Устройство для проведения геоаккустического каротажа в газовых скважинах



Владельцы патента RU 2565379:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Устройство относится к геофизике, в частности геофизическим исследованиям газовых скважин. Устройство содержит в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления. Кроме того, в устройство дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора. При этом управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к геофизике и применяется для измерения 3-х составляющих вектора вибрации в скважине, обусловленной движением газа. Есть газовые месторождения в скважинах, в которых содержится большое количество ядовитого газа - сероводорода, смешанного с основным добываемым продуктом. Броня каротажного кабеля имеет неровную, шершавую поверхность, поэтому невозможна хорошая герметизация выходного отверстия превентора, установленного на устье скважины. Это может привести к выходу сероводорода из скважины и отравлению окружающей среды и персонала, проводящего каротаж. Поэтому спускоподъемная операция на таких скважинах производится на специальной проволоке, имеющей малый диаметр и ровную поверхность. По проволоке невозможно подать питание на скважинный прибор и снять полученную информацию. В таких приборах, работающих на проволоке, используется и автономное питание, и регистратор (блок памяти), расположенные в скважинном приборе.

Проведение измерений с автономными приборами занимает относительно большое время, обычно при высокой температуре без возможности контролировать получаемую информацию в процессе каротажа, поэтому необходимо применять специальные меры для получения достоверной информации.

Известно устройство [1], содержащее расположенный в скважинном приборе датчик вибрации (пьезодатчик), усилитель и наземный пульт. Недостатком этого устройства является то, что оно не может измерять три компоненты вектора вибрации. Кроме того не может работать в автономном режиме на проволоке.

Известно устройство [2], содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутаторы, частотно-импульсный модулятор и наземный пульт. К недостаткам прибора можно отнести то, что в нем осуществляется двойное преобразование измеряемого сигнала. Сначала в частотно-модулированный сигнал, а затем на поверхности в двоичный код. Это целесообразно при использовании кабельной связи, но для автономных приборов это неприемлемо, так как существенно усложняет прибор.

Наиболее близким техническим решением является аппаратура [3], содержащая в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутаторы, усилитель сигналов, блок фильтров, аналого-цифровой преобразователь, блок управления.

К недостаткам прибора можно отнести то, что в процессе каротажа не проверяется коэффициент передачи усилителя, фильтров и АЦП, что недопустимо для скважииного прибора. Работоспособность прибора проверяется при движении скважинного прибора трущегося о стенку скважины, что создает вибрацию. Для правильной работы датчиков геоакустических сигналов усилитель должен иметь очень большое входное сопротивление. При больших температурах первый коммутатор, выполненный на микросхемах, работающий на высокое сопротивление усилителя, может вносить существенную ошибку из-за изменения его сопротивления в закрытом состоянии.

Устройство для проведения геоакустического каротажа в газовых скважинах, содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, а управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит:

1, 2, 3 - датчик геоакустических сигналов,

4 - трехчастотный генератор калибровки,

5, 6, 7 - повторители напряжения,

8 - первый коммутатор,

9 - усилитель,

10 - блок полосовых фильтров и выпрямителей,

11 - второй коммутатор,

12 - аналого-цифровой преобразователь,

13 - блок памяти,

14 - блок управления,

15 - таймер включения,

16 - блок питания.

Работает устройство следующим образом. Устройство работает с временным разделением каналов. После спуска скважинного прибора на заданную глубину через определенный интервал времени таймер 15 инициализирует работы блока управления 14. Первый коммутатор 8 поочередно подключает датчики геоакустических сигналов 1, 2, 3 через повторители напряжения 5, 6, 7, а также трехчастотный генератор калибровки 4 ко входу усилителя 9. При этом входное сопротивление усилителя 9 составляет единицы килоом, что позволяет исключить погрешности, вносимые первым коммутатором 9, выполненным на микросхемах при высоких температурах.

Выходное напряжение усилителя 9 поступает на вход блока полосовых фильтров и выпрямителей 10 и далее на входы второго коммутатора 11, выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 12. Цикл работы второго коммутатора 11 состоит из 12 тактов. Блок 10 содержит 3 полосовых фильтра и выпрямитель на выходе каждого фильтра. В первые три такта работы коммутатора 11 ко входу усилителя подключен первый датчик геоакустических сигналов 1. На вход аналого-цифрового преобразователя 12 поступают выпрямленные сигналы в трех полосах частот, которые преобразуются блоком 11 и регистрируются блоком памяти 13. В такты 4-9 подключаются поочередно 2-й и 3-й датчики геоакустических сигналов, напряжение с которых также регистрируется в трех полосах частот. В 10-12 такте блок управления 14 переключает частоту генератора калибровки 4 в соответствии с полосами фильтров 10, и калибровочные сигналы также оцифровываются блоком 12 и регистрируются блоком 13.

После регистрации двенадцати параметров скважинный прибор перемещается на другую точку и цикл измерений повторяется.

