Устройство определения плотности горных пород, пересекаемых буровой скважиной

Изобретение относится к скважинной геофизике, а более конкретно к области измерений, проводимых в скважине выносным из корпуса скважинного геофизического прибора зондом, прижимаемым специальным силовым устройством к стенке скважины. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности устройств, работающих по принципу выносного детекторного зонда. Устройство содержит корпус прибора, в котором установлены блок привода и электроники и шарнирно связанный с ним зондовый детекторный блок, с размещенными в нем источником и детекторами гамма-излучений, отклоняющий рычаг, предназначенный для прижима зондового детекторного блока к стенке скважины. При этом отклоняющий рычаг установлен с возможностью вращения на оси, закрепленной на корпусе прибора, а прибор дополнительно содержит силовую пружину и саморегулирующийся по длине тросик, который служит для сжатия силовой пружины, один конец которой жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока, а второй конец связан с коротким плечом отклоняющего рычага, при этом между длинным плечом отклоняющего рычага и корпусом зондового детекторного блока установлена упорная планка, жестко связанная с корпусом прибора. 4 ил.

 

Изобретение относится к скважинной геофизике, а более конкретно к области измерений, проводимых в скважине выносным из корпуса скважинного геофизического прибора зондом, прижимаемым специальным силовым устройством к стенке скважины.

Известно устройство (Патент РФ 2258944, МПК G01V 5/12, 2004 г.), содержащее герметичный корпус скважинного прибора, в котором размещены управляемый привод, силовая пружина, рычаг прижатия, зондовая часть с расположенными в ней источником и детекторами гамма-излучений. Рычаг, с помощью которого производится прижатие зонда к стенке скважины, расположен непосредственно в герметичном корпусе скважинного прибора.

Недостатком этого устройства является то, что зондовая часть размещена аксиально относительно оси герметичного корпуса скважинного прибора, вследствие чего прижим зондовой части прибора рычагом к стенке скважины происходит вместе с герметичным корпусом скважинного прибора. При использовании описываемого устройства в связке с другими приборами или в наклонных скважинах силы прижатия рычага недостаточно для обеспечения равномерного прижатия зондовой части прибора к стенке скважины. Как следствие, это приводит к искажению полученной информации.

Известно устройство (Патент США №4,480,186, "Compensated density well logging tool", МПК G01V 5/12, 1984 г.), содержащее герметичный корпус, в котором размещены управляемый привод с толкателем, зондовая часть с расположенными в ней источником и детекторами гамма-излучений, блок силовых пружин, два рычага, обеспечивающих прижатие зондовой части к стенке скважины. В данном устройстве зондовая часть выполнена в виде отдельного от герметичного корпуса скважинного прибора герметичного модуля, выносимого из посадочного места герметичного корпуса скважинного прибора. Первый рычаг отклонения зондовой части предназначен для выноса измерительного зонда из посадочного места герметичного скважинного прибора. Второй рычаг обеспечивает прижатие выносного зонда независимо от положения герметичного корпуса скважинного прибора.

Недостатком этого устройства является то, что первый рычаг отклонения зондовой части прибора и второй рычаг, обеспечивающий прижим зондовой части к стенке скважины, через общий толкатель приводятся в действие общим пружинным блоком. В этом случае наблюдается сильное взаимовлияние положения рычагов относительно друг друга. Например, в случае сжатия под действием веса скважинного прибора при исследовании сильнонаклонных скважин одного из рычагов, второй рычаг самопроизвольно начнет складываться, ослабляя прижим выносного зонда.

Известно устройство (Патент США №6,308,561 "Well logging apparatus", МПК Е21В 17/1021, 2001 г.), содержащее корпус прибора, в котором расположен приводной механизм, выносной детекторный зонд, который, в свою очередь, содержит источник и детекторы гамма-квантов. В выносном детекторном зонде расположен отклоняющий рычаг, с помощью которого осуществляется прижим выносного детекторного зонда к стенке скважины. Корпус прибора, приводной механизм и выносной детекторный зонд соединены между собой шарнирами, которые, в свою очередь, передают усилие от приводного механизма к отклоняющему рычагу. При работе устройства рычаг прижимает детекторную зондовую часть независимо от положения корпуса прибора к стенке скважины.

