Скважинный прибор акустического каротажа

 

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа при профильных наблюдениях. Целью изобретения является повышение точности измерений кинематических параметров упр/гих БОЛН за снег измерения зондовых расстояний при непрерывном подъеме скважичного прибора В скважинном приборе между блоками излучателей и приемников установлен механизм измерения зоидовых расстояний с прижимным устройством Механизм состоит из двух движителей Каждый движитель содержит две выступающие за корпус прибора, вертикально расположенные звездочки с бесконечно-шарнирной цепью Цепи движителей соединены перемычкой. К перемычке через зласти1-- ный грузонесущий электрический кабель присоединен блок приемников При подъеме скважинного прибора цепи движителей контактируют со стенкой скважины и преобразуют поступательное равномерное движение прибора в дискретное и ускоренное перемещение относительно блока приемников . 4 ил (Л С

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4667872/25 (22) 24.02.89 (46) 23,12.91. Бюл, N. 47 (71) Институт геологии и геофизики им. 60летия Союза ССР СО АН СССР и Производственное объединение "Сибнефтегеофизика" (72) Ю.А. Конинин,.Ю.А. Нефедкин, С, М.Жданов и Е.M.Àâåðêî (53) 550 83(088 8) (56)1, Авторское свидетельство СССР

N545948,,кл. 6 01 J 1/40, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N 220905; кл. Е 21 С t8/30, 1968. (54) СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа при профильных наблюдениях. Целью изобретения является повышение точности измереИзобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа при профильных наблюдениях.

Известен точечный зонд для профильных измерений с конечным числом точек наблюдения (2-7), выполненный в виде гибкой крепежной планки с жесткозакрепленными на определенном расстояния друг от друга преобразователями и пневматической камеры (1).

Недостатки устройства; невозможность использования в глубоких скважинах с данной системой прижима датчиком к стойке скважин, наперед заданные фиксированные базы измерений, для увеличения де„„5U„„1?00509 Al ний кинематических параметров упругих волн эа счег измерения зондовых расстояний при непрерывном подъеме скважинного прибора, В скважинном приборе между блоками излучателей и приемников установлен механизм измерения эондовых расстояний с прижимным устройством.

Механизм состоит из двух движителей. Каждый движитель содержит две выступающие за,корпус прибора, вертикально распо70женные звездочки с бесконечно-шарнирной цепью. Цепи движителей соедине «ы перемычкой. К перемычке через зласти:.ный грузонесущий электрический кабель присоединен блок приемников. При подьеме скважинного прибора цепи движителей контактируют со стенкой скважины и преобразуют поступательное равномерное движение прибора в дискретное и ускоренное перемещение относительно блока приемников. 4 ил. тальности и точности измерений необходимо увеличивать число датчиков, что затрудняет метрологическое обеспечение устройства.

Известна аппаратура для точечнс-непрерывногс акустического каротажа, которая содержит наземную установку и скважинный прибор, состоящий иэ излучателей и приемников акустических колебаний, электрг «ного блока, каротажного кабеля и кичематического устройства, осуществляющего точечно-прерывный контакт акустических преобразователей. Преобразователи останавливаются на время, достаточное для выполнения акустических измерений в данной точке, и информ;щия

1700509 г1оступает через фиксированные операции пути, пройденные скважинным прибором (2l

Недостатками устройства являются фиксированная база измерения, что ограничивает деятельность наблюдений, короткие базы измерений для увеличения их требуется использование большого количества преобразователей, что затрудняет етрологическое обеспечение аппаратуры снижает ее надежность, сочетание пасивных силовых элементов (пружин), дейстующих навстречу друг другу, предъявляет есткие требования к их настройке в услоиях изменяющегося диаметра открытого твола скважин.

Целью изобретения является повышеие точности измерений кинематических араметров упругих волн за счет изменения ондовых расстояний при непрерывном одъеме скважинного прибора, На фиг.1 изображен скважинный прибор, общий вид; на фиг,2 — механизм измеения зондовых расстояний; на фиг.З— схема измерений; на фиг.4 — разрез А-А на фиг.1 (схема составного излучателя).

Скважинный прибор содержит элект° ° онный блок 1 с присоединенным к нему аротажным кабелем 2, блок 3 излучателей

d и з3л у ч а тTеeл я м и 44, контактирующими со тенкой скважины 5, жестко связанный с блоком 3 излучателей механизм 6 изменения

Зондовых расстояний с прижимным устройством 7, блок 8 приемников с приемниками 9, контактирующими со стенкой скважины 5.

Механизм 6 изменения зондовых расСтояний состоит из рамы 10 с установленными на ней роликами 11 натяжения, двух

Движителей, состоящих из звездочек 12, «ращающихся на полуосях 13, и бесконечно-шарнирных цепей 14, связанных между собой перемычкой 15, которая соединена посредством кабеля 16, огибающего направляющие ролики 17, с блоком 8 приемников, Устройство работает следующим образом.

Скважинный прибор опускается в скважину на заданную глубину. По сигналу с поверхности излучатели 4 и приемники 9 прижимаются к стенке скважины 5. ПоддейСтвием прижимного устройства 7 прижимается к стенке скважины 5 и механизм 6 изменения зондовых расстояний с усилием исключающим проскальзывание бесконечно-шарнирных цепей 14. Перемещение скважинного прибора вверх осуществляется при помощи каротажного кабеля 2. При этом происходит перекатывание бесконеч5

55 но-шарнирной цепи 14 по стенке скважины 5. Соприкасающаяся со стенкой скважины 5 часть бесконечно-шарнирной цепи

14 с закрепленной в этом месте перемычкой

15 относительно стенки скважины 5 имеет нулевую скорость. Поэтому блок 8 приемников, присоединенный к перемычке 15 кабелем 16, остается на месте.

