Устройство контроля выхода керна (его варианты)

 

1. Устройство контроля выхода керна, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения керна в электрические сигналы и коммутационные элементы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна, система сиг нальных меток выполнена в виде связанной с комглутационными элементами ферромагнитной рейки с магнитоэлементами в каждом выступе, а первичный преобразователь выполнен в виде подвижной капсулы с индикаторном блоком в виде пары ферромагнитных, дисков с размещенным между ними постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба вьтолнена из немагнитн.ого материала, длина выступов рейки .по меньшей мере равна расстоянию между дисками, а длина углублений рейки больше длины выступов. 2. Устройство контроля выхода керна, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения керо на в электрические сигналы, о т л ич ающееся тем, что, с цепью (Л С повышения надежности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна, первичный преобразователь сигналов перемещения керна выполнен в виде связанной с коммутационными элементами подвижной капсулы с двумя индикаторными блоками, каждый из которых имеет пару ферромагнитных дисков с размещенными между ними магнитоэлеменСд том и постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом Oi керноприемная труба выполнена из неО О) магнитного материала, а система сигнальных меток выполнена в виде ферро магнитной рейки с длиной выступов, по меньшей мере равной расстоянию между дисками и с длиной углублений , большей длины выступов.

„„Я0„„1105606 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 E .21 В 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, 21) 3437458/22-03

;22) 14. 05. 82, 46 ) 30 ° 07. 84. Бкл. Р 28

;72) Г.Ф.Перлов, .И.И.Барабашкин, П. П. Константинов, Ф. Ф. Равилон и A.Ì.Ñàëèìoâ (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (53) 622. 243.64(088. 8) (56) 1. Мандрус В. И. и др. Прибор для регистрации поступления керна в грунтоноску. — "Машины и нефтяное оборудование", .1971, Р 6, с. 32-35.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 76782, кл. Е 21 В 25/00, 1949 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВЫХОД KEPVa .(КГО ВАРИАНТЫ). (57 ) 1. Устройство контроля выхода керна, содержащее керноприемную тру" бу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения керна в электрические сигналы и коммутационные элементы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна, система сиг нальных меток выполнена в виде связанной с коммутационными элементами ферромагнитной рейки с магнитоэлементами н каждом выступе, а первичный преобразователь выполнен в ниде подвижной капсулы с индикаторнЫм блоком н виде пары ферромагнытных. дисков с размещенным между ними постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из немагнитного материала, длина выступов рейки .по меньшей мере равна расстоянию между дисками, а длина углублений рейки больше длины выступов.

2. Устройство контроля выхода керна, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения керна в электрические сигналы, о т л и- <р

С2 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна, первичный преобразователь сигналов перемещения керна выполнен в виде связан- Я ной с коммутационными элементами подвижной капсулы с двумя индикатор- ными блоками, каждый из которых име- > >, ет пару ферромагнитных дисков с размещенными между ними магнитоэлемЕн- (© том и постоянным магнитом с аксиаль- ф ( ной осью намагниченности, при этом кернопрнемная труба выполнена из немагнитного материала, а система сиг- {,) нальных меток выполнена в виде ферро магнитной рейки с длиной выступов, по меньшей мере равной расстоянию между дисками и с длиной углублений, большей длины выступов. »

1105606

Изобретение относится к FopHo делу, к средствам для бурения скважин с. отбором керна.

Известно устройство контроля выхода керна, состоящее из керноприемной трубы, индикатора перемещения керна, 5 расположенного в полости трубы, и блока с регистрирующей аппаратурой 1)

Недостатком этого устройства является отсутствие в процессе бурения сигнала о продвижении керна в керно- )0 приемной трубе. Без такой информации нельзя принять решение о подъеме кер. ноотборного снаряда на поверхность в случае, например, если керн перестал поступать в керноприемник. Это, в конечном итоге, приводит к снижению процента выноса керна за рейс.

