Устройство для каротажа скважин

 

Сююа Советских

Сецнаюктических

PKhубюес

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСИОМУ СВИ ВТИЗЬСТВУ (и|798672 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлеио 120279 (21) 2723970/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет(51)М, Кл.з

6 01 V 3/18

G 01 Ч 5/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликоваио 239181. Бюллетень 89 3

Дата опубликования описания 2 0131 (53) УДК 550, 83 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. Я. Иванов, Е. В. Семенов и В. Ю. Вальштейн

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепроьысловой геофизики (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к областипроьысловой геофизики, преимущественно к устройствам для исследования пластов в разрезах нефтяных скважин. 5 характерной тенденцией в современной проьысловой геофизике является ускорение темпов проводки скважин. при этом время, отводимое на гео- 10 физические исследования, становится почти равным времени бурения. Это является тормозом для дальнейшего увеличения скоростей ввода скважин в эксплуатацию. Выходом из положе- . 15 ния может быть только комплексирование приборов. В настоящее время стоит задача создания и выпуска комплексных приборов, позволяющих выполнять весь комплекс исследований за один 20 спуск. Такой комплекс должен включать электрические методы, например потенциал-зонд, градиент-зонд, индукционный (до 6 зондов), трех- или шестиэлементный акустический, двух- 25 зондовый гамма-гамма-метод, двухзондовый нейтрон-нейтронный метод, гамма-метод, датчик диаметра скважины и др, Для повышения оператив-, ности заключений по скважине воэ-. 30 никает необходимость оперативной обработки данных комплексных много. параметровых приборов в натуральном масштабе времени. Однако использо-. ванию вычислительных средств мешает то обстоятельство, что скважинный прибор таких комплексов достигает

10-12 м. Различные датчики входной информации такого прибора находятся при измерениях в скважине на различной глубине и несут информацию о различных объектах, которые могут резко отличаться по своим физическим свойствам. .Известно устройство для каротажа скважин, позволяизцее совмещать информацию, поступающую с датчиков, расположенных на различной глубине.

Устройство содержит скважинный прибОр радноактивного каротажа с индикаторами, расположенными на различной глубине, каротажный кабель,, лебедку, блок-баланс, наземные измерительные каналы. Йнформацию от индикаторов, представленную в виде импульсной последовательности, приводят к единой точке регистрации по глубине путем включения резистивно,конденсаторных линий задержек в ка798672 налах опережающих индикаторов. В ка честве точки регистрации выбирают положение одного из индикаторов в приборе, который называют опорным индикатором, при этом все остальные индикаторы, проходящие пласты ранее опорного, называют опережающими индикаторами (1J .

Недостатками устройства являются невозможность создания зацержки, и, следовательно, невозможность создания совмещения сигналов "постоянного" тока. (например сигналов при электрическом каротаже), невозможность выделения продуКтивных пластов, размеры которых меньше расстоя ния между датчиками, невозможность. совмещения по глубине при непостоянстве скорости движения скважинного прибора и при его остановках .в сква- . жине.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство, содержащее скважинный прибор с несколькими измерительными датчиками, расположенными на различной глубине, каротажный кабель, лебедку, блок-баланс, датчик импульсов глубины, наземные каналы с аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), преобразователями параллельного кода.в последовательный, регистрами памяти, соединенными последовательно друг за другом, преобразователем последовательного кода в параллельный, цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП). Выход ЦАП соединен со входом аналогового вычислительного устройства. Управление выходом IIAII и последовательным сдвигом информации из одного регистра памяти в другой и выводом ее из ЦАП производится через линии задержки от импульсов одноканального датчика глубинных импульсов, расположенного на валу блок-баланса. Датчик глубинных импульсов содержит 10 управляющих магнитов, расположенных на валу ротора равномерно по окружности, и один маГнитоуправляеьжй контакт (МУК), расположенный на цилиндрическом статоре (2).

Однако появление импульса помехи в канале датчика глубины (например, за счет электромагнитных наводок) приводит к сбою информации одновременно на всех регистрах памяти, соединЕнных последовательно.

Одноканальная система управления сдвигом импульсов предполагает наличие промежуточных преобразователей параллельного кода в последовательный, последовательного — в параллельный и линий задержек, что усложняет конструкцию всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение ломе. хоустойчивости и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что датчик глубины выполнен многоканальным, с числом каналов, равным числу регистров памяти, причем выход первого канала датчика глубины соединен с шинами "запись" первого, "0" второго, "считывание" третьего регистров памяти, выход второго канала датчика глубины соединен с шинами "запись" второго, "0" третьеro, "считывание" четвертого регистров и т. д., выход предпоследнего канала датчика глубины соединен с шинами "запись" предпоследнего, "0" последнего, "считывание" первогО регистров,. выход последнего канала датчика глубины соединен с шинами "запись" последнеro, "0" первого, "считывание" второго регистров, входы всех регистров соединены между собой и с выходом аналого-цифрового пре20 образователя, а выходы регистров соединены со входом цифроаналогового преобразователя.

