Прибор скважинный сейсмокаротажный



Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный
Прибор скважинный сейсмокаротажный

 


Владельцы патента RU 2471207:

Улумбеков Ильдус Нигматович (RU)

Изобретение относится к области сейсмического каротажа и может быть использовано для проведения работ вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и его поляризационной модификации (ВСП ПМ) в обсаженных скважинах при геофизической разведке нефтяных, газовых и других месторождений полезных ископаемых. Заявлен прибор скважинный сейсмокаротажный, содержащий корпус датчиков. Прибор дополнительно содержит разрезной тонкостенный цилиндр и средство изменения его кривизны. Высота тонкостенного цилиндра больше длины корпуса датчиков. Корпус датчиков жестко закреплен на внутренней поверхности цилиндра. Средство изменения кривизны цилиндра жестко закреплено к корпусу датчиков. Технический результат: улучшение механической связи корпуса скважинного прибора со стенкой обсадной колонны. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники

Заявляемое изобретение относится к области сейсмического каротажа, предназначено для проведения работ вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и его поляризационной модификации (ВСП ПМ) в обсаженных скважинах и применяется при геофизической разведке нефтяных, газовых и других месторождений полезных ископаемых.

Предшествующий уровень техники

Известен скважинный сейсмический прибор (патент РФ №2225627 на изобретение, МПК G01V 1/52, 2004 [1]), содержащий корпус для размещения сейсмоприемников и блока электроники, стабилизирующие элементы и прижимной рычаг, расположенный диаметрально противоположно этим элементам, отличающийся тем, что стабилизирующие элементы выполнены в виде охватывающих корпус прибора тонкостенных разрезных втулок с выступами, разнесенными по окружности втулок с углом между ними в пределах 80-85°, и установленных на противоположных концах прибора, причем выступы имеют обтекаемую форму и выполнены удлиненными вдоль оси прибора, а сама втулка снабжена узлом крепления ее на корпусе прибора.

Недостатком указанного прибора [1] является необходимость создания значительных усилий прижима рычага к стенке колонны. Эти усилия на рычаге превышают вес прибора в 5-10 раз и доходят до 100-150 кг. Усилия прижима выступов разрезных втулок значительно меньше, и стабилизирующий эффект соответственно уменьшается. Кроме того, высота втулок занимает незначительную часть длины прибора и не обеспечивается достаточная гидравлическая связь этих втулок со стенкой колонны. В то же время, при установке прибора эти втулки могут попасть в муфтовое межколонное пространство и послужить причиной аварии. При этом условия во всех этих точках установки скважинного прибора в колонне зависят от уровня коррозии, износа, наличия отложений на ее стенках, ее эллипсности, что вносит погрешности в регистрируемые результаты.

Кроме того, при увеличении числа точек контактов корпуса скважинного прибора с колонной более трех возникает неопределенность в посадке последующих точек, так как положение скважинного прибора [1] в колонне и в пространстве вообще уже однозначно определено этими тремя точками. Перераспределение местоположения этих точек контактов в системе «неидеальный цилиндр - рычаг - выступ на втулке - неидеальная колонна скважины» вызывает дополнительные погрешности в регистрируемом волновом поле. К тому же, в системе названных жестких элементов, не деформируемых даже при значительных усилиях прижима рычага, нагрузки в остальных, кроме трех, контактах оказываются незначительными, и не в полной мере выполняются функции, возложенные на эти дополнительные контакты. Так, из четырех упоров на противоположной от рычажного прижима стороне прибора в реальной негладкой колонне всегда будут работать только два, так как третьей точкой является рычаг. При этом положение третьей точки на относительно широком конце рычага так же неоднозначно, зависит от конкретных условий в точках установки прибора в колонне и может находиться на одной или другой стороне его бокового торца.

Раскрытие изобретения

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение искажений волнового сейсмического поля при его регистрации скважинным прибором.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является улучшение механической связи корпуса скважинного прибора со стенкой обсадной колонны.

