Устройство для исследования разреза скважины в процессе бурения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1423731 А1 (51)4 E 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1в в

12

1в

1в в

Zg

2В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4158531/22-03 (22) 08.12.86 (46) 15.09.88. Бюл. У 34 (71) Московский институт нефти и газа им. И.М. Губкина (72) А.С. Моисеенко, Л.С. Лашкевич

И.В. Егорова и В.Г. Воропаев (53) 622.276/277(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1055866, кл. Е 21 В 47/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N9 203587, кл. Е 21 В 47/00, )967. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

РАЗРЕЗА СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения повышение достоверности идентификации разреза скважины по глубине за счет исключения погрешности, обусловленной наличием промысловой жид— кости в исследуемой пробе шлама. Для этого устройство содержит установленный над долотом 13 узел отбора пробы шлама, выполненный в виде сопла 14 с

1423731 установленной на его входе фильтрующей сеткой 15, обращенной к долоту, и камерой 16 подготовки пробы с установленными на ее входе и выходе об— жимными прокладками 18. Устройство имеет блок анализа, включающий установленную между источником 2 инфракрасного излучения и линзой 5 измерительную ленту (Л) 19, выполненную и3 материала, прозрачного в инфракрасной области спектра. Блок анализа имеет вторую Л 22, два приемника 3 и 4 ин— фракрасного излучения, вторую линзу

6, два оптических фильтра 7, 8 их привод 10, дифференциальный усилитель синхронизатор. Лента 19 движется!

Изобретение относится к измерительным промыслово †геофизическ ус;— ройствам и предназначено для выявле— нпя в разрезе скважины полезных ископаемых по инфракрасному спектрометрич .скому анализу бурового шлама в процессе бурения.

Целью изобретения является повыше— нае достоверности индентификации разреза скважины по глубине за счез исключения погрешности, обусловлен—

«.ой наличием промывочной жидкости в исследуемой пробе шлама.

Н» фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг.2 — функцио— нальная схема блока анализа.

Устройство для исследования разреза скважины в процессе бурения содержит корпус 1, размещенные в корпусе 1 блок анализа, включающий источник 2 и приемники 3, 4 инфракрасног о излучения, оптическую систему с лин— зами 5, 6, оптические фильтры 7, 8, модулятор 9 с приводом (двигателем

10, блок 11 преобразования и усиления сигналов, датчик 12 глубины, ус—

-.àí âëåHíüø над долотом 13 узел отбо— ра пробы шлама, выполненный в виде сопла 14 с установленной на его в:;оде фильтрующей сеткой 15, обращенной к долоту 13, и камерой 16 подготовки пробы с выходным каналом 17 и установленными на ее входе и выходе отжимными прокладками 18, установлен— прерывисто, прерывая движение по сигналам от синхронизатора для проведения анализа установленного участка

JI 19 с частицами шлама на всех используемых парах фильтров 7 и 8. Скорость движения Л 19 выбирают экспериментально. Проходя перед источником

2, Л 19 с внедрившимися частицами шлама подсушивается и частицы фиксируются линзой 5 на приемнике 3. На приемник 4 попадает излучение от источника, прошедшее через Л 22, линзу

6 и фильтр 8. Каждый фильтр 7 и 8 имеет полосы пропускания, соответствующие определяемым полезным ископае..ым. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

2 пую между источником 2 инфракрасного излучения и линзой 5 измерительную ленту !9, сатывающуюся в бобины 20 и

« а|атывающуюся на бобину 21 при помощи двигателя 10 и выполненную из материала, прозрачного в инфракрасной области спектра, причем нижний участок из:.1ерительной ленты 19 установлен в камере !6 подготовки пробы с !

О возможностью подачи в блок анализа, в который дополнительно введена идентичная измерител; ной ленте 19 закрепленная неп годви;.; о лента 22 формирования опорного оптического излучения, установленная параллельно измеритель»oË ленте 19 в одной с ней плоскости, второй идентичный приемник 4 инфракрасного излучения, вторая идентичная линза 6, второй идентичный опти20 ческий фильтр 8, привод 23 оптических фильтров 7, 8, дифференциальный усилитель 24, синхронизатор 25, причем лента 22 формирования опорного оптического излучения установлена ежду источником 2 инфракрасного излучения и второй линзой 6, выходы обоих приемников 3,4 подключены к входам дифференциального усилителя

24, выход которого подсоединен к вхо30 ду GJTDKa 11 преобразования сигналов, а синхронизатор 25 подключен к приводу 23 оптических фильтров, приводу измерительной ленты 19 и к датчику

12 глубины, ролик 26, Корпус 1 уст1423731 ройства размещен в колонне бурильных труб 27, находящиеся в скважине, заполненной жидкостью 28, и пересекающей пласты 29, и содержит также узел

30 передачи результатов измерений из

5 скважины в наземную регистрирующую аппаратуру (не показано), блок 31 преобразования сигналов, с выхода которого сигналы поступают на вход узла 30.

Устройство для исследования разреза скважины в процессе бурения работает следующим образом.

Колонна бурильных труб вместе с отсеком, в котором размещено скважинное устройство, опускается до забоя.

При спуске включено питание только датчика 12 глубины, который отсчитывает значение истинной глубины скважины. Под действием определенных условий в момент выхода на режим бурения бурового инструмента (например, вращение долота и т.п.) на забое включается питание источника (излу- 25 чателя) 2 (см. фиг.l), а затем с некоторой задержкой включается питание двигателя 10 и питание блока анализа. Поток промывочной жидкости 28 вымывает частицы разрушающихся горных Зп пород из зоны забоя, под напором которого частицы шлама, размером не более нескольких десятков микрон, проходят через фильтрующую сетку 15.