Известно также устройство контроля выхода керна, позволяющее контролировать заполнение керноприемной трубы непосредственно в процессе бу20 рения, содержащее керноприемную трубу с системой сигнальных меток, раз— мещенных вдоль ее поверхности, датчик перемещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения кер25 на в электрические сигналы и коммутационные элементы (2).

Однако при рабо" å указанного устройства выдаваемая информация не за висит от направления перемещения кер- 30 на, чro в случаях разрушения керна в трубе может привести к полной его потере.

Цель изобретения — повышение надеж ности контроля посредством получения информации о направлении перемещения керна.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве контроля выхода керна, содержащем керноприемную трубу с 40 системой сигнальных меток, размещенных вдоль ее поверхности, датчик пе-, ремещения керна с первичным преобразователем сигналов перемещения керна в электрические сигналы и коммутаци- 45 онные элементы, система сигнальных меток выполнена в виде связанной с коммутационными элементами ферромагнитной рейки с магнитоэлементами в каждом выступе, а первичный преобразователь выполнен в виде подвижной капсулы с индикаторным блоком в виде пары ферромагнитных дисков r. размещенным между ними постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из немагнитного материала, длина выступов рейки по меньшей мере равна расстоянию между дисками, а длина углублений рейки больше длины выступов.

Согласно второму варианту первичный преобраз овател ь сигналов перемещения керна выполнен в виде связанной с коммутационными элементами под,вижной капсулы с двумя индикаторными 65 рлоками, каждый из которых имеет па: ру ферромагнитных дисков с размещен. ными между ними магнитоэлементом и постоянным магнитом с аксиальной осью намагниченности, при этом керноприемная труба выполнена из немагнитного материала, а система сигналь ных меток выпслнена в виде ферромагнитной рейки с длиной выступов, по меньшей мере, равной расстоянию между дисками и с длиной углублений, бсльшей длины выступов.

Предлагаемое устройство обеспечивает бесконтактный контроль за продвижением керна в керноприемной трубе в процессе бурения; логическое распоз навание поступающих с первичного преобразователя электрических сигналов, позволяющее определить, поступает ли керн в керноприемную трубу или выпадает из нее в результате, например, разрушения на забое; возможность обработки и регистрации логических сигналов, несущих информацию о продвижении керна в виде двоичного или десятичного кода, непосредственно на забое скважины или на поверхности с помощью дополнительного измерительно. го устройства", практически неограниченный срок службы первичного преобразователя, поскольку способ преобра зования величины перемещения керна в электрические сигналы бесконтактный.

На фиг. 1 изображено размещенное в корпусе керноотборного снаряда устройство; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство, выполненное согласно второму вариан-. ту; на фиг. 4 — логическая схема получения информации о направлении движения керна в устройстве по первому варианту; на фиг. 5 — логическая схема устройства по второму варианту.

Устройство по первому варианту, размещенное в корпусе 1 керноотборно го снаряда, состоит из ферромагнитной рейки 2, расположенной вдоль образующей поверхности немагнитной керноприемной трубы 3. В выступах 4 рейки вмонтированы магнитоэлементы 5 от которых отходят собранные .в жгуr и прикрепленные к рейке коммутационные элементы провода ) 6, соединяющие магнитоэлементы с источником пи тания и логической схемой (фиг.4 ), размещенными в герметичной камере 7, Первичный преобразователь сигналов, выполненный в виде пОдвижной ка сулы, состоит из немагнитного цилинд рического корпуса 8, в торцах которого установлены ферромагнитные цилиндрические диски 9 и 10, прилегающие ступицами к постоянному магниту 11. Капсула размещается внутри керноприемной трубы 3. Диски и магни-.

1105606 ты в совокупности образуют индикатор. ный блок.

Устройство по второму варианту имеет первичный преобразователь в виде подвижной капсулы, изображенной на фиг. 3 и состоящей из двух индикаторных блоков, содержащих пару фер. ромагнитных дисков 9 и 10, установленных на немагнитных корпусах 8 капсулы и отделенных друг от друга немагнитной втулкой 12. Между каждой парой дисков 9 и 10 находятся постоянные магниты 11 и магнитоэлементы 5, соединенные с логической электронной схемой и источником питания коммутационными элементами в виде свитого в кольца экранированного провода (фиг. 5) .

Кроме того, капсула имеет цилиндрические немагнитные втулки 13, в, зависимости or выбранной высоты кото- 2О рых создается начальное сопротивление магнитоэлементов 5 под воздействием магнитных потоков, создаваемых постоянными магнитами 11. пов,ение н,дежности распознавания.25 направления .перемещения керна в керноприемной трубе обеспечивается тем, что длина углубления 14 рейки больше длины выступа 4, которая, в свою очередь, больше или равна расстоянию 3О между дисками 9 и 10.

Выполненные таким образом капсула и рейка обеспечивают в случае нахождения капсулы напротив выступа рейки минимальный путь магнитного потока и, 35 значит, резкое его увеличение, а в случае установки капсулы напротив углубления — максимальный путь магнитного потока. Если первичный преобразователь выполнен по второму вари- 4() анту, т.е. капсула имеет двойную высоту (фиг. 3), то такая взаимосвязь размеров капсулы и рейки обеспечивает разделение двух магнитных потоков, при этОм ОДин из пОтОкОВ буДет прОхО 45 дить минимальный путь, а другой максимальный.

Предлагаемое устройство работает следующим образом (фиг. ) .

Во время бурения капсула первичного преобразователя перемещается под действием керна, поступающего в полость керноприемной трубы 3. Вместе с капсулой перемещается замкнутый магнитный поток, создаваемый постоянным магнитом 11. Когда капсула находится напротив выступа ступенчатой рейки 2, магнитный поток увеличивается, так как уменьшается магнитное сопротивление. его прохождения. В это время резко увеличивается сопротив- 60 ление магнитоэлемента 5, находящегося в. зоне действия этого магнитного потока, в результате чего генерирует, ся электрический импульс. Когда капсула, в результате перемещения ее керном, устанавливается напротив углубления рейки, величина сопротивления магнитоэлемента возвращается к первоначальному значению.

Магнитоэлементы 5, установленные в капсуле (фиг. 3), взаимодействуют с магнитным потоком аналогичным образом.

Одним иэ главных преимуществ предлагаемого устройства является то, что изменение сопротивления магнитоэлемента под воздействием магнитного поля происходит примерно на одну и ту же величину, всегда достаточную для формирования импульса, и совершенно не зависит от скорости продвижения керна в керноприемной трубе и поворота капсулы на любой угол вокруг своей оси. распознавание направления движения керна в керноприемной трубе и его количества осуществляется с по-, мощью электронной логической схемы, позволяющей при наполнении трубы керном суммировать электрические импульсы, поступающие с магнитоэлементов на схему логики, а при опорожнении трубы, например в результате раз. рушения керна при бурении по какимлибо причинам, вычитать эти сигналы.

При этом, если магнитозлементы установлены в капсуле, суммирование или вычитание сигналов производится в зависимости от того, какой из магнитов (верхний или нижний) первым генерирует сигнал.

Информация о продвижении керна в керноприемнике преобразуется в логической схеме в двоичный или десятичный код и передается на любое забойное регистрирующее устройство или по линии связи на поверхность и т.д.

Первичный преобразователь перемещения можно многократно использовать.

Он легко переставляется с отработанного к рноотборного инструмента в новый. Благодаря использованию изобретения можно значительно повысить процент выноса керна в рейсе за счет обеспечения возможности оперативного управления бурением с отбором керна на основе информации о направлении продвижения керна в керноприемной трубе и его количества, т.е. возможности изменять параметры режима бурения в целях улучшения процесса кернообразования и поступления керна в керноприемник или, в случае необходи мости, прекратить бурение и приступить к подъему керноотборного снаряда.

1105606

1105606

1105606

1105606

Составитель В. Акслер

Редактор Л.Алексеенко Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк

Заказ 5562/24 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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