Зонд для электрического каротажа
Владельцы патента RU 2352962:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин со стандартными приборами бокового каротажного зондирования. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и увеличение срока службы аппаратуры. Технический результат достигается тем, что в зонде для электрического каротажа, содержащем стальные электроды в виде колец патрубков, верхнее и нижнее присоединительные устройства, каждое из которых включает корпус, соединительные провода, связывающие многоконтактные разъемы верхнего и нижнего присоединительных устройств, согласно изобретению, он дополнительно содержит защитный кожух, выполненный из материала с высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью, например, стекловолокнита, на поверхности которого соосно закреплены электроды и корпуса верхнего и нижнего присоединительных устройств, а внутри защитного кожуха зафиксирован в корпусе верхнего присоединительного устройства с помощью шпонки и закреплен в корпусе нижнего присоединительного устройства с помощью гайки съемный каркас, в котором проложены соединительные провода и симметрично электродам установлены пружинные контакты, при этом на поверхности электродов с помощью резьбы и уплотнительных колец закреплены токовые пробки, замыкающие пружинные контакты и электрически связывающие через соединительные провода многоконтактный разъем нижнего присоединительного устройства с электродами. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин со стандартной аппаратурой бокового каротажного зондирования.
Известен многоэлектродный зонд для электрического каротажа, основу которого составляет отрезок многожильного бронированного кабеля, на котором размещаются стальные или свинцовые патрубки-электроды, запрессованные в резиновый корпус. Каждый электрод подсоединяется к соответствующей жиле зондового кабеля. Нижний конец зонда снабжен зондовым наконечником для механического и электрического сочленения со скважинным прибором. Сверху зонд оканчивается стандартной кабельной головкой, служащей для присоединения к геофизическому кабелю. Зондовый наконечник и кабельная головка включают в себя корпус с герметичными самоуплотняющимися электровводами и многоконтактным штепсельным разъемом и соединенный с ним резьбой охранный колпак. В качестве изоляции брони зондового кабеля и соединительных проводов использовано многослойное покрытие из резины и фторопласта. А защитный шланг из нефтестойкой резины, надетый поверх основы зонда с соединительными проводами, служит для защиты зонда от механических повреждений при работе в скважине (Кривко Н.Н., Шароварин В.Д., Широков В.Н., Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование. М.: Недра, 1981, с.66-68).
Однако циркуляция бурового раствора внутри охранных колпаков приводит к ненадежной изоляции мест соединения электровводов с токоведущими элементами зонда, создающей условия утечек в зонде, а это в свою очередь негативно сказывается на точности измерений аппаратуры.
Наиболее близким по технической сущности и функциональному назначению является зонд для электрического каротажа (RU №2070333, кл. G01V 3/18, 10.12.1996), содержащий электроды в виде стальных или свинцовых колец-патрубков, верхнее и нижнее присоединительные устройства, механически соединенные при помощи подвеса, каждое из которых включает корпус с герметичными самоуплотняющимися электровводами и многоконтактным штепсельным разъемом и соединенный с ним резьбой охранный колпак. Соединительные провода связывают электровводы верхнего присоединительного устройства, а также электроды зонда с нижним присоединительным устройством. Подвес выполнен в виде гибкого троса из синтетики, концы которого оформлены в виде петли и закреплены внутри охранных колпаков присоединительных устройств при помощи коуша. Защитный шланг состоит из нескольких соосно расположенных отрезков равного диаметра, концы которых закреплены в торцевых выемках охранных колпаков и электродов, а свободное пространство - внутри охранных колпаков, электродов и отрезков защитного шланга заполнено олигомером
Однако данное устройство имеет следующие недостатки. В процессе изготовления и эксплуатации зонда электрический контакт между соединительными проводами и электродами, а также между соединительными проводами и электровводами может нарушиться, а заменить соединительные провода в зонде невозможно без разрушения олигомера. Кроме того, шланг из нефтестойкой резины не обеспечивает достаточную защиту зонда от механических повреждений при геофизических исследованиях через буровой инструмент с соединительными муфтами, высаженными вовнутрь, а также в скважинах, где присутствуют твердые породы. В результате повреждения защитного шланга буровой раствор проникает под электроды и является причиной появления утечек в зонде, что снижает точность измерений аппаратуры.
Задачей изобретения является повышение точности измерений, за счет усиления электрической изоляции и защиты от механических повреждений, и увеличение срока службы аппаратуры, за счет повышения ремонтопригодности зонда.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и увеличение срока службы аппаратуры.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в зонде для электрического каротажа, содержащем стальные электроды в виде колец патрубков, верхнее и нижнее присоединительные устройства каждое из которых включают корпус, соединительные провода, связывающие многоконтактные разъемы верхнего и нижнего присоединительных устройств, согласно изобретению, он дополнительно содержит защитный кожух, выполненный из материала с высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью, например стекловолокнита, на поверхности которого соосно закреплены электроды и корпуса верхнего и нижнего присоединительных устройств, а внутри защитного кожуха зафиксирован в корпусе верхнего присоединительного устройства с помощью шпонки и закреплен в корпусе нижнего присоединительного устройства с помощью гайки съемный каркас, в котором проложены соединительные провода и симметрично электродам установлены пружинные контакты, при этом на поверхности электродов с помощью резьбы и уплотнительных колец закреплены токовые пробки, замыкающие пружинные контакты и электрически связывающие через соединительные провода многоконтактный разъем нижнего присоединительного устройства с электродами.