Кроме того, многоканальный датчик глубины выполнен в виде магнитоуправ15 ляемых контактов, расположенных ыа плоском статоре равномерно по окружности, с управляющим магнитом, расположенным на роторе, связанным с валом блок-баланса; при этом вал блокбаланса связан с валом ротора датчи3м ка через сельсинную пару датчик-npult емник"; датчик глубины расположен на валу сельсин-приемника каротажной станции °

Конструкция устройства упрощается за счет исключения в известном устройстве преобразователя параллельного кода и последовательный преобразователя последовательного кода в параллельный и линий задержек.

10 Для упрощения анализа работы в качестве примера приводится конструкция скважинного прибора с одним опережающим датчиком (например электрод, измеряющий напряжение самопроизвольной

45 поляризации в скважине) и опорным датчиком (например потенциал или градиент-зонд).

На чертеже представлено устройство для каротажа скважин.

Устройство для каротажа скважин содержит скважинный прибор 1 с опорными 2 и опережающим 3 датчиками информации, каротажный кабель 4, перекинутый через блок-баланс 5 и намотанный на лебедку 6 со щетками 7 и 8, наземный канал 9 опорного датчика 2, вход которого через щетку 7 связан с кабелем 4, канал 10 опережающего датчика 3 с аналого-цифровым преобразователем 11, регистрами памяти щ 12...12n, цифроаналоговым преобразователем 13, вход канала 10 через щетку 8 соединен с кабелем 4, а выход— со входом вычислительного устройст,,ва 14, со вторым входом которого сое "динен выход канала 9, датчик 15 глуби>98672 ны с каналами 16 ..

1 ... 16 и, связанный сынается соответственно в регистры с валом блок-баланса 5 и содвржа- 12, 12 ...12 щий стато 17 р 7 с магнитоуправляемыми

2 3 И-1

Датчик 2 в процессе подъема проконтактами 18...18n, расположенными ходит пласты, находящиеся между радиально и равномерно по окружности, пластами 22 и 21, s частности 24, и и ротор 19 с управляющим магнитом 20. 5 через нремя Ф= — где ч - скорость

Датчик 15 глубины выполнен много- подъема прибора 1, достигает точки

v канальным с числом каналов, равным 25 пласта 21, где регистрируется числу регист ов памяти.

У Р с ров памяти. информация о свойствах пласта-коллекСвяэь вала блок-баланса 5 с рото- тора 21, а датчик 3 регистрирует инром 19 датчика 15 глубины осущвствля- 10 формацию о пласте-неколлекторе 21. ется через сельсинную пару "датчик- B этот момент управляющий магнит

10, повернувшись вместе с ротором

Датчик глубины располагается на 19 датчика 15 глубины, занимает половалу сельсин-приемника каротажной жение против МУК 18, который эамыстанции. кается. Замыкание МУК 18„ „ принодит

И-1

В рассматриваемом состоянии к поступлению управляющего сигнала от опережающии датчик 3 находится- источника напряжения U на шину "счипротив продуктивного пласта 21, опор- тынание" регистра 12„ (в этот момент ной 2 — против пласта 22, пласт 23 записывается информация о пласте 23 находится выше, а пласт 24 ниже плас- и регистр 12 ). Информация,с р — . та 21 п и-- ета, при этом опережающий датчик 20 гистра 12 о свойствах пласта-коллек1 те 21.

3 находится против точки 25 в плас- тока 21 преобразуется в аналого у н ю форму с помощью ЦАП 13 и поступает на нход аналогового вычислительного

Устройство для каротажа работает устройства 14 (вместо последнего моследующим образом. жет быть просто аналоговый регистраВ положении, указанном на черте- тор). Одновременно на вход вычислиже, опережающий датчик 3, находящий- теля 14 через канал 9 поступает ся. На глубине E„, против точки 25, информация с датчика 2, находящегося регис рирует информацию о физичес- н этот момент против пласта-коллектоки.: ойстнах продуктивного пласта 0 ра 21. На 14 выра21. xåì временем опорный датчик 2 6атынаются сигналы, характеризующие находится на глубине E = В1 +аЯ, физические свойства пластов на осногде а — расстояние ме>хду датчика- нании сопоставления данных двух или ми, и несет информацию о свойствах нескольких датчиков, совмещенных пяаста-неколлектора 22, резко отли- по глубине. Аналогичным образом прочающегося по своим физическим свойст- исходит совмещение по глубине информавам .от пласта 21. Информация от дат- ции с каждой точки глубины скважины. чиков 2 и 3 через кабель 4, щетки 7 Вращение управляющего магнита 20 и 8, лебедки 6 поступает на входы датчика 15 глубины происходит синнаэемного канала 9 опорного датчика хронно с движением скважинного при2 и канала 10 опережающего датчика 40 бора, что обеспечивает постоянство

