом его первичной обмотки и соединен с верхней частью 5 корпуса, броней ОК кабеля 4 и одноименными выводами резисторов В;. Другие два вывода первичной обмотки трансформатора ТИь являющейся шунтом малого сопротивления, соединены соответственно со вторыми концами резисторов Ri и через рессоры 11 с наконечниками 14 (измерительными электродами Aoi). Выходные обмотки трансформаторов TVli подключены к передающей части 8 ТИС, выход которой соединен с жилой ЦЖК кабеля 4.

Тело рессоры 11 может быть выполнено с диэлектрическим покрытием или из композитных диэлектрических материалов с электрическим токоподводом к измерительному электроду, При этом в скважинах с и ромы воч ной жидкостью на не п роводя щей электрический ток основе измерительные электроды зонда электрического каротажа включены по схеме зонда метода сопротивления заземления. а при добавках проводящей промывочной жидкости или в самой этой жидкости измерительные электроды включены по схеме бокового зонда, Пластовый наклономер работает следующим образом.

Складывание рессор 11 перед спуском в скважину производится подвижной обоймой 16, которая, перемещаясь вдоль продольной оси наклономера, укладывает рессоры 11 в нижнюю часть 6 корпуса. В сложенном состоянии рессоры 11 выпрямлены и не выступают за габариты корпуса.

В таком виде скважинный блок 3 опускается на забой скважины или к нижней границе интервала исследования, При достижении интервала исследования перед подъемом наклономера по команде с поверхности производится раскрытие рычажной системы наклономера с помощью силового механизма 10, при этом шток 17 силового гидроцилиндра, перемещаясь с обоймой 16 вверх, освобождает рессоры 11, которые прижимают наконечники 14 к стенке 15 скважины. В этом положении рессоры 11 не касаются металлических деталей нижней части 6 корпуса.

При подъеме скважинного блока 3 вогнутая форма и упругость рессор 11 обеспечивают непрерывный точечный контакт наконечника 14 со стенкой скважины 15 при изменении ее диаметра.

Переменный ток от источника 1 через жилу ЦЖК кабеля 4 и его броню запитывает электрическую схему скважинного блока 3 и через трансформатор Т 3 питания зонда, электроды Аэ, Ао и токовый электрод В горные породы в околоскважинном пространстве. При работе в скважинах с промывочной жидкостью на проводящей основе работа осуществляется по схеме бокового микрозонда с тем отличием, что электрод Аэ не прижимается к стенке скважины, а расположен по ее оси за счет центрации рессорами 11, При работе в пустых скважинах или с промывочной жидкостью на непроводящей основе сопротивление заземления электрода Аэ увеличивается и первичная обмотка трансформатора ТИ. автоматически включается в режим измерения сопротивления RA заземления по трансформаторной мостиковой схеме, при этом сопротивление заземления каждого электрода A<>i сравнивается соответственно с резистором R, который может быть выбран достаточно большим.

Сигнал от тока разбаланса моста или с полуобмотки а трансформатора ТИь пропорциональный проводимости горных пород, поступает на передающую часть 8 ТИС.

Туда же поступают сигналы от датчика ориентации наклономера (на схеме не показан) и далее через ж.ллу ЦЖК кабеля 4 к наземному блоку 2, где обрабатываются для получения элементов залегания пластов.

Возможны и другие решения при реализации схемы блока 9 согласования зонда.

Например. мост может балансироваться автоматически путем изменения сопротивления резистора R, величина которого в этом случае служит в качестве информационного параметра. Возможно применение дифференциальных усилителей и других известных технических решений для измерения электрического сопротивления проводников. При этом s проводящей промывочной жидкости вертикальная разрешающая способность зонда увеличится за счет изменения соотношения площадей поверхности экранного и измерительного электродов, Для улучшения электрического контакта с горной породой измерительный электроднаконечник может быть выполнен сферическим или иной формы с несколькими степенями свободы, а также иметь специ1596094.Аэ

„Аа" альное покрытие, уменьшающее абразивный износ наконечника и контактное сопротивление.

Формула изобретения

1. Пластовый наклономер. включающий наземный и скважинный блоки, связанные каротажным кабелем, источник переменного тока, одна из клемм которого соединена с металлическим корпусом скважинного блока, в котором размещены зонд электрического каротажа с изоляторами. измерительными и экранным электродами. передающая часть телеизмерительной системы с блоком согласования зонда и силовой механизм с независимыми по раскрытию измерительными рычагами и датчиками радиуса скважины, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения геологической информативности в скважинах без промывочной жидкости или заполненных промывочной жидкостью на непроводящей ток основе, экранный электрод выполнен 8 виде электрически изолированной части корпуса, которая соединена с второй клеммой источника тока, а каждый измерительный рычаг

5 выполнен в виде ynpyt.oA вогнутой к оси скважинного блока проводящей электрический ток рессоры, которая одним концом жестко закреплена через изолятор на экранном электроде, а другим концом соедине10 на с измерительным электродом, выполненным в виде наконечника, размещенного на рессоре с возможностью контактирования со стенкой скважины, при этом измерительные электроды зонда элек15 трического каротажа включены по схеме зонда метода сопротивления заземления или по схеме бокового зонда.

2. Наклономер по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тело рессоры выполнено с диэ20 лектрическим покрытием или из композитнйх диэлектрических материалов с электрическим токоподводом к измерительному электроду.

1596094

Составитель А. Цветков

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 2898 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 . Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101