Устройство для проведения геоаккустического каротажа в газовых скважинах


 


Владельцы патента RU 2565379:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Устройство относится к геофизике, в частности геофизическим исследованиям газовых скважин. Устройство содержит в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления. Кроме того, в устройство дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора. При этом управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к геофизике и применяется для измерения 3-х составляющих вектора вибрации в скважине, обусловленной движением газа. Есть газовые месторождения в скважинах, в которых содержится большое количество ядовитого газа - сероводорода, смешанного с основным добываемым продуктом. Броня каротажного кабеля имеет неровную, шершавую поверхность, поэтому невозможна хорошая герметизация выходного отверстия превентора, установленного на устье скважины. Это может привести к выходу сероводорода из скважины и отравлению окружающей среды и персонала, проводящего каротаж. Поэтому спускоподъемная операция на таких скважинах производится на специальной проволоке, имеющей малый диаметр и ровную поверхность. По проволоке невозможно подать питание на скважинный прибор и снять полученную информацию. В таких приборах, работающих на проволоке, используется и автономное питание, и регистратор (блок памяти), расположенные в скважинном приборе.

Проведение измерений с автономными приборами занимает относительно большое время, обычно при высокой температуре без возможности контролировать получаемую информацию в процессе каротажа, поэтому необходимо применять специальные меры для получения достоверной информации.

Известно устройство [1], содержащее расположенный в скважинном приборе датчик вибрации (пьезодатчик), усилитель и наземный пульт. Недостатком этого устройства является то, что оно не может измерять три компоненты вектора вибрации. Кроме того не может работать в автономном режиме на проволоке.

Известно устройство [2], содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутаторы, частотно-импульсный модулятор и наземный пульт. К недостаткам прибора можно отнести то, что в нем осуществляется двойное преобразование измеряемого сигнала. Сначала в частотно-модулированный сигнал, а затем на поверхности в двоичный код. Это целесообразно при использовании кабельной связи, но для автономных приборов это неприемлемо, так как существенно усложняет прибор.

Наиболее близким техническим решением является аппаратура [3], содержащая в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутаторы, усилитель сигналов, блок фильтров, аналого-цифровой преобразователь, блок управления.

К недостаткам прибора можно отнести то, что в процессе каротажа не проверяется коэффициент передачи усилителя, фильтров и АЦП, что недопустимо для скважииного прибора. Работоспособность прибора проверяется при движении скважинного прибора трущегося о стенку скважины, что создает вибрацию. Для правильной работы датчиков геоакустических сигналов усилитель должен иметь очень большое входное сопротивление. При больших температурах первый коммутатор, выполненный на микросхемах, работающий на высокое сопротивление усилителя, может вносить существенную ошибку из-за изменения его сопротивления в закрытом состоянии.

Устройство для проведения геоакустического каротажа в газовых скважинах, содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, а управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит:

1, 2, 3 - датчик геоакустических сигналов,

4 - трехчастотный генератор калибровки,

5, 6, 7 - повторители напряжения,

8 - первый коммутатор,

9 - усилитель,

10 - блок полосовых фильтров и выпрямителей,

11 - второй коммутатор,

12 - аналого-цифровой преобразователь,

13 - блок памяти,

14 - блок управления,

15 - таймер включения,

16 - блок питания.

Работает устройство следующим образом. Устройство работает с временным разделением каналов. После спуска скважинного прибора на заданную глубину через определенный интервал времени таймер 15 инициализирует работы блока управления 14. Первый коммутатор 8 поочередно подключает датчики геоакустических сигналов 1, 2, 3 через повторители напряжения 5, 6, 7, а также трехчастотный генератор калибровки 4 ко входу усилителя 9. При этом входное сопротивление усилителя 9 составляет единицы килоом, что позволяет исключить погрешности, вносимые первым коммутатором 9, выполненным на микросхемах при высоких температурах.

Выходное напряжение усилителя 9 поступает на вход блока полосовых фильтров и выпрямителей 10 и далее на входы второго коммутатора 11, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 12. Цикл работы второго коммутатора 11 состоит из 12 тактов. Блок 10 содержит 3 полосовых фильтра и выпрямитель на выходе каждого фильтра. В первые три такта работы коммутатора 11 ко входу усилителя подключен первый датчик геоакустических сигналов 1. На вход аналого-цифрового преобразователя 12 поступают выпрямленные сигналы в трех полосах частот, которые преобразуются блоком 11 и регистрируются блоком памяти 13. В такты 4-9 подключаются поочередно 2-й и 3-й датчики геоакустических сигналов, напряжение с которых также регистрируется в трех полосах частот. В 10-12 такте блок управления 14 переключает частоту генератора калибровки 4 в соответствии с полосами фильтров 10, и калибровочные сигналы также оцифровываются блоком 12 и регистрируются блоком 13.

После регистрации двенадцати параметров скважинный прибор перемещается на другую точку и цикл измерений повторяется.

В заключение можно сказать то, что применение после датчиков геоакустических сигналов повторителей напряжения с высоким входным сопротивлением и малым выходным позволяет существенно снизить ошибку, при высоких температурах вносимую коммутатором, выполненным на микросхемах, за счет возможности применения усилителя следующего за ним, с достаточно низким входным сопротивлением.