Более крупные частицы шлама при наклонном расположении фильтрующей сетки к потоку промывочной жидкости, а также под воздействием вибрации бурового инструмента при бурении смываются. Частицы шлама струей сопла 14 с силой внедряются в измерительную ленту 19 в камере 16 подготовки пробы. Не внедрившиеся частицы шлама потоком струи сопла выводятся через выходной канал 17 наружу. Измеритель- 45 ная лента 19 с внедрившимися частицами шлама при помощи двигателя 10 протягивается через прокладки 18, которые отжимают промывочную жидкость, герметизируя блок анализа. Проходя перед источником 2 излучения, измерительная лента 19 с внедрившимися частицами шлама подсушивается его теплом до момента, когда данный участок ленты не установится между излучателем 2 и оптической линзой 5. Инфракрасное излучение от источника 2 проходит через измерительную ленту 19 и частицы шлама фокусируются линзой 5 на приемник 3 инфракрасного излучения (в качестве которого может использоваться пироэлектрический приемник или болометр ). При этом поток излучения модулируется модулятором 9 и проходит через оптический фильтр 7.

На другой приемник 4 попадает инфракрасное излучение от источника 2, прошедшее через ленту 22 формирования опорного оптического излучения, линзу 6, модулятор 9 и оптический фильтр 8. Оптические фильтры 7 и 8 образуют пары фильтров, при этом каждая пара имеет соответствующие определяемым полезным ископаемым полосы пропускания. С приемников 3 и 4 электрические сигналы, пропорциональные пропусканию вещества измерительной ленты 19, шлама и вещества ленты 22 соответственно поступают на вход дифференциального усилителя 24 электронного блока ll (см. фиг.2). С помощью этого усилителя выделяется сигнал, пропорциональный пропусканию шлама на заданной фильтрами 7 и 8 полосе частот, исключая влияние сигнала, пропорционального пропусканию вещества лент 19 и 22. С выхода синхронизатора 25 через определенный интервал глубин, по приходу сигнала от датчика 12 глубины, поступает сигнал на узел 30 передачи, при этом в наземнрс регистрирующую аппаратуру с выхода блока 31 преобразования передается информация о глубине. Затем с выход» синхронизатора поступает сигнал на привод 23,с помощью которого устанавливается первая пара оптических фильтров 7 и 8. После этого по сигналу с выхода синхронизатора 25 узел 30 передает в наземную аппаратуру результат измерения первой полосы частот инфракрасного излучения. Далее по сигналам от синхронизатора устанавливается следующая пара фильтров

7 и 8 и после установки следующий результат измерения передается узлом

30 в наземную регистрирующую аппаратуру и т.д. Цикл измерения заканчивается после передачи результата измерения, полученного на последней пара оптических фильтров. По приходу следующего сигнала датчика 12 глубины на вход синхронизатора 25 цикл измерения повторяется. В наземной регистрирующей аппаратуре результаты измерения привязываются к значениям исправленных глубин. Измерительная

1423731 лента может двигаться прерывисто, прерывая движение по сигналам от синхронизатора 25 для проведения анализа установленного участка измери5 тельной ленты с частицами шлама на всех используемых парах оптических фильтров. Скорость движения измерительной ленты выбирается экспериментально. 10

B момент прекращения бурения (например, для наращивания колонны бурильных труб или для смены долота) питание скважинного устройства, кро»е датчика глубины, отключается.

Форм улан зобретени я

Устройство для исследования разреза скважины в процессе бурения, содержащее корпус, размещенные в корпусе блок анализа, включающий источник и приемник инфракрасного излучения, оптическую систему с линзой и фильтрами, модулятор с приводом, блок преобразования сигналов и датчик глубины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности идентификации разреза скважины

:,о глубине за счет исключения погрешности, обусловленной наличием промывочной жидкости в исследуемой пробе шл »», оно снабжено установленным над долотом узлом отбора пробы шлама, выполненным в виде сопла с установлен— ной на его входе фильтрующей сеткой, обращенной к долоту, и камерой под15

35 готовки пробы с установленными на ее входе и выходе отжимными прокладками, а в блок анализа введена установленная между источником инфракрасного излучения и линзой измерительная лента, выполненная из материала, прозрачного в инфракрасной области спектра, причем нижний участок измерительной ленты установлен в камере подготовки пробы с возможностью подачи в блок анализа.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, в блок анализа дополнительно введены идентичная измерительной ленте закрепленная неподвижно лента формирования опорного оптического излучения, установленная параллельно измерительной ленте в одной с ней плоскости, второй идентичный приемник инфракрасного излучения, вторая идентичная линза, второй идентичный оптический фильтр, привод оптических фильтров, дифференциальный усилитель и синхронизатор, причем лента формирования опорного оптического излучения установлена между источником инфракрасного излучения и второй линзой, выходы обоих приемников подключены к входам дифференциального усилителя, выход которого подсоединен к входу блока преобразования сигналов, а синхронизатор подключен к приводам оптических фильтров, измерительной ленты и к датчику глубины.

1423731

Заказ 4618/37

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В. Стрельченко

Редактор М. Бандура Техред A.Êðàâ÷óê КоРРектоР М. Максимишинец