В заключение можно сказать то, что применение после датчиков геоакустических сигналов повторителей напряжения с высоким входным сопротивлением и малым выходным позволяет существенно снизить ошибку, при высоких температурах вносимую коммутатором, выполненным на микросхемах, за счет возможности применения усилителя следующего за ним, с достаточно низким входным сопротивлением.

Применение 3-частотного генератора калибровки позволяет тестировать измерительную и цифровую часть устройства во всем измеренном диапазоне частот, что позволяет повысить точность измерений.

Источники информации

1. Малкин З.М., Лашневич Л.С. Скважинный спектральный шумомер. Труды Московского института нефтехимической и газовой промышленности. 1984 г., №188.

2. Астраханцев Ю.Г., Троянов А.К. Устройство для проведения геоакустического каротажа. Патент РФ №2445653 G01V 11/00.

3. Астраханцев Ю.Г., Троянов А.К. Устройство для измерения геоакустических шумов в скважине. Патент РФ №2123711 G01V 1/40.

Устройство для проведения геоакустического каротажа в газовых скважинах, содержащее в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора, а управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и горного дела и может быть использовано в процессе осуществления буровых работ. Согласно общему аспекту заявленного предложения телеметрический прибор с гидроимпульсным каналом связи используют в бурильной колонне, которая содержит буровой раствор, протекающий внутри.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения характеристик буровой скважины для проведения операции бурения. Заявлены способы и системы для сбора, получения и отображения индекса азимутальной хрупкости буровой скважины.
В заявке описан акустический излучатель, содержащий акустическую диафрагму, предназначенную для передачи акустических волн в среду, узел пьезоэлектрического актюатора, деформируемого в осевом направлении под действием приложенного электрического сигнала, и упругий материал с высокой степенью несжимаемости, расположенный между пьезоэлектрическим актюатором и акустической диафрагмой и предназначенный для передачи волн давления на акустическую диафрагму в результате движения пьезоэлектрического актюатора.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных мероприятий. Заявлен способ скважинной сейсморазведки, заключающийся в возбуждении упругих колебаний каким-либо источником, устанавливаемым в приповерхностной зоне, и регистрации сейсмических колебаний.

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при каротажных работах. Сущность: устройство содержит следующие элементы: датчики (1-3) геоакустических сигналов, первый коммутатор (4), первый усилитель (5), блок фильтров (6), блок выпрямителей (7), второй коммутатор (8), аналого-цифровой преобразователь (9), блок (10) передачи цифрового сигнала, датчик (11) магнитной восприимчивости, измерительная схема (12) магнитометра, аналоговые запоминающие устройства (13, 14), вычитающий усилитель (15), генератор (16) прямоугольного напряжения, ферритовая антенна (17), третий коммутатор (18), три конденсатора (19), второй усилитель (20), смеситель (21), фильтр нижних частот (22), переключаемый генератор (23), выпрямитель (24), блок (25) управления, блок (26) питания.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения свойств горных пород в процессе акустического каротажа. Акустическое каротажное устройство содержит по меньшей мере один излучатель и по меньшей мере два приемника, причем приемники расположены в точках с разными азимутальными координатами и выполнены с возможностью проведения измерений волнового поля в точках, расположенных на разных расстояниях от вертикальной оси устройства.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп.

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора.