Сущность изобретения состоит в том, что прибор скважинный сейсмокаротажный содержит корпус датчиков. При этом прибор дополнительно содержит разрезной тонкостенный цилиндр и средство изменения его кривизны. Высота тонкостенного цилиндра больше длины корпуса датчиков. Корпус датчиков жестко закреплен на внутренней поверхности цилиндра. Средство изменения кривизны цилиндра жестко закреплено к корпусу датчиков.

Корпус датчиков предпочтительно размещен вдоль образующей цилиндра симметрично относительно разреза. Корпус датчиков целесооразно соединять с упругим подвесом, содержащим пружину растяжения и муфту.

Средство изменения кривизны цилиндра может содержать электропривод и, по крайней мере, две жесткие тяги, соединенные одним концом с вертикальными торцами цилиндра, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом.

Цилиндр желательно выполнять пружинным с радиусом кривизны, в свободном состоянии несколько превышающим радиус поперечного сечения колонны. При этом средство изменения кривизны цилиндра содержит электропривод и, по крайней мере, два тросика, соединенные одним концом с вертикальными торцами цилиндра, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом.

Верхний и нижний торцы цилиндра предпочтительно выполнять в виде лепестков, загнутых внутрь.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан прибор скважинный сейсмокаротажный при его движении по скважине и на фиг.2 - при его остановке в точке наблюдения; на фиг.3 - вертикальный разрез прибора по примеру 2 при его движении по скважине; на фиг.4 - горизонтальный разрез прибора по примеру 2 по линии «А-А» при его движении по скважине; на фиг.5 - вертикальный разрез прибора по примеру 2 при его остановке в точке наблюдения; на фиг.6 - горизонтальный разрез прибора по примеру 2 по линии «Б-Б» при его остановке в точке наблюдения; на фиг.7 - вертикальный разрез прибора по примеру 1 при его движении по скважине; на фиг.8 - горизонтальный разрез прибора по примеру 1 по линии «Г-Г» при его движении по скважине; на фиг.9 - вертикальный разрез прибора по примеру 1 при его остановке в точке наблюдения; на фиг.10 - горизонтальный разрез прибора по примеру 1 по линии «Д-Д» при его остановке в точке наблюдения.

Варианты осуществления изобретения

Прибор скважинный сейсмокаротажный содержит корпус датчиков 3 и прижимное устройство. Прижимное устройство содержит разрезной по вертикали тонкостенный цилиндр 1 и средство изменения его кривизны. Высота цилиндра 1 больше длины корпуса датчиков. Длина поперечного сечения цилиндра 1 соответствует длине окружности при наибольшей кривизне цилиндра 1, то есть в таком положении, когда диаметр цилиндра 1 минимален. При этом стенки цилиндра 1 не перекрываются. Указанное положение цилиндра 1 применяется для его установки в колонну 2 и для его транспортировки в колонне 2.

Корпус датчиков 3 жестко закреплен на внутренней поверхности цилиндра 1. В предпочтительном варианте исполнения корпус датчиков 3 закреплен вдоль образующей цилиндра 1, симметрично относительно разреза.

Корпус датчиков 3 подвешен к каротажному кабелю 11 на коаксиально надетой на него пружине растяжения 8, один конец которой закреплен на кабеле 11 муфтой 9 выше корпуса 3, а другой конец закреплен на корпусе 3. Усилие растяжения пружины 8 равно весу прибора или нескольких приборов в случае многоточечного зонда. В результате, при достаточной длине пружины 8 прибор оказывается подвешенным к кабелю на этой пружине 8 и кабельные волны ослаблены. Выше муфты 9 каротажный кабель снабжен вращающимся кабельным наконечником 10, исключающим скручивание кабеля 11 при аварийном подъеме отказавшего прибора с незакрытым или разрушенным прижимным устройством.