Съемный каркас обеспечивает свободный доступ к соединительным проводам и пружинным контактам и позволяет, в случае неисправности, осуществлять их замену и ремонт.
Электроды и корпуса присоединительных устройств закрепляются на поверхности защитного кожуха, в процессе его изготовления (намотки из стекловолокнита), благодаря чему обеспечивается высокая электрическая изоляция и механическая прочность зонда, что повышает точность измерений.
Таким образом, предлагаемое техническое решение повышает ремонтопригодность и усиливает электрическую изоляцию и механическую прочность зонда, что повышает точность измерений и увеличивает срок службы аппаратуры, в которой используется зонд.
Зонд поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез верхнего присоединительного устройства, на фиг.2 - продольный разрез центральной части зонда; на фиг.3 - продольный разрез нижнего присоединительного устройства, на фиг.4 - сечение А-А.
Зонд для электрического каротажа состоит из защитного кожуха 1, выполненного из материала с высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью, например стекловолокнита, на поверхности которого соосно закреплены электроды 2, корпус 3 верхнего 4 и корпус 5 нижнего 6 присоединительных устройств. Внутри защитного кожуха 1 зафиксирован в корпусе 3 верхнего присоединительного устройства 4 с помощью шпонки 7 и в корпусе 5 нижнего присоединительного устройства 6 с помощью гайки 8 съемный каркас 9. В съемном каркасе 9 симметрично электродам 2 установлены пружинные контакты 10 и проложены соединительные провода 11, связывающие многоконтактные разъемы 12 верхнего 4 и нижнего 6 присоединительных устройств. На поверхности электродов 2 с помощью резьбы 13 и уплотнительных колец 14 закреплены токовые пробки 15, замыкающие пружинные контакты 10 и электрически связывающие через соединительные провода 11 многоконтактный разъем 12 нижнего присоединительного устройства 6 с электродами 2.
Зонд для электрического каротажа работает следующим образом. Электронная схема скважинного прибора, питаемая по кабелю с поверхности, через соединительные провода 11, проложенные в съемном каркасе 9 и связывающие многоконтактные разъемы 12 верхнего 4 и нижнего 6 присоединительных устройств, вырабатывает переменный ток, который течет через многоконтактный разъем 12 нижнего присоединительного устройства 6 по соединительным проводам 11 на пружинные контакты 10 и через токовые пробки 15 питает электроды 2. При этом токовые и измерительные электроды 2, корпус 3 верхнего 4 и корпус 5 нижнего 6 присоединительных устройств соосно закреплены на поверхности защитного кожуха 1 в процессе изготовления стекловолокнита, обладающего высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью, благодаря чему обеспечивается высокая электрическая изоляция и механическая прочность зонда, что обеспечивает в конечном счете повышенную точность измерений. Защитный кожух 1 является грузонесущим элементом зонда, электрическим изолятором электродов 2 и обеспечивает защиту съемного каркаса 9 от влияния скважинных факторов. С помощью токовых электродов 2 в скважине и околоскважинном пространстве создается переменное электрическое поле, характер которого зависит от электрического сопротивления окружающей среды. Чувствительным органом зонда являются измерительные электроды 2. Измеряемое кажущееся удельное электрическое сопротивление определяется разностью потенциалов между соответствующими измерительными электродами 2, которая усиливается электронной схемой и передается на поверхность для регистрации через соединительные провода 11, многоконтактные разъемы 12 и каротажный кабель. Схема позволяет коммутировать из электродов 2 зонда необходимое число установок, составляющих комплект зондов бокового каротажного зондирования.
За счет усиления электрической изоляции и защиты от механических повреждений зонда, точность измерений аппаратуры повышается на 10%, а за счет повышения ремонтопригодности зонда срок службы аппаратуры увеличивается в 5 раз.
В настоящее время зонд для электрического каротажа находится на стадии лабораторных испытаний. Его работоспособность проверена в испытательной термобарокамере.
1. Зонд для электрического каротажа, содержащий электроды в виде стальных колец-патрубков, верхнее и нижнее присоединительные устройства, каждое из которых включает корпус, соединительные провода, связывающие многоконтактные разъемы верхнего и нижнего присоединительных устройств, отличающийся тем, что он дополнительно содержит защитный кожух, на поверхности которого соосно закреплены электроды и корпуса верхнего и нижнего присоединительных устройств, а внутри расположен съемный каркас, в котором проложены соединительные провода, и симметрично электродам установлены пружинные контакты, при этом на поверхности электродов закреплены токовые пробки, замыкающие пружинные контакты и электрически связывающие через соединительные провода многоконтактный разъем нижнего присоединительного устройства с электродами, а защитный кожух выполнен из материала с высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью.
2. Зонд по п.1, отличающийся тем, что съемный каркас зафиксирован в корпусе верхнего присоединительного устройства с помощью шпонки и закреплен в корпусе нижнего присоединительного устройства с помощью гайки.
3. Зонд по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала для защитного кожуха с высоким электрическим сопротивлением и термобаростойкостью используют стекловолокнит.
4. Зонд по п.1, отличающийся тем, что пробки закреплены на поверхности электродов с помощью резьбы и уплотнительных колец.