Недостатком данного прибора является то, что отклоняющий рычаг расположен на самом конце выносного детекторного зонда в месте соединения с приводным механизмом. Такая конструкция создает большую консоль - хорошее прижатие места установки прижимного рычага и постепенное ослабевание к противоположному концу выносного детекторного зонда, что снижает точность измерений.

Наиболее близким по техническому решению является устройство (Патент РФ 2607740 МПК G01V 5/00, 2015 г.), содержащее корпус прибора, в котором установлены блок привода и электроники и шарнирно связанный с ним зондовый детекторный блок с размещенными в нем источником и детекторами гамма-излучений, отклоняющий рычаг, предназначенный для прижима зондового детекторного блока к стенке скважины. Отклоняющий рычаг установлен с возможностью вращения на оси, закрепленной на корпусе прибора, а прибор дополнительно содержит силовую пружину и тросик, который служит для сжатия силовой пружины, один конец которой жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока, а второй конец связан с коротким плечом отклоняющего рычага, при этом, между длинным плечом отклоняющего рычага и корпусом зондового детекторного блока установлена упорная планка, жестко связанная с корпусом прибора.

Недостатком этого устройства является то, что тросик жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока, а второй конец связан с коротким плечом отклоняющего рычага. Тросик не имеет возможности саморегулирования по длине (компенсации длины). При исследовании скважин малого диаметра, при изменении диаметров скважин во время исследования, при исследовании каверн, а затем вновь возвращение в малый диаметр скважины тросик подвергается сжимающей нагрузке, а сжимающая нагрузка «распушает» свивку тросика, состоящую из отдельных ниток. Под действием изменяющихся знакопеременных циклических нагрузок, возникающих при изменении диаметра скважины и, соответственно, стремящихся изменить длину тросика, в нитках тросика появляются микро разрушения, их накопление вызывает усталость металла, как следствие - нитки тросика постепенно ломаются, и тросик рвется.

Предлагаемое изобретение решает задачу по снятию сжимающей нагрузки, действующей на тросик и следующую за ней поломку тросика, за счет введения в конструкцию элементов саморегулирования тросика по длине.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором изображен разрез устройства.

Устройство состоит из корпуса прибора 1, блока 2 привода и электроники, шарниров 3, связывающих корпус с блоками 2 и 6, отклоняющего рычага 4 на оси 12, пружины силовой 5, зондового детекторного блока 6 с размещенными в нем источником и детекторами гамма-излучений, кабеля геофизического 7, головки прибора верхней 8 и головки прибора нижней 9, саморегулирующегося по длине тросика 10 и упорной планки 11.

Устройство работает следующим образом. Посредством верхней головки прибора 9 устройство подключается к кабелю геофизическому 7, по которому производится питание электричеством блока привода и электроники 2. Ближайший к блоку привода и электроники 2 конец силовой пружины 5 жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока. Второй конец силовой пружины 5 соединяется с коротким плечом рычага отклоняющего 4. В свободном состоянии пружина разжата. Упорная планка 11 расположена между длинным плечом рычага отклоняющего 4 и корпусом зондового детекторного блока 6 и жестко закреплена на корпусе прибора 1.

В исходном положении блок привода и электроники 2, посредством натяжения саморегулирующегося по длине тросика 10 сжимает силовую пружину 5. В результате сжатия силовой пружины 5 короткое плечо рычага отклоняющего 4 перемещается в сторону блока привода и электроники 2, поворачиваясь при этом вокруг оси вращения отклоняющего рычага 12. При этом длинное плечо рычага отклоняющего 4 прижимается к корпусу зондового детекторного блока 6 и, упираясь в упорную планку 11, прижимает зондовый детекторной блок 6 и блок привода и электроники 2 к корпусу прибора 1.

Перед началом проведения скважинных исследований блок привода и электроники 2, посредством ослабления натяжения саморегулирующегося по длине тросика 10, полностью освобождает силовую пружину 5. Разжимаясь, пружина 5 толкает короткое плечо рычага отклоняющего 4, который проворачивается вокруг оси вращения отклоняющего рычага 12, и благодаря этому длинное плечо рычага отклоняющего 4 начинает отходить от корпуса зондового детекторного блока 6. При этом упорная планка 11 перестает фиксировать корпус зондового детекторного блока 6. После того, как длинное плечо рычага отклоняющего 4 достигнет стенки буровой скважины с одной стороны, корпус зондового детекторного блока 6 начинает прижиматься к противоположной стороне.

Полностью освобожденная пружина всем своим усилием стремится разжать длинное плечо рычага отклоняющего 4 относительно корпуса зондового детекторного блока 6, обеспечивая тем самым равномерный прижим. Шарниры 3 позволяют свободно прижимать зонд к стенке скважины, независимо от местоположения корпуса прибора 1.

По окончании проведения исследований блок привода и электроники 2, посредством натяжения саморегулирующегося по длине тросика 10 опять сжимает силовую пружину 5, возвращая устройство в исходное положение.

На фиг. 2 представлены различные примеры видов тросиков: тросик для жесткого крепления с двух сторон 15, саморегулирующийся по длине тросик 16, с жестким креплением с одной стороны и возможностью саморегулирования длины с другой стороны, саморегулирующийся по длине тросик 17 с возможностью саморегулирования длины с двух сторон.

На фиг. 3 представлены характерные поломки тросиков при отсутствии элементов саморегулирования длины: «распушение» тросика 20, «распушение» тросика с небольшим количеством надорванных нитей 21, множество надорванных нитей и окончательное повреждение тросика 22.

На фиг. 4 показано как при исследовании скважин малого диаметра 25, при изменении диаметров скважин 26 во время исследования, при исследовании каверн 27, а затем вновь возвращение в малый диаметр скважины 25 изменяется положение зондового детекторного блока 6 относительно корпуса прибора 1, саморегулирующийся по длине тросик 10 позволяет исключить сжимающую нагрузку на тросик и следующую за ней поломку тросика.

Техническим результатом предлагаемого устройства является исключение сжимающей нагрузки при исследовании скважин малого диаметра, при изменении диаметров скважин во время исследования, при исследовании каверн, а затем вновь возвращение в малый диаметр скважины, следующей за ней поломки тросика и, как следствие, повышение надежности и долговечности устройств, работающих по принципу выносного детекторного зонда.

Устройство определения плотности горных пород, пересекаемых буровой скважиной, содержащее корпус прибора, в котором установлены блок привода и электроники и шарнирно связанный с ним зондовый детекторный блок, с размещенными в нем источником и детекторами гамма-излучений, отклоняющий рычаг, предназначенный для прижима зондового детекторного блока к стенке скважины, отличающееся тем, что отклоняющий рычаг установлен с возможностью вращения на оси, закрепленной на корпусе прибора, а прибор дополнительно содержит силовую пружину и саморегулирующийся по длине тросик, который служит для сжатия силовой пружины, один конец которой жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока, а второй конец связан с коротким плечом отклоняющего рычага, при этом между длинным плечом отклоняющего рычага и корпусом зондового детекторного блока установлена упорная планка, жестко связанная с корпусом прибора.



 

Похожие патенты:

Использование: для оценки пласта. Сущность изобретения заключается в том, что инструмент содержит детектор, включающий в себя монолитный сцинтилляционный элемент, представляющий собой когерентную сборку соединенных волокон, в которой волокна изготовлены из оптически прозрачного сцинтилляционного вещества.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к устройствам для измерения интенсивности радиоактивного излучения непосредственно в процессе бурения на забое скважины, и может быть использовано в забойных телеметрических системах для измерения радиоактивного излучения горных пород в процессе бурения разведочных, эксплуатационных и пьезометрических скважин как роторным, так и турбинным способом.
Способ гамма-спектрометрии, заключающийся в измерении энергии и интенсивности линии гамма-излучения, регистрируемого полупроводниковым детектором, отличающийся тем, что для измерения энергии используется положение пика линии, а для измерения интенсивности этой линии - интенсивность регистрации этой спектральной линии в горбе потерь (т.е.

Использование: для стабилизации коэффициента усиления гамма-сцинтилляционного детектора. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют генерацию светового излучения, соответствующего гамма-лучам, обнаруженным в геологической формации, используя сцинтиллятор, имеющий естественную радиоактивность, генерацию электрического сигнала, соответствующего световому излучению, и стабилизацию коэффициента усиления электрического сигнала, основанного па естественной радиоактивности сцинтиллятора.

Описан способ обработки спектроскопических данных в скважине. Способ включает в себя: получение исходных спектроскопических данных посредством использования скважинного устройства; обработку исходных спектроскопических данных посредством использования скважинного устройства для получения решения, являющегося результатом обработки данных в скважине; передачу решения, являющегося результатом обработки данных в скважине, в систему обработки данных на поверхности; и использование системы обработки данных на поверхности для определения данных о литологии исходя из решения, являющегося результатом обработки данных в скважине.
Изобретение относится к геофизическим способам исследования скважин: каротаж-активация-каротаж, в частности к определению низко проницаемых пластов в бурящейся скважине.

Изобретение относится к области спектрометрии гамма-квантов и может быть использовано в различных областях физических исследований, в т.ч. при испытаниях изделий электронной техники на радиационную стойкость.

Изобретение относится к способам и композициям для определения геометрии трещин в подземных образованиях. .

Изобретение относится к области изготовления, градуировки и обслуживания приборов и устройств для геофизических измерений и может быть использовано в оборудовании для каротажа, содержащем систему охлаждения с использованием криогенных жидкостей.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации скважины. .

Изобретение относится к области геофизики. Заявлен переключатель, приводимый в действие перепадом давления, содержащий механизм, реагирующий на давление, для обеспечения реакции на давление в ответ на перепад давления и исполнительный привод устройства, выполненный для взаимодействия с механизмом, реагирующим на давление, и для использования реакции на давление механизма, реагирующего на давление, для приведения устройства в действие.

Изобретение относится к способу определения типа пробы пластового флюида. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик пластовых флюидов.

Изобретение относится к способу отбора проб углеводородов пониженной вязкости. Техническим результатом является снижение падения давления между искусственно образованными разрывами, пустотой и скважинным инструментом, когда смесь закачиваемой жидкости и нефти пониженной вязкости втягивается в скважинный инструмент.

Изобретение относится к устройству, системе и способу отбора проб пластовой среды. Техническим результатом является повышение эффективности отбора проб.

Изобретение относится к способу и устройству проведения измерений при предварительном исследовании скважин методом понижения уровня пластовой жидкости в забое скважины.

Изобретение относится к системе для отбора проб подземного пласта. Техническим результатом является повышение эффективности отбора проб.

Изобретение относится к способу измерения давления в подземной формации, содержащей текучую среду, содержащему следующие последовательные этапы: установка возможности передачи текучей среды между тестовой камерой, расположенной в буровой скважине, и подземной формацией посредством поточного трубопровода, перемещение поршня в тестовой камере так, чтобы откачать текучую среду в тестовую камеру, обеспечение изоляции текучей среды в тестовой камере относительно поточного трубопровода, измерение давления в поточном трубопроводе и повтор предыдущих этапов.

Изобретение относится к оборудованию для подводной добычи нефти. .

Изобретение относится к способам выполнения операций в стволе скважины с использованием скважинных инструментов с перемещающимися секциями. .

Изобретение относится к скважинной геофизике, а более конкретно к области измерений, проводимых в скважине выносным из корпуса скважинного геофизического прибора зондом, прижимаемым специальным силовым устройством к стенке скважины. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности устройств, работающих по принципу выносного детекторного зонда. Устройство содержит корпус прибора, в котором установлены блок привода и электроники и шарнирно связанный с ним зондовый детекторный блок, с размещенными в нем источником и детекторами гамма-излучений, отклоняющий рычаг, предназначенный для прижима зондового детекторного блока к стенке скважины. При этом отклоняющий рычаг установлен с возможностью вращения на оси, закрепленной на корпусе прибора, а прибор дополнительно содержит силовую пружину и саморегулирующийся по длине тросик, который служит для сжатия силовой пружины, один конец которой жестко закреплен на корпусе зондового детекторного блока, а второй конец связан с коротким плечом отклоняющего рычага, при этом между длинным плечом отклоняющего рычага и корпусом зондового детекторного блока установлена упорная планка, жестко связанная с корпусом прибора. 4 ил.

Наверх