Средство изменения кривизны цилиндра 1 жестко закреплено к корпусу датчиков 3 и выполнено с возможностью изменять радиус кривизны цилиндра 1.

Пример 1

Средство изменения кривизны цилиндра 1 выполнено в виде электропривода 5 и, по крайней мере, двух жестких тяг 12. Одним концом тяги 12 соединены с вертикальными торцами цилиндра 1, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом 5.

Пример 2

Цилиндр 1 выполнен пружинным. При этом радиус кривизны цилиндра 1 в свободном состоянии несколько превышает радиус поперечного сечения колонны 2. Средство изменения кривизны цилиндра 1 выполнено в виде электропривода 5 и, по крайней мере, двух тросиков 6. Одним концом тросики 6 соединены с вертикальными торцами цилиндра 1, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом 5.

Пример 3

Для облегчения прохождения прибора в колонне 2 верхний и нижний торцы цилиндра 1 выполнены в виде лепестков 4, загнутых внутрь.

Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.

Описание работы.

Перед спуском прибора в колонну 2 разрезной цилиндр 1 закрывают с помощью средства изменения кривизны цилиндра 1, то есть приводят в состояние с радиусом кривизны, меньшим радиуса колонны 2 и достаточным для свободного движения прибора в колонне 2. Затем прибор спускают в колонну 2 на точку записи.

На точке записи с помощью средства изменения кривизны цилиндра 1 этот цилиндр 1 приводят в соприкосновение со стенкой колонны 2. При этом при выполнении заявляемого прибора, как описано в примере 2, электропривод 5 отпускает тросики 6, и цилиндр 1 приводится в соприкосновение со стенкой колонны 2 под действием сил упругости.

Затем с помощью прибора производят необходимые измерения.

Имеющийся упругий подвес с пружиной 8 и муфтой 9 ослабляет влияние кабельных волн-помех на точке записи.

Скважинная жидкость на глубине более 400 м становится практически несжимаемой и при этом заполняет пространство между стенкой колонны 2 и цилиндром 1. Даже при величине зазора между стенкой колонны 2 и цилиндра 1 в 4 мм, динамическое усилие на отрыв стенки цилиндра 1 от колонны 2 будет составлять более 200 кг при длине корпуса прибора в 1 м. Указанный зазор может быть связан с коррозией, отложениями на колонне и ее эллипсностью. При этом величина зазора в точках контактов колонны 2 и цилиндра 1 будет нулевой. В связи с существующими неровностями стенок колонны 2 и цилиндра 1 динамическое сопротивление к вертикальной составляющей волнового поля также будет значительным.

Связь заявляемого прибора со стенкой колонны 2 осуществляется через множество участков тонких слоев скважинной жидкости, распределенных между стенками колонны 2 и поверхностью цилиндра 1. При этом сила прижима не играет никакой роли - достаточно лишь привести поверхность цилиндра 1 в соприкосновение с колонной 2.

После проведения измерений вновь уменьшают радиус кривизны цилиндра 1 с помощью соответствующего средства и транспортируют прибор к устью, где его достают из колонны 2.

Таким образом, в заявляемом изобретении заявляемый технический результат: «улучшение механической связи корпуса скважинного прибора со стенкой обсадной колонны» достигается за счет того, что прибор скважинный сейсмокаротажный содержит корпус датчиков, разрезной тонкостенный цилиндр и средство изменения его кривизны. При этом высота тонкостенного цилиндра больше длины корпуса датчиков. При этом корпус датчиков жестко закреплен на внутренней поверхности цилиндра. При этом средство изменения кривизны цилиндра жестко закреплено к корпусу датчиков.