Применение 3-частотного генератора калибровки позволяет тестировать измерительную и цифровую часть устройства во всем измеренном диапазоне частот, что позволяет повысить точность измерений.

Источники информации

1. Малкин З.М., Лашневич Л.С. Скважинный спектральный шумомер. Труды Московского института нефтехимической и газовой промышленности. 1984 г., №188.

2. Астраханцев Ю.Г., Троянов А.К. Устройство для проведения геоакустического каротажа. Патент РФ №2445653 G01V 11/00.

3. Астраханцев Ю.Г., Троянов А.К. Устройство для измерения геоакустических шумов в скважине. Патент РФ №2123711 G01V 1/40.

Устройство для проведения геоакустического каротажа в газовых скважинах, содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, а управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и горного дела и может быть использовано в процессе осуществления буровых работ. Согласно общему аспекту заявленного предложения телеметрический прибор с гидроимпульсным каналом связи используют в бурильной колонне, которая содержит буровой раствор, протекающий внутри.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения характеристик буровой скважины для проведения операции бурения. Заявлены способы и системы для сбора, получения и отображения индекса азимутальной хрупкости буровой скважины.
В заявке описан акустический излучатель, содержащий акустическую диафрагму, предназначенную для передачи акустических волн в среду, узел пьезоэлектрического актюатора, деформируемого в осевом направлении под действием приложенного электрического сигнала, и упругий материал с высокой степенью несжимаемости, расположенный между пьезоэлектрическим актюатором и акустической диафрагмой и предназначенный для передачи волн давления на акустическую диафрагму в результате движения пьезоэлектрического актюатора.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных мероприятий. Заявлен способ скважинной сейсморазведки, заключающийся в возбуждении упругих колебаний каким-либо источником, устанавливаемым в приповерхностной зоне, и регистрации сейсмических колебаний.

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при каротажных работах. Сущность: устройство содержит следующие элементы: датчики (1-3) геоакустических сигналов, первый коммутатор (4), первый усилитель (5), блок фильтров (6), блок выпрямителей (7), второй коммутатор (8), аналого-цифровой преобразователь (9), блок (10) передачи цифрового сигнала, датчик (11) магнитной восприимчивости, измерительная схема (12) магнитометра, аналоговые запоминающие устройства (13, 14), вычитающий усилитель (15), генератор (16) прямоугольного напряжения, ферритовая антенна (17), третий коммутатор (18), три конденсатора (19), второй усилитель (20), смеситель (21), фильтр нижних частот (22), переключаемый генератор (23), выпрямитель (24), блок (25) управления, блок (26) питания.

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.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп.

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.

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному изобретению обеспечивается моделирование реального акустического волнового сигнала и полное дистанционное тестирование прибора акустического каротажа в полевых условиях путем разложения входного акустического волнового сигнала на спектральные составляющие и сравнение полученной спектральной характеристики с эталонной спектральной характеристикой.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. В корпусе зонда размещена подвижная кассета, внутри которой размещены датчики, электродвигатель, редуктор и винтопара. В месте расположения датчиков кассета имеет прорези, через которые датчики жестко прижимаются сухариками к стенке скважины. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения информации о подземной формации. В некоторых вариантах осуществления способ получения информации о по меньшей мере одной переменной, существующей при целевом местоположении в стволе подземной скважины и/или окружающей подземной формации, включает в себя этапы, на которых доставляют множество генерирующих сигнал устройств в целевое местоположение(я), излучают по меньшей мере один детектируемый сигнал из целевого местоположения и принимают по меньшей мере один такой сигнал. Информация о переменной(ых) извлечена из по меньшей мере некоторых из принятых сигналов. Технический результат - повышение точности скважинных данных. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики шумового акустического сигнала, излучаемого в массив. Способ включает возбуждение в скважине акустического сигнала и прием его после прохождения исследуемого участка околоскважинного массива в двух точках, расположенных симметрично выше и ниже точки излучения, измерении и совместной обработке параметров принятых сигналов. При этом возбуждают сигнал в виде стационарного случайного шума со средним равным нулю. Осуществляют его прием в точках, лежащих от точки излучения на расстоянии, не превышающем 0,3 радиуса корреляции излученного сигнала в ненарушенной горной породе. Измеряют коэффициент взаимной корреляции сигналов в точках приема и интервалы автокорреляции этих сигналов. При этом по коэффициенту взаимной корреляции судят о наличии и степени трещиноватости околоскважинного массива между точками приема, а по соотношению измеренных интервалов корреляции судят о расположении трещиноватой зоны относительно точки приема. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 6 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе геофизических исследований скважин. Согласно заявленному способу в скважине размещают с возможностью перемещения акустический каротажный прибор, содержащий по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов и по меньшей мере один приемник. На каждом шаге акустического каротажа перед проведением измерений определяют положение акустического каротажного прибора в скважине и/или форму скважины. Определяют необходимое направление для испускания направленного акустического сигнала и вычисляют угол поворота источника вокруг оси прибора для обеспечения необходимого направления. Осуществляют поворот источника направленных акустических сигналов на вычисленный угол и осуществляют акустические измерения. Технический результат - повышение качества каротажных данных. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх