Забойный автономный прибор для исследования скважин

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик (111920201 (6l ) дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 30.06.80 (21) 2948511/03-22 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)NL. Кл.

E 21 В 47/00

РЮаерстеанвй квинтет

СССР ав лелем нзабретеннй н открытий (53) YAK 622;242 (088.83

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 17.04.82

Гельфгат, В. И. Ннракян н О.

1

j а:

Всесоюзный ордена Трудового Красного.Знам научноисследовательский институт буровой техникИ .-"--= .. (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к буровой технике, и, в частности, касается автономных . приборов для измерения и регистрации .забойных параметров.

Известен автономный прибор для из» мерения и регистрации забойных парамет- ров, предназначенный для геофизических исследований скважин и содержащий каротажный зонд на трубе, измерительнорегистрирующую аппаратуру и блок питания, расположенные в герметичном конto тейнере, который жестко установлен в трубе-зонде. В процессе работы прибора электрические сигналы с электродов зонда через провода и герметичные электровводьы. поступают в пзмерительно-.

I5 регистрирующую аппаратуру (1).

Недостатком этого прибора является то, что зарегистрированная в нем информация может быть получена на дневной поверхности лишь после окончания рейса т долота и извлечения бурильной колонны на устье скважины.

2 Извесген также автономный прибор, предназначенный для измерения и регистрации осевой нагрузки и крутящего момента на долоте и содержащий измерительный переводник с датчиками, внутри которого в толстостенном корпусе расположена измерительная аппаратура, магнитный регистратор и источник питания. Связь между датчиками на переводнике и аппаратурой в корпусе осуществляется посредством приводов и герметичных электровводов (2).

Однако жесткая связь между датчиками, измерительным блоком и регистрато ром приводит к тому, что записанная информация может быть получена на дневной поверхности после окончания рейса долота и извлечения бурильного инструмекга на устье скважины, что не позволяет осуществлять оперативное управление процессом бурения в течение текущего рейса долота. При этом, как показывает практика бурения, наличие на дневной поверхности достоверной забой3 9202 ной информации о величине осевой нагрузки и крутящего момента позволяет обеспечить оптимальный режим бурения и с достаточной степенью точности определить момент, когда необходимо сменить долото. Это соответственно позволяет улучшить показатели бурения, сократить число спуско-подъемов бурильного инструмента эа счет качественной обработки. долота и снижения потери времени на Se простой скважины за счет предотвращения аварийных ситуаций. Получение в течение текущего рейса долота информации о геометрических параметрах скважины позволяет осуществить ее проводку Ю за- .И данную точку, а также исключить простои бурения, вызванные спуском инклинометрической аппаратуры на кабеле. В зависимости от решаемой задачи определяется заданный комплекс параметров, 10 передаваемый на устье скважины.

Целью изобретения является осуществление оперативной передачи результатов измерения комплекса параметров с забоя скважины к ее устью. 2$

Поставленная цель достигается тем, что забойный автономный прибор, содержащий корпус с датчиками, измерительный блок, регистратор и источник питания, снабжен дополнительным регистри- 36 рующим блоком с элементом памяти, который помещен в герметичный контейнер, всплывающий в буровом растворе, причем дополнительный регистрирующий блок соединен с измерительным блоком бесконтактной электромагнитной связью.

Бесконтактная электромагнитная связь блоков осуществлена посредством и4уктивных катушек, расположенных концентрично одна относительно другой и под- щ ключенных соответственно к узлу памяти и измерительному блоку, при этом индуктивные катушки закреплены на торцах измерительного блока и дополнительного регистрирующего блока.

4$

На фиг. 1 представлен забойный автономный прибор; на фиг. 2 — узел бескон-, тактной электромагнитной связи, разрез

А-А на фиг. 1.

Забойный автономный прибор для исследования скважин состоит из корпуса l с датчиками 2, в качестве которых могут быть использованы тензометры сопротивления, жестко соединен .ного с бурильной колонной 3, много- $$ канального измерительного блока 4, регистратора 5, источника питания 6, установленных в аппаратурном шасси 7, рас01 ф положенном в корпусе l, и дополнительного регистрирующего блока 8, внутри которого расположен узел памяти 9.

Каждый канал измерительного блока 4 содержит, например, последовательно соединенные усилитель, преобразователь аналог — код (на фиг. 1, 2 не показаны).