При этом обеспечивается существенное увеличение количества и размера площадок передачи механических колебаний колонны цилиндру на всей длине скважинного прибора. Отсутствие нагруженных точечных контактов и значительных усилий прижима в системе «колонна - корпус прибора», как известно из общего курса механики, улучшает повторяемость результатов измерений и уменьшает вносимые погрешности. При регистрации приходящего упругого импульса это приводит к уменьшению вероятности появления собственных колебаний корпуса скважинного прибора относительно колонны, которые искажают регистрируемое волновое поле.

Автором изготовлена модель заявляемого прибора, испытания которой не выявили практических различий между сейсмическим полем снаружи колонны и в приборе.

Промышленная применимость

Заявляемый прибор скважинный сейсмокаротажный реализован с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области сейсмического каротажа.

Источники информации

1. Патент РФ №2225627 на изобретение, МПК G01V 1/52, 2004.

1. Прибор скважинный сейсмокаротажный, содержащий корпус датчиков, отличающийся тем, что упомянутый прибор дополнительно содержит разрезной тонкостенный цилиндр и средство изменения его кривизны, при этом высота тонкостенного цилиндра больше длины корпуса датчиков, при этом корпус датчиков жестко закреплен на внутренней поверхности цилиндра, при этом средство изменения кривизны цилиндра жестко закреплено к корпусу датчиков.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что корпус датчиков размещен вдоль образующей цилиндра симметрично относительно разреза.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что корпус датчиков соединен с упругим подвесом, содержащим пружину растяжения и муфту.

4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что средство изменения кривизны цилиндра содержит электропривод и, по крайней мере, две жесткие тяги, соединенные одним концом с вертикальными торцами цилиндра, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом.

5. Прибор по п.1, отличающийся тем, что цилиндр выполнен пружинным с радиусом кривизны, в свободном состоянии несколько превышающим радиус поперечного сечения колонны, а средство изменения кривизны цилиндра содержит электропривод и, по крайней мере, два тросика, соединенные одним концом с вертикальными торцами цилиндра, проходящими вдоль вертикального разреза, а другим концом - с электроприводом.

6. Прибор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний торцы цилиндра выполнены в виде лепестков, загнутых внутрь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к исследованию подземных формаций с использованием акустических измерений, производимых в скважине. .

Изобретение относится к устройствам для возбуждения упругих волн в скважинах, применяется для межскважинного сейсмопросвечивания горных пород на нефтяных и газовых месторождениях, также для декольматации фильтров нефтяных и водозаборных скважин.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к геофизическим исследованиям скважин, и может быть использовано при проведении акустического каротажа скважин.

Изобретение относится к устройствам для регистрации сейсмических колебаний. .

