Способ измерения забойных параметров скважин автономным индикатором всплывающего типа и устройство для его осуществления

 

Способ измерения забойных параметров скважин содержит сброс плавающего контейнера с измерительной и регистрирующей аппаратурой, доставку его к месту замера включением циркуляции раствора, отключение циркуляции и фиксацию контейнера в точке замера. После замера исследуемых параметров контейнер расфиксируют повторным включением циркуляции. Автономный индикатор снабжен трубчатым элементом с окнами и центрирующими элементами внутри. В его нижней части размещено посадочное седло с проточными каналами и выступом. В нижней части плавающего контейнера расположен фиксирующий механизм с отверстием на нижнем торце для взаимодействия с выступом посадочного седла и фиксатор с зубом для взаимодействия с нижним центрирующим элементом. Изобретение позволяет повысить точность замера исследуемых параметров. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно - к способам и техническим средствам контроля забойных параметров.

Известен способ измерения забойных параметров скважины, включающий спуск автономного прибора к забою скважины, сброс в колонну труб регистрирующего блока, включение циркуляции раствора, доставка регистрирующего блока потоком раствора к месту замера, включение автономного прибора и замер параметров, поступление сигналов после их усиления и кодирования в регистрирующий блок, отключение циркуляции раствора и всплытие регистрирующего блока к устью скважины. Указанный способ реализован с помощью забойного прибора для исследования скважин [1].

Недостатком известного способа является его низкая технологичность в связи с необходимостью спуска отдельного измерительного и регистрирующего блоков, а также невысокая точность измерения, так как замер и поступление сигналов на регистрирующий блок происходят при высокой вибрации, обусловленной циркуляцией раствора. Это обстоятельство особенно важно при замере инклинометрических параметров скважины.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигнутому результату является способ измерения забойных параметров скважины, включающий сброс контейнера с измерительной и регистрирующей аппаратурой в колонну труб, включение циркуляции раствора, доставку контейнера потоком раствора к месту измерения, замер исследуемых параметров, отключение циркуляции раствора и всплытие контейнера к устью скважины. Указанный способ, реализованный в индикаторе всплывающего типа [2], принят нами за прототип.

Недостатком прототипа является невысокая точность измерения, так как процесс замера забойных параметров происходит в условиях высокой вибрации, обусловленной циркуляцией раствора. Отключить циркуляцию в процессе замера в известном способе не представляется возможным, т.к. контейнер тут же начнет всплывать и измерение произойдет, во-первых, с погрешностью, обусловленной его движением, во-вторых, в неопределенной точке скважины.

Задачей предлагаемого способа является повышение точности замера исследуемых параметров.

Для решения указанной задачи в известном способе, включающем сброс контейнера с измерительной и регистрирующей аппаратурой, доставку его к месту замера включением циркуляции раствора, замер исследуемых параметров, отключение циркуляции раствора и всплытие контейнера к устью скважины, после доставки контейнера к месту замера отключают циркуляцию раствора, фиксируют контейнер в точке замера, а после замера исследуемых параметров повторным включением циркуляции раствора производят расфиксацию контейнера.

Фиксация контейнера в точке замера и проведение измерений при отключенной циркуляции раствора с последующей расфиксацией после замера для его всплытия к устью скважины позволяют проводить измерения в отсутствие вибраций. Указанные признаки обеспечивают повышение точности измерения исследуемых параметров.

Нам не известны способы измерения забойных параметров скважины, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого способа требованиям, предъявляемым к изобретениям.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является автономный индикатор всплывающего типа, содержащий контейнер с измерительной и регистрирующей аппаратурой, центрирующие элементы и посадочное седло [2].

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, обусловленная необходимостью выполнения замера в условиях циркуляции раствора.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности измерения исследуемых параметров.

Для решения указанной задачи известный автономный индикатор всплывающего типа для измерения забойных параметров, включающий плавающий контейнер с измерительной и регистрирующей аппаратурой, центрирующие элементы и посадочное седло, снабжен трубчатым корпусом, установленным через переводник в нижней части бурильной колонны, в котором размещен трубчатый элемент с окнами, и фиксирующим механизмом, размещенным в нижней части контейнера, причем центрирующие элементы расположены внутри трубчатого элемента, а посадочное седло в его нижней части выполнено с проточными каналами и выступом, при этом фиксирующий механизм имеет отверстие на нижнем торце для взаимодействия с выступом посадочного седла и фиксатор с приводом и зубом для взаимодействия с нижним центрирующим элементом, а привод фиксатора выполнен в виде подпружиненного рычага с собачкой и храпового колеса с кулачками.

Снабжение устройства фиксирующим механизмом с отверстием в нижнем торце, а также выполнение посадочного седла с выступом для взаимодействия с фиксирующим механизмом через отверстие в нижнем торце позволит при достижении контейнером посадочного седла и отключении циркуляции раствора зафиксировать контейнер на нижней центрирующей втулке.

Выполнение же привода фиксатора в виде подпружиненного рычага с собачкой и храпового колеса с кулачками позволит при различных циклах включения и отключения циркуляции раствора производить перемещение зуба наружу и внутрь фиксирующего механизма.

Указанные признаки обеспечивают повышение точности замера исследуемых параметров.

