Скважинный прибор для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано в забойной телеметрической системе для измерения и передачи параметров скважины в процессе бурения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности замеров скважинного прибора. Для этого прибор содержит блок первичных преобразователей, подключенный к входу блока управления и обработки данных, выход которого соединен с передатчиком, а турбогенератор связан с входом блока управления и обработки данных, энергонезависимое запоминающее устройство, ключ, пороговое устройство, два таймера и дополнительный источник питания. Причем выход турбогенератора соединен с входом порогового устройства, один выход которого связан с первым входом ключа. Другой выход порогового устройства соединен с входом первого таймера, выход которого подключен к третьему входу блока управления и обработки данных. Третий выход порогового устройства соединен с входом второго таймера, выход которого связан со вторым входом ключа, третий вход которого соединен с дополнительным источником питания. При этом выход ключа подключен к четвертому входу блока управления и обработки данных, который своим информационным входом связан с энергонезависимым запоминающим устройством. 1 ил.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано в забойной телеметрической системе для измерения и передачи параметров скважины в процессе бурения.

Известно устройство для геофизических исследований в скважинах, содержащее скважинный прибор с задатчиками и предусилителями (Авторское свидетельство ССР 609878, кл Е 21 В 47/12, опубликованное в 1978 г.).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является скважинный прибор с измерительными первичными преобразователями, входящий в состав забойной телеметрической системы (Авторское свидетельство 2140539, МКИ 6 Е 21 В 47/12, опубликованное в бюллетене 30 за 1999 г.). Первичные преобразователи (датчики) скважинного прибора в известной системе подключены к устройству измерения и обработки, соединенному с передатчиком и турбогенератором, обеспечивающим питание скважинного прибора при подаче бурового раствора.

Недостатком известного устройства является невозможность выполнения замеров в отсутствии циркуляции промывочной жидкости. Наличие циркуляции сопровождается работой забойного двигателя и высоким уровнем вибрации и помех, снижающих точность замеров инклинометрических, каротажных и технологических параметров.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности замеров скважинного прибора.

Поставленный технический результат достигается тем, что в скважинный прибор для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения, содержащий блок первичных преобразователей, подключенный к входу блока управления и обработки данных, выход которого соединен с передатчиком, а турбогенератор связан с входом блока управления и обработки данных, введены энергонезависимое запоминающее устройство, два таймера, ключ и дополнительный источник питания, причем выход турбогенератора соединен с входом порогового устройства, один выход которого связан с первым входом ключа, другой выход порогового устройства соединен с входом первого таймера, выход которого подключен к третьему входу блока управления и обработки данных, а третий выход порогового устройства соединен с входом второго таймера, выход которого связан со вторым входом ключа, третий вход которого соединен с дополнительным источником питания, при этом выход ключа подключен к четвертому входу блока управления и обработки данных, который своим информационным входом связан с энергонезависимым запоминающим устройством.

На чертеже представлена функциональная схема скважинного прибора для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения.

Скважинный прибор содержит блок первичных преобразователей (датчиков) 1, выход которого связан с блоком управления и обработки данных 2, своим выходом соединенным с передатчиком 3. Второй вход блока управления и обработки данных 2 связан с турбогенератором 4. Энергонезависимое запоминающее устройство 5 связано своим информационным входом с блоком управления и обработки данных 2.

В скважинный прибор введены также ключ 6, пороговое устройство 7, таймеры 8 и 9 и дополнительный источник питания 10.

При этом выход турбогенератора 4 соединен с входом порогового устройства 7, один выход которого связан с первым входом ключа 6, другой выход порогового устройства 7 соединен с входом таймера 9, выход которого связан со вторым входом ключа 6.

А третий вход ключа 6 соединен с дополнительным источником питания 10. Выход же ключа 6 присоединен к четвертому входу блока управления и обработки данных 2, информационным входом связанным с энергонезависимым запоминающим устройством 5.

Работает устройство следующим образом При прекращении циркуляции бурового раствора пороговое устройство 7 фиксирует снижение напряжения турбогенератора 4, и при достижении заданного уровня пороговое устройство 7, первым выходом соединенное с ключом 6, с помощью последнего подает команду на подключение блока управления и обработки данных. Одновременно пороговое устройство 7, своими вторым и третьим выходами подсоединенное соответственно к таймеру 8 и таймеру 9, запускает последние.

По истечении интервала времени T₁, обеспечивающего окончание переходных процессов, сигнал с таймера 8 включает блок 2 управления и обработки данных в режим измерения и записи данных, поступающих с блока 1 первичных преобразователей, в энергонезависимое запоминающее устройство 5.

После завершения цикла записи данных в энергонезависимое запоминающее устройство 5 и окончания интервала времени Т2 таймер 9 выдает сигнал на отключение дополнительного источника питания 10. При этом скважинный прибор переходит в режим ожидания (хранения).

При возобновлении циркуляции бурового раствора информация, записанная в энергонезависимом запоминающем устройстве 5, с помощью передатчика 3 по бескабельному каналу связи передается на поверхность.

После этого забойная телеметрическая система переходит в режим работы в реальном масштабе времени.

Применение предлагаемого скважинного прибора позволяет расширить функциональные возможности забойной телеметрической системы путем выполнения скважинным прибором дополнительных замеров параметров в паузах работы забойного двигателя, а также повысить точность измерений за счет исключения погрешностей, вызванных вибрацией и помехами от работающего забойного двигателя.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Определение из перечня аналогов наиболее близкого технического решения (прототипа) позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом изобретении, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого изобретения.

Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение "скважинный прибор для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения" соответствует критерию "изобретательский уровень".

Критерий "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемое изобретение может быть успешно использовано в забойной телеметрической системе для измерения и передачи параметров скважины в процессе бурения.

Формула изобретения

Скважинный прибор для измерения и передачи забойных параметров скважины в процессе бурения, содержащий блок первичных преобразователей, подключенный к входу блока управления и обработки данных, выход которого соединен с передатчиком, а турбогенератор связан с входом блока управления и обработки данных, отличающийся тем, что в него введены энергонезависимое запоминающее устройство, ключ, пороговое устройство, два таймера и дополнительный источник питания, причем выход турбогенератора соединен с входом порогового устройства, один выход которого связан с первым входом ключа, другой выход порогового устройства соединен с входом первого таймера, выход которого подключен к третьему входу блока управления и обработки данных, а третий выход порогового устройства соединен с входом второго таймера, выход которого связан со вторым входом ключа, третий вход которого соединен с дополнительным источником питания, при этом выход ключа подключен к четвертому входу блока управления и обработки данных, который своим информационным входом связан с энергонезависимым запоминающим устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1