Таким образом, для регистрации упругих колебаний представляется время, в течение которого перемычка 15 покоится на стенке скважины, В это время блок 3 излучателей, перемещаясь со скоростью движения кабеля 2 относительно блока 8 приемников на величину h L, равную расстоянию между полуосями 13, регулярно посылает упругие импульсы в среду, В этот промежуток времени производятся наблюдения с требуемой деятельностью по глубине скважины. минимальный шаг регистрации AZM>u зависит от скорости каротажа и времени экспозиции. Так, например, при времени экспозиции 0,2 с и скорости каротажа чк = 360M/ч минимальный шаг

AZM,н примерно 2 см.

С момента, когда перемычка 13 начинает отрываться от стенки скважины при подьеме скважинного прибора, до момента, когда она вновь касается стенки скважины, скважинный прибор и блок 3 излучателей проходят расстояние (- Л L, где (— длина бесконечно-шарнирной цепи, а A L — расстояние между верхней и нижней полуосями 13 звездочек 12. За это время блок 8 приемников проходит расстояние L, т,е. о6гоняет блок 3 излучателей на величину Ы вследствие того, что блок приемников поднимается со скоростью, в два раза превышающей скорость подъема блока излучателей, когда перемычка 15 передвигается на участке между полуосями 13, и с средней скоростью, равной скорости подъема блока излучателей, когда перемычка 15 движется на нижней полуокружности нижней звезДочки и верхней полуокружности верхней звездочки.

После остановки блока 8 прйемников производится следующий цикл регистрации. Итак, на каждом интервале L глубины скважины регистрация возможна лишь на участке Л этого интервала. Чтобы обеспечить регистрацию на всем интервале L. необходимо использовать блок излучателей, состоящий минимум из трех излучателей 4 (И1, И2, ИЗ). На фиг,4 показан составной излучатель 4 (приемник 9), состоящий. например, из четырех электроакустических преобразователей, расположенных через равные угловые промежутки по окружности

1700509

2Л! — Л1 скважины. Излучатели И1, И2, ИЗ разнесены, например, на равные промежутки AI и образуют вместе с приемником четырехэлементный зонд с тремя каналами измерений, Выдерживают следующие соотношения Л1<Ь|; тизл= 1.-Л1 <2 Al, где тизл — расстояние, на которое передвигается блок излучателей между циклами измерений, Длина бесконечно-шарнирной цепи L « л d + 2 Л L, где d — диаметр звездочки 12, Отсюда находят ограничение, накладываемое на величину, В устройстве может быть выбран следующий порядок величин Л1-0,5м, L 0,5 м, d®,1 м, начальное расстояние между приемником и ближайшим излучателем "2-3 м.

На фиг.З схематически показано устройство в различные моменты времени t.

В момент времени t> устройство находится в начале цикла регистрации (в момент остановки блока 8 приемников). К моменту 2 блок 3 излучателей с излучателями И1, И2, ИЗ проходит расстояние Л в то время как блок 8 приемников с приемником П остается на месте, за это время t2-t1 с необходимым шагом по глубине регистрируются акустические сигналы, прошедшие по породе к приемнику П от излучателей

И1, И2, ИЗ. Там же условно показаны со-. ответствующие отрезки годографа Тл

1,2,3, которые последовательно перекрываются минимум в одной точке при Л1- Л . В момент t2 первый цикл регистрации заканчивается, так как блок 8 приемников при дальнейшем подъеме скважинного прибора вовлекается в движение и регистрация невозможна из-эа больших шумов трения приемника П по стенке скважины. 3а время tq-tz блок 8 приемников передвигается на величину L, обгоняя при этом блок 3 излучателей

5 на величину Л L. В момент тз начинается следующий цикл регистрации и заканчивается он в момент времени t4. Этому циклу соответствуют отрезки 1,2,3 годографа

T>+I. При правильно выбранных парамет10 рах Л1, Л L, d годограф Тп перекрывается годографом T +t минимум в одной точке.

Таким образом могут быть получены годог. рафы всех типов волн с необходимой детальностью во всем интервале исследования

15 скважины.

Формула изобретения

Скважинный прибор акустического каротажа, содержащий электронный блок, 20 блоки излучателей и приемников, расположенных на зондовом расстоянии, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений параметров упругих волн за счет изменения эондовых расстоя25 ний при непрерывном подъеме скважиного прибора, между блоками излучателя и приемников установлен механизм изменения зондовых расстояний с прижимным устройством, соединенный эластичным грузонесу30 щим электрическим кабелем с блоком приемников, при этом механизм изменения зондовых расстояний выполнен в виде двух движителей, каждый из которых содержит две выступающие за корпус прибора, верти35 кально расположенные звездочки с бесконечно-шарнирной цепью, при этом цепи связаны перемычкой, к которой с помощью эластичного груэонесущего электрического кабеля через направляющие ролики присо40 единен блок приемников.

1700509

1700509

1700509

Составитель И. Ишенко

Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Редактор М. Янкович

Производсгвенно-издательский комбинаг Патент" г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4466 Тираж Подписное

ВНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35 Рву нская наб,. 4/5