Нам не известны автономные индикаторы всплывающего типа, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого индикатора требованиям, предъявленным к изобретениям.

На фиг. 1 изображен автономный индикатор в момент доставки контейнера потоком раствора к месту замера.

На фиг. 2 - то же, после отключения циркуляции раствора.

На фиг. 3 - то, же после повторного включения циркуляции раствора.

На фиг. 4 - то же, после повторного отключения циркуляции раствора.

На фиг. 5 - фиксирующий механизм в разрезе.

Автономный индикатор содержит трубчатый корпус 1, который посредством переводника 2 устанавливается в нижней части бурильной колонны, трубчатый элемент 3 с окнами 4 и проточными каналами 5. В нижней части трубчатого элемента расположено посадочное седло 6 с выступом 7 и проточными каналами 8. На седле 6 трубчатого элемента размещен контейнер 9.

Контейнер 9 центрируется втулками верхней 10 и нижней 11 и снабжен фиксирующим механизмом 12, имеющим в нижнем торце отверстие 13 (фиг.2). Фиксирующий механизм (фиг.5) состоит из фиксатора 14 с зубом 15, расположенного на уровне окна в корпусе фиксирующего механизма, и привода фиксатора.

Привод фиксатора выполнен, например, в виде установленного в фиксирующем механизме с помощью пружины 16 рычага 17 с собачкой 18 и храпового колеса 19 с кулачками 20.

Работа предложенного индикатора и способ измерения с его помощью забойных параметров заключаются в следующем.

Корпус 1 индикатора устанавливают в нижней части бурильной колонны (не показана). Непосредственно перед замером исследуемых параметров в колонну труб сбрасывают контейнер 9 и включают циркуляцию раствора. Под влиянием собственного веса и потока раствора контейнер 9 доставляется к месту замера. Контейнер 9, взаимодействуя с центрирующими втулками 10 и 11, заходит в полость трубчатого элемента и садится на посадочное седло 6. Выступ 7 посадочного седла входит в отверстие 13, расположенное в нижнем торце фиксирующего механизма 12, и, взаимодействуя с рычагом 17, установленным на оси с помощью пружины 16, передвигает его от центра к периферии. При этом собачка 18, взаимодействуя с храповым колесом 19, через кулачки 20 приводит в движение фиксатор 14 с зубом 15. Зуб 15 через окно в корпусе фиксирующего механизма выходит за габариты устройства (фиг.1).

Перед замером исследуемых параметров отключают циркуляцию раствора. Контейнер 9 подвсплывает в трубчатом элементе, при этом зуб 15 фиксатора 14 упирается в нижнюю центрирующую втулку 11, фиксируя контейнер (фиг.2). Производят замер и регистрацию исследуемых параметров. После завершения цикла измерений повторно включают циркуляцию раствора. Контейнер 9, увлекаемый потоком раствора, садится на посадочное седло 6, выступ 7 седла входит в отверстие 13 и передвигает рычаг 17. Собачка 18 рычага 17, взаимодействуя с храповым колесом 19, через кулачки 20 вновь перемещает фиксатор 14, при этом зуб 15 фиксатора 14 передвигается в сторону центра устройства, не выходя за его габариты. Происходит расфиксация контейнера (фиг.3).

После отключения циркуляции раствора контейнер 9 всплывает в колонне труб (фиг. 4). По достижении устья скважины контейнер извлекают из колонны труб и осуществляют считывание зарегистрированной информации.

Преимуществом предложенного забойного автономного индикатора всплывающего типа и способа измерения с его помощью забойных параметров является высокая точность замера исследуемых параметров.

Источники информации: 1. Авторское свидетельство СССР N 920201, кл. E 21 B 47/00, 1982.

2. Патент США N 4006777, кл. E 21 B 47/00, 1977.

Формула изобретения

1. Способ измерения забойных параметров скважины автономным индикатором всплывающего типа, включающий сброс контейнера с измерительной и регистрирующей аппаратурой, доставку его к месту замера включением циркуляции раствора и всплытие контейнера к устью скважины, отличающийся тем, что после доставки контейнера к месту замера отключают циркуляцию раствора, фиксируют контейнер в точке замера, а после замера исследуемых параметров повторным включением циркуляции раствора производят расфиксацию контейнера.

2. Автономный индикатор всплывающего типа для измерения забойных параметров скважины, включающий плавающий контейнер с измерительной и регистрирующей аппаратурой, центрирующие элементы, посадочное седло, отличающийся тем, что он снабжен трубчатым корпусом, установленным через переводник в нижней части бурильной колонны, в котором размещен трубчатый элемент с окнами и фиксирующим механизмом, размещенным в нижней части контейнера, причем центрирующие элементы расположены внутри трубчатого элемента, а посадочное седло - в его нижней части и выполнено с проточными каналами и выступом, при этом фиксирующий механизм имеет отверстие на нижнем торце для взаимодействия с выступом посадочного седла и фиксатор с приводом и зубом для взаимодействия с нижним центрирующим элементом.

3. Индикатор по п.2, отличающийся тем, что привод фиксатора выполнен в виде подпружиненного рычага с собачкой и храпового колеса с кулачками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5