Термостойкий зонд для акустического каротажа скважин

 

Изобретение относится к геофизическим Исследованиям нефтяных и газовых скважин скважинными приборами акустического каротажа. Целью изобретения является повышение надежности в работе и упрощение конструкции зонда . Зонд содержит свечной мост и три акустических преобразователя. Акустические преобразователи разделены акустическими изоляторами и соединены между собой герметично фторопластовыми трубками, изолирующими провода от бурового раствора. Свечной мост, преобразователи и трубки образуют единую маслонаполненную систему . В нижней части зонда установлен резиновый компенсатор температурного расширения масла, вьтолненный в виде отрезка резиновой трубки, заглушенной с одного конца. Для повышения надежности в работе и упрощения конструкции используют трубки плоскоовального сечения. 2 ил. (Л со 4; ел г 29 Фи2.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai (5D 4 G 01 Н 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3913570/22-25 (22) 15.04.85 (46) 23.!0.87. Бюл. Р 39 (71) Специальное конструкторско-тех— нологическое бюро промысловой геофизики (72) А.Ф. Мясоедов, И.К.Ионе и Т.А .Гладков (53) 550.83 (088.8) (5e) Аппаратура акустического каротажа СПАК 6, АХБ 431 621.006. — Киев, ОКБ ГП Мингео УССР, 1979.

Повышение эффективности исследования глубоких скважин аппаратурой акустического каротажа. Отчет по теме 5-79.: Грозный, СКТБ ПГ, 1981, с. 22. (54) ТЕРМОСТОЙКИЙ ЗОНД ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин скважинными приборами акустического каротажа. Целью изобретения является повышение надежности в работе и упрощение конструкции зонда. Зонд содержит свечной мост и три акустических преобразователя, Акустические преобразователи разделены акустическими изоляторами и соединены между собой герметично фторопластовыми трубками, изолирующими провода от бурового раствора. Свечной мост, преобразователи и трубки образуют единую маслонаполненную систему. В нижней части зонда установлен резиновый компенсатор температурного расширения масла, выполненный в виде отрезка резиновой трубки, заглушенной с одного конца. Для повышения надежности в работе и упрощения конструкции используют трубки плоско— овального сечения. 2 ил.

f0

12

2

27 И

22 5

Фиг. 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ l 13470

Изобретение относится к геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин приборами акустического каротажа.

Цель изобретения — повышение на5 дежности в работе и упрощение конструкции зонда.

На фиг.! изображен предлагаемый зонд, общий вид; на фиг.2 — сечение

А-А на фиг.1.

В верхней части зонда (фиг.1) расположен свечной мост 1 с уплотнительными кольцами 2, свечами 3, изолированными от свечного моста полиэмидной пленкой 4. В тело моста вкручен корпус 5 излучателя, который предохраняется от раскручивания стопорной шайбой 6,расчеканивар>щейся в сторону моста и корпуса. Акустический преобра- 20 зователь 7 (например, пьезокерамическое кольцо) установлен на сегменте опоры 8 (например, иэ фторопласта) и защищен от бурового раствора чехлом 9 из фторопласта, который герметично 25 уплотнен на буртиках моста и корпуса бондажными металлическими кольцами 10.

На.корпус 5 накручен акустический металлический изолятор 11 с поперечными щелями 12, расположенными в шахматном 30 порядке. От откручивания изолятор 11 защищен стапорной шайбой 13, расчеканенной в местах 14. К изолятору 1! винтами 15 и 16 прикреплено основание !7 приемника, к которому винта35 ми 18 прикреплен держатель 19 приемника, из фторопласта.

На держателе 19 установлен пьезокерамический сферический преобразователь 20. Вывод от внутренней поверх- 4р ности последнего проходит через отверстие в держателе !9. Преобразователь 20 защищает от бурового раствора колпак 21 (например, из фторопласта), который прикреплен к буртику основа- 45 ния 17 и уплотнен бондажным кольцом 22, Трубка 23 (например, из фторопласта) верхним концом прикреплена проволочным бандажом 24 к штуцеру корпуса 5, нижним концом — к втулке 25 проволочным бандажом 26. Проволочным бандажом 27 верхний конец колпака 21 прикреплен к втулке 25. Нижняя полость моста 1, корпус 5, трубка 23, втулка 25, колпак 21 и основа- 55 ние 17 образуют единую маслонаполненную систему, в которую масло заливается через отверстия, закрытые винтами 15 и 28. Винты 15, 16 и 28 уплот59 2 нены шайбами 29 (например, из фторо- пласта).

От блока электроники (не показан)

:через свечи 3 свечного моста 1 поступают на преобразователь 7 возбуждающие его электрические сигналы. Излучатель излучает ультразвуковой импульс, который проходит по маслу. Через чехол 9, буровой раствор, породу, буровой раствор, окна 30 в изоляторе 11 и колпак 21 масло достигает приемника преобразователя 20. Последний преобразует принятый акустический сигнал в электрический, который по проводам 31 через свечной мост 1 поступает в блок электроники и далее на поверхность. На поверхности сигнал регистрируют, и по нему судят о свойствах горной породы.

При обслуживании скважин давление может меняться от атмосферного до

100-150 ИПа, а температура — от 10 о до 250 С, причем при повышении температуры масло расширяется, при повьппении давления масло в объеме уменьшается вначале за счет захлопывания пузырьков газов, всегда имеющихся в маслонаполненной системе, затем за счет сжимаемости масла при высоких давлениях. В процессе обслуживания о скважин с температурой на забое 200 С и давлении 100 МПа маслонаполненный компенсированный объем меняется на

+10X.

На фиг.2 показано плоскоовальное сечение трубки 23. Такое сечение имеет малую жесткость и легко деформируется, сжимается или расширяется.

При превышении наружного давления над внутренним (в случае отсутствия проводов 31) плоские стенки в пределе могут сойтись и площадь сечения становится практически равной нулю.

При превышении внутреннего давления масла (в случае его расширения), над наружным давлением бурового раствора плоские стенки сечения расходятся и в пределе сечение становится круглым, в этом случае площадь сечения максимальна для данного параметра сечения.

Сечение трубки 23 меняется по всей ее длине, меняется объем масла в трубке, осуществляется компенсация расширения или сжатия масла, выравнивается внутреннее. давление с наружным, все детали маслонаполненного . объема не испытывают разностного давления (между давлением масла и давле3 134 нием бурового раствора), этим обеспечивается надежная работа зонда.

Если трубка 23 круглого сечения, как и все остальные детали маслонаполненного объема, то в связи с большой жесткостью круглого сечения разностное давление при изменении объема масла растет до тех пор (в пределе до 100-150 МПа), пока какая-нибудь из деталей не сминается, что выводит зонд из строя.

В пределе трубка может изменять объем масла, заключенный в осевой дли не с плоскоовальным сечением, на -50X относительно среднего объема в диапазоне 0 †IO. Для обеспечения надежности в работе (при деформации сечения, возникающие в трубке напряжения, должны быть меньше предела текучести материала трубки) рассчитывают трубку так, чтобы ее сечение по площади менялось не более чем на + 30-40Х от7059

35

bм

Ь= (d носительно среднего.

При повышении внутреннего давления (фиг. 2) сечение трубки 23 от среднего с высотой Ь может увеличиваться до максимума и становится круглым с внутренним диаметром d,ïðè уменьшении давления сечение от среднего уменьшается до высоты Ь„р„.

Иинимальная высота должна определяться не менее чем 107-ным запасом до предельной деформации (b „„ = О). и может быть принята в соответствии с толщиной проводов 31.

Тогда при диаметре исходной трубки d высота (мм) среднего плоскоовальноro сечения

25 чем обеспечивает простое техническое обслуживание зонда и упрощает его конструкцию, зашишает провода 31 от воздействия бурового раствора, чем повышается надежность зонда в работе, компенсирует изменение объема масла в зонде при изменении давления и температуры в скважине при движении скважинного прибора от поверхности до забоя и обратно, чем устраняет в зонде конструктивно сложный и недостаточна надежный в работе компенсатор.

Надежность зонда в работе увеличивается за счет того, что стенки трубки 23 гладкие и в принципе исключена возможность прободения ее частицами шлама, как это может быть при их попадании между гофрами сильфона. Исключение из зонда отдельного компенсатора позволяет сократить его вес и длину примерно на 0,4 м. Конструктивное выполнение зонда из металла и фторопласта обеспечивает его термостойкость до 250 С и нефтегазоагрессивную стойкость.

Плоскоовальное сечение фторопластовой трубке придают методом последовательной двойной раскатки во взаимно перпендикулярных направлениях на вальцах при комнатной температуре.

При раскатке внутрь трубки вкладывают металлическую полосу шириной, равной внутреннему диаметру исходной трубки, а по толщине в пределах от t до 0,5

Ь, где t — - толщина стенки исходной трубки.

При раскатке и прокатке концы трубки оставляют круглого сечения, что обеспечивает простое герметичное присоединение к маслонаполненным узлам.

Среднее сечение,. мм

2 э

= -8-(С1 + 4d - 4)

Сечение трубки 23 может изменяться максимально относительно среднего

2 на величину, мм

Ц Я ьь = +---(d - 2)

Диаметр (мм) исходной трубки, выраженный через

1 57 «- .«« 57ь5

О, 785

В зонде трубка 23 выполняет три функции: соединяет маслонаполненные объемы акустических преобразователей в единую MRñëîíàëîëíåííóþ систему, Фо р мул а из о б р е те н и я

I

Термостойкий зонд для акустического каротажа скважин, содержащий свечной мост и акустические преобразователи, разделенные между собой ные герметично трубками, образующими единую маслонаполненную систему и изолирующими соединительные провода от бурового раствора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- ния надежности в работе и упрощения конструкции путем обеспечения трубками функции компенсатора, трубки выполнены плоскоовального сечения.

50 акустическими изоляторами и соединен1347059

Составитель Н.Журавлева

Техред A.Êpàâ÷óê

Корректор Г.Решетник

Редактор И.Горная

Заказ 5118/45 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4