Изобретение относится к устройствам для акустического воздействия на продуктивные пласты, в том числе для интенсификации добычи нефти, воды и других текучих сред из скважин.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при регистрации волновых процессов в скважинах при вертикальном сейсмическом профилировании. Заявлено устройство в виде цилиндрического контейнера с гнездами, в которых жестко закрепляются сейсмодатчики. Один из датчиков вертикальный, а ось его максимальной чувствительности направлена по оси прибора. Другой датчик горизонтальный и ось его максимальной чувствительности расположена в плоскости прижима перпендикулярно к продольной оси прибора. Кроме этого в контейнере жестко закрепляются еще два горизонтальных датчика в плоскости, перпендикулярной продольной оси прибора, под углом 45 град к вертикальной плоскости прижима по обе стороны от нее. Технический результат: повышение качества регистрации сейсмических колебаний в обсаженных и необсаженных скважинах. 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при геофизических исследованиях в скважинах. Скважинная геофизическая аппаратура содержит геофизический кабель с кабельным наконечником и герметичный корпус с находящимися внутри него датчиками для регистрации параметров геофизического поля, например сейсмоприемниками. В герметичный корпус и в кабельный наконечник дополнительно введены модули радиосвязи, а верхняя часть герметичного корпуса и нижняя часть кабельного наконечника выполнены в виде радиопрозрачных окончаний с возможностью информационного обмена между модулями радиосвязи. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора. Прибор содержит кожух, выполненный с возможностью перемещения внутри ствола скважины и, по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью измерения параметра ствола скважины. В кожухе установлен контроллер, включающий в себя, по меньшей мере, одно из следующего: устройство сохранения данных и устройство управления работой, по меньшей мере, одного датчика. Также прибор содержит порт связи, установленный в отверстии в кожухе и включающий в себя соответствующий промышленным стандартам соединитель, стыкующийся с кабелем, имеющим соответствующее промышленным стандартам концевое устройство для соединения с наземным устройством, когда прибор находится на земной поверхности. Причем соответствующий промышленным стандартам соединитель содержит соответствующую промышленным стандартам базу соединителя, выполненную в корпусе, изготовленном из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Способ изготовления соединительного устройства связи для скважинного измерительного прибора заключается в выборе соответствующей промышленным стандартам базы соединителя, заключении указанного соединителя в оболочку корпуса, изготовленного из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Затем осуществляют электрическое соединение контактных штырей на базе соединителя с выбранными электрическими цепями в приборе, а введение корпуса в порт в стенке кожуха прибора выполняют, по меньшей мере, с предотвращением попадания влаги внутрь кожуха. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении более низкой стоимости изготовления и техобслуживания скважинных измерительных приборов. 2 н., 8 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к скважинным устройствам для регистрации сейсмических колебаний и может быть использовано в процессе сейсмического каротажа как обсаженных, так и необсаженных скважин. Сущность: в корпусе зонда установлены электропривод, датчики для регистрации колебаний, нагнетательный поршень, верхний и нижний исполнительные поршни, в верхнем из которых размещен компенсирующий поршень. Пространства между нагнетательным и верхним исполнительным поршнем, а также между верхним и нижним исполнительными поршнями заполнены несжимаемой жидкостью. Корпус зонда оснащен прижимными рычагами, разнесенными по его длине. Технический результат: упрощение конструкции зонда, повышение безопасности скважинных работ. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения свойств горных пород в процессе акустического каротажа. Акустическое каротажное устройство содержит по меньшей мере один излучатель и по меньшей мере два приемника, причем приемники расположены в точках с разными азимутальными координатами и выполнены с возможностью проведения измерений волнового поля в точках, расположенных на разных расстояниях от вертикальной оси устройства. Приемники могут быть установлены с возможностью изменения их азимутального или радиального положения в процессе измерений, а также с возможностью изменения их положения по осевой координате. Технический результат - повышение точности данных каротажа за счет обеспечения возможности пространственного измерения распределения поля давлений или других компонент волнового поля по всем трем координатам, включая измерения на разных радиусах. 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

Использование: относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. Зонд состоит из модулей, в которых размещаются поршни, пространство над которыми сообщается с внешней по отношению к корпусу модуля средой. Под действием давления скважинной жидкости поршни перемещаются, раскрывая прижимные рычаги, обеспечивая жесткий контакт прибора со стенкой скважины. Технический результат - повышение качества регистрируемой информации и безопасности работ при регистрации сейсмических колебаний в обсаженных и не обсаженных скважинах. 1 ил.

Устройство относится к измерительной технике, представляет собой акустический преобразователь и предназначено для геофизических исследований скважин, в частности в аппаратуре акустического каротажа. Устройство содержит корпус, в котором выделен отсек с акустически прозрачным кожухом, заполненный диэлектрической жидкостью. В отсеке находится сердечник с обмоткой возбуждения. Сердечник выполнен в виде двух пластин «серповидной» формы из магнитострикционного материала, установленных в корпусе параллельно друг другу с зазором. Концы пластин соединены между собой и жестко закреплены в корпусе, а обмотка возбуждения расположена в «серповидной» области сердечника. Между пластинами в «серповидной» области сердечника установлен как минимум один распорный элемент. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и технологичности конструкции акустического преобразователя и расширение его функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх