Центрирующее устройство для скважинного прибора акустического каротажа

 

(22) Авторы мзобретени я

А. Л. Перельман и Е. И. Наспер

Научно-производственное объединение "1Ъофизика Мингео СССР (7I ) Заяаитель (54) БЕНТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИННОРЭ

ПРИБОРА АКУСТИЧЕСКОРЭ КАРОТАЖА

Предлагаемое центрируюшее устройство относится к области аппаратуры для каротажа скважин и может найти применение при разведке месторождений полезных ископаемых, в первую очередь, при

5 исследовании скважин малого диаметра, в том числе скважин алмазного бурения, Известны конструкпии центрируюших устройств, например центраторы типа резиновых пальцев используемые в серий1

16 ной аппаратуре . акустического каротажа

СПАК-2 и СПАК-4 (lj.

Однако такие центраторы, обладая значительной силой давления на стенки скважины, генерируют в твердых породах значительный уровень шумов; при этом они не обеспечивают необходимой точности центровки прибора.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является центрируюшее устройство для скважинного прибора акустического кар<зтажа, предназначенное для использования в скважинах малого диаметра Q). е ко го! ох рессопы шарнирно НрН креплены концами к втулкам, подвижно установленным на специальных защитных .трубках. Трубки присоединены к противоположным концам прибора, причем нижняя трубка прикреплена через акустический изолятор, а верхняя трубка содеожит го1 ловкусгерметичными электровволами для соединения прибора с карочажным кабелем, Использование этих устройств лозволяет улучшить условия приема сил алов за счет обеспечения расположения скважинного прибора вблизи оси скважины и избавиться or шумов, возникающих при непосредственном трении корпуса прибора о стенки скважины при его перемещении в процессе каротажа.

Однако при сжатии рассор в процессе движения прибора по скважине происходит перемешение втулок по трубкам, что приводит к появлению акустических шумов за счет трения втулок о трубки. Установка между центрируюшим устройством и приемником акустического зонда «ку л ического изолятора недостаточна для лол71 ного устранения влияния шумов, поскольку возникающие в месте трения шумы распространяются затем не только rro конструкциям прибора, но и по буровому раствору и достигают приемника наряду с полезными волнами, так что уровень этих шумов на выходе приемного устройства остается значительным. вайль предложения - уменьшение вкус- 10 тических шумов, возникающих нри перемещении прибора в скважине, при сохранении необходимых условий центровки прибора.

Это достигается тем, что рессоры установлены параллельно продольной оси 15 прибора, и оба конца каждой рассоры закреплены на несущем элементе неподви кно.

В силу этого при взаимодействии рессор со стенкой скважины рассоры работа- 20 ют на боковой, а не на продольный изгиб, так что изменение их внешних габаритов (изменение диаметра описанной вокруг них условной окружности) происходит, в отличие от известного устройства, без перемещения их концов. Таким образом, конструкция не содержит соединений деталей,подвижных в процессе работы,и за счет этого в процессе движения прибора в скважине взаимное трение деталей, создающее

ЗО акустические шумы, отсутствует.

На фиг. 1 представлена конструкция центрирующего устройства, а на фиг, 2 сечение скважины Л-А с расположенной

/ в этом сечении группой рессор центриру-, 35 ющего устройства.

На концах корпуса скважинного прибора 1, в котором расположены излучатели

2 и 3 и приемник 4, имеются несущие

40 элементы - втулки 5 и 6, на которых рессоры 7 и 8 неподвижно закреплены обеими концами и с помощью винтов 9 и

10, которые одновременно фиксируют втулки на трубках 11 и 12. Трубки имеют

45 отверстия 13 для пропуска проводов. Каждая рессора 14 имеет внешнее резиновое покрытие 15. Внешние габариты группы рессор-диаметр Дп описанной вокруг них условной окружности 16 — меньше номи50 нального диаметра .0 скважины 17.Рессоры 14 выполнены в виде витых цилиндрических Пружин, снабженных резиновым покрытием 15. Количество рессор в каждой группе пе менее трех, а общее коли55 чество групп - не мепее двух. Разность, диаметров втулок 5 и 6 и трубок 11 и

12 больше удвоенного поперечного сечения рессор 7 и 8 для облегчения уклад14 ки рессор поверх трубок в интервалах сужения диаметра скважины.

Устройство работает следующим.образом.

Поскольку втулки фиксируются на трубках в таком положении, что внешние га-бариты каждой группы рессор в свобод» ном состоянии меньше номинального диаметра скважины, то при движении скважинного прибора по скважине в пределах выдержанности ее номинального диаметра со стенками скважины взаимодействуют на все рессоры, а лишь некоторая их часть - не менее двух рессор в каждой группе. При этом сила давления рессор на стенки скважины минимальна, поскольку скважины алмазного бурения малого диаметра бурятся в крепких, хорошо сцементированных магнетических и сильно измененных осадочных породах и отличаются постоянством диаметра, причем диаметр скважины лишь незначительно превосходит номинальный диаметр бурового инструмента. Разница внешних габаритов группы пружин и номинального диаметра скважины в пределах 2-5% составляет для скважины номинального диаметра

46 мм 0,92-2,3 мм для 59 мм 1,182,95 мм, соответственно, При этом достаточно хорошо сохраняются условия центрирования прибора в скважине.

При движении скважинного прибора в ин.тервалах, где диаметр скважины оказывается меньше номинального, со стенкой скважины взаимодействуют все рессоры группы, обеспечивая тем самым необходимую центровку прибора. 1ри этом рессоры работают на боковой изгиб и укладываются на трубки между втулками.

Макет предлагаемого центрирующего устройства был опробован в скважинах апмазного бурения на Кольском полуострове с прибором диаметром 36 мм. Опробование подтвердило эффективность его применения и позволило получить записи сигналов хорошего качества без шумоизолирующего покрытия на корпусе прибора.

Без применения предлагаемого устройства уровень акустических шумов при работе с тем же прибором диаметром 36 мм был недопустимо большим.

Формула изобретения

Центрующее устройство для скважинного прибора акустического каротажа, содержащее,по меньшей мере,две группы