Устройство для каротажа в процессе бурения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее забойный двигатель, генератор переменного тока, разделитель и глубинный прибор, включающий в себя регистратор , калибровочное сопротивление, схему измерения напряжения и блок вычисления, размещенные над забойным двигателем, а также измерительный электрод, установленный непосредственно над долотом, при этом выходы генератора переменного тока соединены с кгшибровочньм сопротивлением , с бурильной колонной и с входами схемы измерения напряжения, выход которой соединен с первым входом блока вычисления, выход последнего подключен к регистратору, о т личающ«ес тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности устройства, измерительный электрод соединен с корпусом застойного двигателя через нелинейный элемент, а в глубинный прибор введена схема измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала генератора переменного тока, причем входы схемы измерения разности токов положительной и отрицательной . полуволн выходного сигнала генератора переменного тока подключены к калибровочному сопротивлению, а выход - к второму входу блока вычисления . О сд « О1 ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D G 01 Ч 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3426450/18-25 (22) 22.04.82 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) A.A.Ìoë÷àíoâ, IO.Ю.Дмитрюков, В.М.Григорьев и И.Н.Заболотнов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент Англии Р 1433265, кл. Е 1 S, опублик. 1972.

2. Патент СНА Р 3046474, кл. 324-1, онублик. 1962.

3. Патент CLlA 9- 3408561, кл, 324-6, опублик. 1969 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА В

ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее забойный двигатель, генератор переменного тока, разделитель и глубинный прибор, включающий в себя регистратор, калибровочное сопротивление, схему измерения напряжения и блок вычисления, размещенные над забойным двигателем, а также измеритель„„ЯН„„1059522 A

Ф ный электрод, установленный непосредственно над долотом, при этом выходы генератора переменного тока соединены с калибровочным сопротивлением, с бурильной колонной и с входами схемы измерения напряжения, выход которой соединен с первым входом блока вычисления, выход последнего подключен к регистратору, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности устройства, измерительный электрод соединен с корпусом забойного двигателя через нелинейный элемент, а в глубинный прибор введена схема измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала генератора переменного тока, причем входы схемы измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала генератора переменного тока подключены к калибровочному сопротивлению, а выход — к второму входу блока вычисления.

1059522

Изобретение относится к буровой технике, а именно к каротажу в процессе бурения .

Известны метод и устройство для производства каротажа в процессе бурения, содержащее зонд, установленный на долоте и канал связи по кабелю, проходящему через вертлюг (1) .

Известно также устройство многоэлектродного каротажа, где одним из электродов является долото, содержащее генератор, питающийся расходом и беспроводный электрический канал связи (2g .

Недостатком известных устройств является сложность их осуществления в условиях турбинного бурения, так как требуется проводная связь через турбобур от долота к регистратору, либо размещение регистратора у долота, что также нерационально, осо- 2О бенно при использовании какого-либо вида канала связи с поверхностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство электрокаротажа методом сопротивления в процес- 25 се бурения, содержащее генератор переменного тока, разделитель и глубинный прибор, включающий регистратор, калибровочное сопротивление, схему измерения напряжения и блок gp вычисления, а также измерительный электрод, установленный непосредственно над долотом, при этом выходы генератора переменного тока соединены с калибровочным сопротивлением, с бурильной колонной и с входами схемы измерения напряжения, выход которой соединен с входом блока вычисления, а выход последнего подключен к регистратору. В этом устройстве использована тороидальная. катушка, расположенная около зуровой головки, выходной сигнал катушки соответствует физическим условиям окружающей среды (3) .

Недостатком данного устройства 45 является наличие обратной связи, осуществляемой устройством, связанным с тороидальной катушкой, которая регулирует возбуждение генератора. Таким образом, в условиях 5р турбинного бурения применение подоб-. ных устройств крайне затруднено . из-за конструктивной сложности устройства.

Цель изобретения — упрощение 55 конструкции и повышение надежнос" ти устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для каротажа в процессе бурения, содержащем забойный Я) двигатель, генератор переменного тока, разделитель и глубинный прибор, включающий регистратор, калибровочное сопротивление, схему измерения напряжения и блок вычисления,65 () (R + R х) озр а ток отри цательной полуволны (2)

Г= „ напряжение на выходе генератора переменного Tîêà; прямой ток (отрицательной полуволны); обратный ток (положительной полуволны); сопротивление пород общее; сопротивление пород в районе долота. где U

3„р орр— размещенные над забойным двигателем, а также измерительный электрод, установленный непосредственно над долотом, при этом выходы генератора переменного тока соединены с калибровочным сопротивлением, с бурильной колонной и с входами схемы измерения напряжений, выход которой соединен с первым входом блока вычисления, а выход последнего подключен к регистратору, измерительный электрод соединен с корпусом забойного двигателя через нелинейный элемент, а в глубинный прибор введена схема измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала генератора переменного тока, причем входы схемы измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн выходного сигнала генератора переменного тока подключены -к калибровочному сопротивлению, а выход — к второму входу блока вычисления.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для каротажа в процессе бурения; на фиг.2 — электрическая эквивалентная схема, поясняющая принцип работы устройства..

Устройство состоит иэ генератора 1 переменного тока, подключенного к бурильной колонне 2 над разделителем 3 и через калибровочное сопротивление 4 В под разделителем 3, измерительного электрода 5, установленного непосредственно над долотом

6 и соединенного с корпусом забойного двигателя (не показан) через нелинейный элемент 7, схема 8 измерения разности токов положительной и отрицательной полуволн, схемы

9 измерения напряжения, блока 10 вычисления и регистратора 11.

Устрсйство работает следующим образом.

Так как выходной сигнал генератора 1 переменного тока является двухполярным, то ток для положительной полуволны определяется формулой (фиг.2) 1059522

Напряжения положительной и отрицательной полуволн равны и рас-. считываются по формуле

U U х (3)

"ОЬР ПР ИЗМ

Напряжение, пропорциональное величинам тока )„(, и Jд, снимается с калибровочного сопротивления 4R и поступает на.вход схемы 8 измере ния разности, токов, а на вход схемы 9 измерения напряжения подается сигнал с обмотки генератора 1 пере- . менного тока. С выходов схемы 8 измерения разности токов и схемы 9 измерения напряжения сигналы подаются на входы блока 10 вычисления сопротивления горных пород по формуле (3) и поступают на-регистратор 11. .Шунтирование буровым раствором разделителя 3 не имеет значения, так как ток через раствор одинаков в обоих направлениях, контактная разность потенциалов вблизи долота 6 также не влияет поскольку эта ЭДС включена последовательно (через сопротивление породы) с выходом генератора 1.переменного тока, напряжение которого составляет десятки вольт °

Величина К в основном зависит от сопротивления пород вблизи измерительного электрода 5, поскольку его геометрические -размеры невелики, и он является, по сути, иэлу15 чателем разницы токов на которую влияет сопротивление окружающих пород.

Применение устройства позволит повысить надежность и упростить кон струкцию, что в условиях бурения

20 является решающим фактором создания работоспособной аппаратуры.

1059522

Составитель Н.Журавлева

Техред Б.Далекорей Корректор, М. Щрроши

Редактор И.Янович

Заказ 9824/50 Тираж 710 Подписное

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4