Сигналы от дат»<а, усиленные и прсобразов)ииыс в изменение одного из параметров псрсчсиного тока, подводятся к электроду иа
lIB0;IIIp0B3HH0?I част?и трубы, находящейся в призабойиой части колонны труб, и металлу труб. С!)гнал, снятый с приемных электродов, ус iливастсл, дечодулирустся li подаетсл иа регистратор.
Один из недостатков аппаратуры или, точисс, канала свлзи — малая дальность деиствия.
13к, в низкоочиых разрезах максимальная глуб !на, с которой может быть передана информация, не превышает 2000 л. С учетом уровня помех на поверхности в зоне приемных электродов дальность действия оказывается еще меньше IKHI источник питания забгйной части аппаратуры должен обладать весьма большой мощностью.
Были предложены различные способы уменьшения величины помехи, однако и при этом дальность действия канала связи увеличll Iàñü несущественно.
Одним из принц)1)гиальных решений следует
10 с штать пр)гмененис системы разнесенных на
ОольшÎB раccTÎлн!)е точек прi!ëÎжсния пс(1сдаваемого сигнала. Передаваемый сигнал подводят к электроду на изолированной части трубы у забоя скваж!шы и металлу труб близко у
15 устья скважины через специальный кабель.
Кабель опуска)от после спуска инструмента и иаращива)от ступенчато пÎ мере увел)i÷cHèÿ
1 1уопиы с ива ж !!н ы T3K, чтооы между верхним коllцом кабе1Я и поверхностью максима.1ыlос
20 расстояние было меньше дальности действия канала связи.
Такое устройство позволяет в принципе реализовать аппаратуру для л)обой глубины.
Однако забойная часть аппаратуры должна
25 работать в условиях больших темпсратур и дл!)тельное время. Следовательно, измеритс Ibil 351 схех13 может Оь!ть сосТВВ.1ена TO:Iько
1)з электронных ламп, а полупроводники не моГ? Т ОЫТЬ ПРи мене?)ы. ДСЙ твительно, мстал,lO30 керамические лампы работоспособны 11pll тсм235681 пературах до 250 С, что позволяет .использовать их дая<е при глубинах скважины до
7000 л. Полупроводники же, даже кремниевые, не могут быть применены при температурах более 120- С.
Электронные лампы, кроме того, имеют сравнительно малый сроа< службы, «уже, чем полупроводник;1, выдер>кивают вибрации, иеизо е ж и ь1 е и р и 6 y p e H H H с к В а ж и и, гребу 10 т о о;1 ьшсй, чем полупроводники, мощности исто гника электрической энергии.
Использовать сухие элементы в забойной аппаратуре невозможно из-за рабочей температуры и, кроме того, их потребуется настолько много, что большую часть объема аппаратуры придется занять ими, Предлагается,использовать энергшо иротека1ощего по трубам глинистого раствора для привода автономного турбогенератора. Такой турбогенератор, как электромеханическая система, работающая в условиях протекающего глинистого раствора и при высокой температуре, очень HeHBge>«e», так как часто выходит из строя, понижая тем самым эффективность проведения скважин в процессе бурения .
Наиболее эффективным является применение в скважинной аппаратуре полупроводниковых приборо в и сухих элементов или аккумуляторов.
Целью изобретения является создание >сТройства для каротажа скважин, которое позволило бы увеличить дальность действия канала связи в процессе бурения и в котором оказалось бы возмо>кным применить полупроводники и сухие элементы. Суть предложения сводится к тому, что скважинная аппаратура, состоящая из источника питания, измерительной схемы и передающей части, располагается в верхней части колонны труб близко от устья скважины и кабелем соединяется с датчиком геофизических параметров, расположенным близко от забоя скважин.
На фиг. 1 изображено описываемое устройство и ра сположение его в колонне бурильных труб, общий вид; на фиг. 2 — шайба, удерживающая сква>кинный прибор на весу в колонне труб; на фиг. 3 — конструкция головки скважинного прибора; на фиг. 4 — муфтовое соединение кабеля с датчиками.
В нижней части колонны бурильных труб 1 находится призабойный патрубок 2, поверхность которого гюкрыта электроизоляционным
H износостойким материалам 8. На изолированной поверхности смонтированы электроды зонда А,Л>,N.
Близ устья скважины в бурильных труба.;
"монтирована шайба 4 с конусным отверстием.
Аппаратура скважинного прибора 5, соединенного через муфту б с кабелем 7, электрически контактирует с зондом через полумуфту 8 с тремя контактами и вторую полумуфту 9, смонтированную .на внутренней поверхности патрубка 2 и имеющую также три контакта, по1стоянно соединенных через люк 10 с электродами А,М,N. Полумуфта 9 заканчивается полой труooll 11 с отверстиями для прохождения глинистого раствора.
В полумуфте 9 имеется внутреннее сквозное отверстие до трубы 11, име1ощей боковые окна 12
В верхней части скважииного прибора,имеется элемент 13 для захвата и подъема вместе с кабелем и нижней полумуфтой в том случае, если иро030HIc;I прихват бурового инструмента и надо освободить полость бурильной трубы
10 ка 87 с тремя или большим числом контактов
65 для спуска прихватоопределителя или торпеды, а также для того, чтобы можно было извлечь прибор при вы: оде его из строя, не поднимая бурильного инструмента.
15 На поверхности располагаются приемны» электроды 14 и 15, избирагельчый усилитель и демодулятор 16 и регистрирующий или указывающий прибор 17. Протяжка диаграммной ленты регистратора в соответствии с проход20 кой бурового инструмента осуществляется так же, как в газокарота>кHblx станц11ях.
11а шайбе 4 предусмотрен выступ 18, с помощью которого QHB устанавливается .и удерживается между трубами. Внутренняя поверхность 19 отверстия выполнена конусной для направления прибора при спуске и для удержания его на весу.
В верхней части прибора на стержне 20 укреплен диск 21 с проходными отверстиями ч0 мея<ду ребрами 22, а выше диска 21 на стержневои части 28 расположены два конусныхэлемента 24 и 25. Конусные элементы предназначены для захвата их ловильным инструме нтом, спускаемым на тросе, и извлечения из труб сква>кириного,прибора, с кабелем и полумуфтой.
При спуске прибора с кабелем и полумуфтой 8 последняя должна войти в полумуфту 9, смонтированную в патрубке 2, несколы<о раньше, чем скважш<ный прибор 5 будет задержан
Броня кабеля 7 заправлена в ниппель 26, закрепленный на фонаре полумуфты 8. Фонарь выполнен из четырех П-образных сегментов 27, которые приварены в точках 28 к основе 29
45 полумуфты, Основа 29 и полая труба 11 выполнены из одного куска металла, и иа верхню1о часть трубы напрессована изоляционная втулка 80 с тремя или большим числом кольцевых контактов. Каждый контакт через npog0 водники 81 соединен с помощью соединительного элемента 82 с жилами кабеля 88, проходя щими внутри П-образных сегментов.
В трубе 11 имеются отверстия 84 для вытекания глинистого раствора и большие по раз55 меру окна 12 для прохождения крупных частиц, оказавшихся в глинистом растворе. В нижней части труба переходит в стержень, вокруг которого монтируется груз 85 из металла большого удельного веса, например свинца, Стер>кеиь трубы может иметь форму, удобную для подвески груза.
Полумуфта 9, смонтированная в патрубке 2, выполнена в виде металлической основы 86, внутри которой находится изоляционная втул235681
88. После установки полумуфты 9 в патрубке
2 конта,кты соединяются с датчиксм. Шайба 89 после установки втулки 87 скрепляется с основой 8б .
Для облегчения притирания и исключения утечек поверхност!1 изоляционных втулок 87 и
80, входящие в сопри косновеч ие, выполнены конуcíüâ!H, предпочтительно из резины.
Шайба 89 снабжена фигурным выступом для того, чтобы при прохо>кдении груза 85 последний не застревал в зоне шайбы и направлялся внутрь полумуфты 9. Более точная центровка осуществляется по мере прохождения полумуфты 8 с помощью конусных поверхностеи втулок 87 и 80.
После спуска прибора, когда произошло соединение полумуфт, надежность их электрического соединения еще недостаточна и возможны либо плохой контакт, либо утечки. При бурении же, прн протекании глинистого раствора последний создает в трубе 11 осевое усилие, которое прижимает изоляционные Втулки одна к другой, выдавливая глинистый раствор.
Подготовительные и производственные работы проводятся в следующем порядке.
При спуске бурового инструмента после долота илн турбобура наворачивают патрубок со смонтированньп|и на нем датчиками (зондом) и муфтой, электрические контакты которой соединены с датчиком. Далее, после спуска инструмента до забоя, перед последней свечой илн последними свечами, длина которых не превышает дальности уверенного приема сигналов, между свечами уклады вают шайбу и спускают кабель с муфтой на нижнем конце и скважинным прибором на верхнем. Длина кабеля дол>кна быть на несколько метров больше, чем расстояние между муфтой датчиков и шайбой.
При спуске кабеля его муфта соед!шяется с муфтои датчиков, 3 скВаж||ннв! и пp!! Оор пОВIIсает на шайбе.
Затем наращивают остальную часть труб и квадрат. В процессе бурения от скважинного прибора к токово»у электроду зонда подается переменный ток. Снятый с измерительных электродов зонда сигнал, пропорциональный параметру пласта, также через кабель передается к скважинио|му прибору, где пропорционально своей величи!Не модулирует один нз параметров переменного тока токового электрода. От электрического поля между токовым электродом зонда и местом крепления скважинного прибора на поверхности между устьем скважины и удаленным электродом появляется на!|ря>кение, один из параметров которого модулирован измеряемой величиной, Принятый на поверхности сигнал усиливается, демодулирустся и записывается характеристика пласта в Виде кривой функции глубины, Преимуществами предлагаемого устройства являются следующие: проведение геофизичсcl(Hx исследований сверхглубоких скважин В процессе их бурения в л!обых разрезах (низкоомных и Bblcol 003IHblx); облегчение режима работы сква>кинной аппаратуры (малые давления и температуры); применение полупроводников и сухих источников электроэнерпш;
ocвобождение внутренней полости колонны бурильных труб при проведении работ, связанных с ликв!!дацией прихвата инструмента; из. влечение прибора из скважин без подъема инструмента для оперативного ремонта или замены его.
Есть еще одно важное преимущес7во такой аппаратуры сравнительно с ранее предложенными.
В устройствах, в которых скважинный прибор находится в призабойной части колонны труб, для передачи информаций даже при средних глубинах частота тока передачи должна быть очень низкой (5 — 10 г!!), из-за этого объем передаваемой информации очсHb неве.7ик. 11изкая частота тока передачи определяется тем, что с ростом частоты значительно возраста!От затл,ания,,в1.!зва|!|!ые скин-эффектом.
Если же длина колонны тр ;б невелика, то для передачи может быть использован ток большой частоты (до сотен герц). При этом облегчается возможность создания многоканальной телеснстемы.
11редлагаемое устройство может быть легко приспособлено для измерения нескольких геофизических параметров.
Предмет изобретения
1. Устройство для гесфизического исследования скважин в процессе бурения, передающее информацию из скважин по колонне бурильHblx труб, состоящее нз скважинной части, соДЕРЖЯЩЕЙ Сl ва>КИННЫ|! СНВ РЯД С ИСТО 1Н11КОМ питания, измерительной и передающей аппаратурой, датчики и первый электрод передачи, смонтированные на изолированной поверхности призабойного патрубка, полумуфту, смонтированну|0 на Внутренней поверхности призабойного патрубка, контакты которой связаны с датчиками и электродом передачи, и второй электрод передачи, выполненный в виде шайбы с конусным отверстием и закрепленный близ устья скВажины, а также наземной Iасти, содержащей приемные электроды !I аппаратуру для избирательного приема и регистраш!и передаваемcй IHHôÎрмации, от.!!!чп!Оцееся тем, что, с целью улучшения условий работы аппаратуры скважинного счаряда и обеспечения
Возможности проведения геофизических исслсДОВЯНИЙ В Г,7> ООКИХ И СВЕРХI. 00! ИХ С| ВВЖИнах, в нем скважинный снаряд имеет приспособление для зависания на шайбе второго электрода передачи и связан с датчиками и первым электродом переда и: с помощью мно-! 0:ки 7bHO I 0 каротажного набе.7я, смонтирована конусная .полумуфта, входящая в отверстие полумуфты, смонтированной на патрубке.
235681
1 фиг 4
Со.глиитсли 3. Тврехова 1скрсд Т. !1. Курнлко
Рсгп)к) ор Б. С. Нанкина
Коррсктор 3. И. Тарасова
Закал 800 !1 Тираж 480 11одггиснос
Ц!1И11!11(lgoi)JIITcl ; ио дслл, II30()!)cTclllfll и огкрипиш ири Совсгс З!ииисгров СССР, !осквг), 1!ситр, ир. Ссровл,;l. 4
Тило-рл)г)ия, ир. Сануliol)l), 2
2. Устройство по и. 1, от.гичпгощееся тем, что полумуфта, смонтированная на кабеле,.выполнена B виде усеченного конуса пз изоляционного материала, на поверхности которого расположены контакты, и имеет внутреннес отверстие для прохождения г:пгппстсго раствора, а полумуфта, смонтированная на патрубкс, выполнена в,в;Iäñ метал.111ческого JIJICIJ:Ilä!)à с впрессованной внутрь втулкой из изоляцпонного материала, па внутренней конусной по верхно" I и которой располагаются контакты.
3. У.Tðойство по пп. 1 и 2, от.гичагощееся тем, гг, с целью осуществления плотного
5 прижима обеих полумуфт в скважине, полумуфта, смонтированная на кабеле, имеет пологий цилиндр, на боковой поверхности которого выполне ггы отверстия для протока бурового раствора.