3. Управляющий магнит 20 находится точки сдвига по глубине информации против магнитоуправляемого контакта опережающего датчика 3 при перемен(МУК) 18„, вследствие чего послвд- ной скорости скважинного прибора 1, ний замкнут. Остальные МУК разомкнуты. а также при его остановках.

Напряжение U через замкнутый МУК Количество необходимых регистров

181 попадает на шины "запись" ре- памяти (и, следовательно, количество гистра 12, "0" регистра 12 и МУК датчика глубины) выбирается иэ

"считывание" регистра 12 . Информасоотношения ция от датчика 3 физических свойстаЕ вах продуктивного пласта 21 преоб- 0 и-h разуется в цифровой код с помощью где и - высота пласта минимальной мощАцп 11 и записывается н регистр 12 . ности. котоРый необходимо в делить

Напряжение U, попадая на шину "счй- при геофизических исследованиЯх. тывание" регистрая12, считывает инПри h = 0,25 м аГ = 2,5-10 м, формацию с него, и, попадая на шину количество необходимых регистров сос"0" регистра 12, устанавливает его »»«e»0 40 ° на нуль, тем самым подготавливает В качестве регистров памяти исрегистры 12 и 12 к приему инфорпользуют одну интегральную схему типа мации. К155РУ2, которая содержит 32 регистра.

В процессе дни>кения скважинного Датчик глубины реализуют с помощью прибора 1 вверх датчик 3 проходит 40 сеРийно выпУскаемых МУК типа КЭМ-2А, последовательно пласты, находящиеся выше пласта 21, в частности 23, при Формула изобретения этом упранляющий магнит 20 последовательно замыкает МУК 18, 18>...18 1. Устройство для каротажа скваи информация об этих пластах запи- я жин, содержащее скважинный прибор с

798672 несколькими измерительными датчиками, расположенными на различной глубине, каротажный кабель, перекинутый через блок-баланс и намотанный на ле- бедку, датчик глубины, связанный с валом блок-баланса, наземный канал опорного датчика, вход которого через щетки лебедки связан с кабелем, а выход.» с вычислительным устройством, наземные каналы опережающих датчиков с аналого-цифровыми преобразователями, регистрами памяти, цифроаналоговыми преобразователями, входы каналов опережающих датчиков, соединены через щетки лебедки с кабелем, а выходы - с вйчислительным устройством, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повыиения помехоустойчивости и упрощения конструкции устройства, датчик глубины выполнен многоканальным, с числом каналов, равным числу регистров памяти, 29 причем выход. первого канала датчика глубины соединен с шинами "запись" первого, "0-" второго, "считывание" третьего регистров .памяти, выход второго канала датчика глубины сое- Я5 динен с шинами "запись" второго, "0" третьего, "считывание" четвертого регистров и т. д., выход предпоследнего канала датчика глубины соединен с шинами "запись" предпоследнего, "0" последнего, ".считывание" первого регистров, выход последнего канала датчика глубины соединен с шинаья "запись" последнего, "0" первого, "считывание" второго регистров, входы всех регистров соединены между собой и с выходом аналого-цифрового преобразователя, а выходы регистров соединены со входом цифроаналогового преобразователя.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что многоканальный датчик глубины выполнен в виде магнитоуправляеьых контактов, расположенных на плоском статоре равномерно по окружности, с управляющим магнитом, расположенным на роторе, связанным с валом блок-баланса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что вал блок-баланса связан с валом ротора датчика через сельсинную пару "датчик-,приемник".

4. Устройство по пп. 1 - 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что датчик глубины расположен на валу сельсинприемника каротажной станции.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент CIA 9 Збб2172, кл. 250-83.3, опублик. 1972.

2. Патент СМА Р 379430, кл. 340-18, опублик. 1974 (прототип) 798672

Составитель Л. Стремоухова

Техред: А. Ач Корректор Г. Назарова

Редактор В. Жиленко

Заказ 10022/58 Тираж 743

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Ъ

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4