Дополнительный регистрирующий блок 8 выполнен в виде герметичного контейнера с удельным весом меньшим, чем удельный вес промывочной жидкости, что позволяет ему свободно плавать в буровом растворе внутри колонны бурильных труб. Источник питания 6 предназначен для подачи соот- . ветствующих напряжений на схемы автономного прибора.

Узел памяти 9 дополнительного регистрирующего блока 8 соединен с из-. мерительным блоком 4 бесконтактной электромагнитной связью, выполненной э виде индуктивных катушек 10 и 11, расположенных концентрично одна относительно другой и подключенных соответственно к узлу памяти 9 и измерительному блоку

4. При этом индуктивные катушки 10 и

11 закреплены соответственно на торцах аппаратурного шасси 7 и дополнительного регистрирующего блока 8. Число индуктивных катушек в обоих торцах.определяется количеством параметров, предназначенных для передачи на устье скважины.

Принцип действия забойного автономного прибора для исследования скважин заключается . в следующем.

Автономный прибор, встроенный в zoлонлу бурильных труб 3, посредством корпуса 1 спускается к забою скважины. До наворачивания ведущей трубы (квадрата) внутрь бурильной колонны сбрасывается дополнительный регистрирующий блок 8, который в силу своей плавучести находится в верхней ее части. После установки ведущей трубы и включения буровых насосов дополнительный регистрирующий блок

8 под действием силы давления прокачиваемого раствора перемещается в нижнюю часть колонны до тех пор, пока его нижний торец 12 не войдет в механический контакт с верхним торцом 13 аппаратурного шасси 7. После включения автономного прибора (например с помощью часового механизма или электронного реле времени) электрические сигналы с датчиков 2 поступают в измерительный блок 4.

После усиления и кодирования сигналов заданный комплекс параметров через индуктивные катушки 10 и 11 поступает на узел памяти 9 дополнительного ре5 0202 гистрирующего блока 8 н в регистратор

5. Подъем дополнительного регистрирующего блока 8 к устью скважины осущест вляется при отключении буровых насосов, что обычно сочетается с наращиванием . 5 бурильных труб нли сменой долота.

По достижении устья скважины блок 8 извлекается из бурильной колонны и осуществляется считывание зарегистриро- ванной в нем информации. Перед началом следующего этапа бурения дополнительный регистрирующий блок 8 вновь номещается во внутреннюю полость бурильной колонны и цикл повторяется.

Для привязки записей параметров по 15 времени, произведенных как в дополнительном регистрирующем блоке 8, так и в регистраторе 5, с записями наземных регистрирующих приборов могут быть применены известные методы, например уве» 20 личение перепада давления и нагнетательной линии в момент стыковки блоков 8 и, 4 в сочетании с изменением электрического импеданса с последующей фиксацией этого момента в регистраторе 5 и другие.

Годовой экономический эффект от использования одного комплекта забойного автономного прибора составит около

8,0 тыс. руб. 30

Формула изобретения

1. Забойный автономный прибор для исследования скважин, содержащий корпус

0i 6 с датчиками, измерительный блок, регн 6ратор K источник питанияэ о т л и ч а lo шийся тем, что, с целью осуществл%ь» ния оперативной передачи результатов измерения «омплекса параметров с забоя скважины, он снабжен дополнительным регистрирующим блоком, выполненным в виде свободно плавающего в буровом растворе герметичного контейнера с расположенным в нем узлом памяти, который соединен с измерительным блоком 1бесконтактной электромагнитной связью.

2. Прибор по и. l, о т л и ч а юm и и с я тем, что бесконтактная электромагнитная связь блоков выполнена в, виде индуктивных катушек, расположенных концентрично одна относительно дру-гой и подключенных соответственно к элементу памяти и измерительному блоку, при этом индуктивные катушки закреплены на торпах измерительного блока и. дополнительного регистрирующего блока, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

М 215158, кл. Е 21 В 47/ОО, 1967.!

2. Варламов В. П. Телеконтроль забойных параметров бурения. М., ИНИИ Ж, МНП, серия ОЗЛ, 1972, с. 54.

920201

Составитель В. Варламов

Редактор С. Тимохина Техред М. Рейвес Корректор А. ференц

Заказ 2289/30 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СС Р ко делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ЗВ, Раушская на4., д. 4/8 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4