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному изобретению обеспечивается моделирование реального акустического волнового сигнала и полное дистанционное тестирование прибора акустического каротажа в полевых условиях путем разложения входного акустического волнового сигнала на спектральные составляющие и сравнение полученной спектральной характеристики с эталонной спектральной характеристикой.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. В корпусе зонда размещена подвижная кассета, внутри которой размещены датчики, электродвигатель, редуктор и винтопара. В месте расположения датчиков кассета имеет прорези, через которые датчики жестко прижимаются сухариками к стенке скважины. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения информации о подземной формации. В некоторых вариантах осуществления способ получения информации о по меньшей мере одной переменной, существующей при целевом местоположении в стволе подземной скважины и/или окружающей подземной формации, включает в себя этапы, на которых доставляют множество генерирующих сигнал устройств в целевое местоположение(я), излучают по меньшей мере один детектируемый сигнал из целевого местоположения и принимают по меньшей мере один такой сигнал. Информация о переменной(ых) извлечена из по меньшей мере некоторых из принятых сигналов. Технический результат - повышение точности скважинных данных. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики шумового акустического сигнала, излучаемого в массив. Способ включает возбуждение в скважине акустического сигнала и прием его после прохождения исследуемого участка околоскважинного массива в двух точках, расположенных симметрично выше и ниже точки излучения, измерении и совместной обработке параметров принятых сигналов. При этом возбуждают сигнал в виде стационарного случайного шума со средним равным нулю. Осуществляют его прием в точках, лежащих от точки излучения на расстоянии, не превышающем 0,3 радиуса корреляции излученного сигнала в ненарушенной горной породе. Измеряют коэффициент взаимной корреляции сигналов в точках приема и интервалы автокорреляции этих сигналов. При этом по коэффициенту взаимной корреляции судят о наличии и степени трещиноватости околоскважинного массива между точками приема, а по соотношению измеренных интервалов корреляции судят о расположении трещиноватой зоны относительно точки приема. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 6 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе геофизических исследований скважин. Согласно заявленному способу в скважине размещают с возможностью перемещения акустический каротажный прибор, содержащий по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов и по меньшей мере один приемник. На каждом шаге акустического каротажа перед проведением измерений определяют положение акустического каротажного прибора в скважине и/или форму скважины. Определяют необходимое направление для испускания направленного акустического сигнала и вычисляют угол поворота источника вокруг оси прибора для обеспечения необходимого направления. Осуществляют поворот источника направленных акустических сигналов на вычисленный угол и осуществляют акустические измерения. Технический результат - повышение качества каротажных данных. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при обработке сейсмических данных. Предложен способ определения параметров анизотропии, который включает предоставление информации о медленности продольной и поперечной волны в однородном, анизотропном пласте в наклонной скважине с углом наклона больше чем 40 градусов и меньше чем 90 градусов, как определено трансверсальной изотропией с вертикальной осью симметрии (VTI), предоставление зависимости между нормальной и тангенциальной податливостью, и, исходя из этих данных и зависимости, выдачу модели для подсчета значения параметров анизотропии (например, α0, ε, δ), которые характеризуют однородный, анизотропный пласт (например, вдоль скважины под углом 90 градусов). Различные другие устройства, системы, способы, т.д. также раскрыты в данной заявке. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к определению области распространения, размеров и геометрии трещин и систем трещин, образовавшихся в результате гидроразрыва пласта, конкретно относится к способу и устройству для создания микросейсмических событий внутри трещин и систем трещин. Технический результат заключается в повышении точности и безопасности определения размеров и геометрии трещин гидроразрыва. Способ картирования трещин в пределах углеводородсодержащей зоны подземного пласта, через которую проходит скважина в первом варианте содержит закачивание группы частиц центров присоединения в трещины подземного пласта. Выборочное присоединение первых реакционноспособных частиц к частицам центров присоединения. Закачивание группы первых реакционноспособных частиц в трещины. Закачивание группы вторых реакционноспособных частиц в трещины после закачивания первых реакционноспособных частиц. Вызывание в трещинах группы реакций с участием группы первых и вторых реакционноспособных частиц. Создание группы микросейсмических событий в результате реакций. Во втором варианте способ содержит закачивание группы первых реакционноспособных частиц в трещины зоны подземного пласта, закачивание группы вторых реакционноспособных частиц в трещину после закачивания первых реакционноспособных частиц. Избирательное присоединение вторых реакционноспособных частиц к первым реакционноспособным частицам. Вызывание в трещинах группы реакций с участием группы первых и вторых реакционноспособных частиц и создание группы микросейсмических событий в результате реакций. В третьем варианте способ содержит закачивание группы реакционноспособных частиц в трещины зоны подземного пласта. Причем каждая реакционноспособная частица содержит по меньшей мере два материала, изначально разделенные перегородкой. Удаление перегородки и создание группы микросейсмических событий в местах расположения в трещинах реакционноспособных частиц посредством реакции между по меньшей мере двумя материалами. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе акустического каротажа в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Заявлен изолятор прибора акустического каротажа в процессе бурения, который содержит несущую трубу из стеклопластика со стальными окончаниями, размещенную между блоками излучателя и приемной антенны. В полости несущей трубы размещен охранный кожух с образованием кольцевого канала для бурового раствора, а внутри охранного кожуха размещены транзитные провода. Окончания кожуха выполнены с выступающими частями для фиксации в стальных окончаниях несущей трубы и содержат электрические соединители. Стальные окончания выполнены с коническими метрическими либо замковыми резьбами. Охранный кожух выполнен из стеклопластика со стальными окончаниями, в котором размещена тонкостенная пластиковая трубка для транзитных проводов, выполненная с акустической развязкой от охранного кожуха, в кольцевой полости которого находится поглотитель упругих колебаний. Поглотитель упругих колебаний выполнен заливкой силиконовой резиной с порошком тяжелого металла либо составлен из чередующихся металлических шайб и шайб из силиконовой резины с порошком тяжелых металлов и металлическими шариками либо роликами. Шайбы из силиконовой резины с порошком тяжелых металлов реализованы четвертьволновой длины для основной частоты монопольного излучения, а электрические соединители выполнены вращательного либо беспроводного типа. Технический результат - повышение прочностных свойств акустического изолятора и существенная фильтрация упругих колебаний прохождения по корпусу. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному предложению предложен изолятор автономного прибора акустического каротажа, содержащий наружный несущий корпус, выполненный из стеклопластиковой трубы со стальными окончаниями, а также поглотитель упругих колебаний, состоящий из чередующихся элементов с контрастным волновым сопротивлением в виде резиновых и металлических шайб. Причем резиновые шайбы содержат мелкозернистый порошок тяжелых металлов и включают крупные шарики либо ролики из тяжелого металла, расположенные равномерно по окружности в каждой шайбе. Дополнительно введена внутренняя стальная труба, отверстие которой служит сквозным каналом для промывочной жидкости, а в герметизированном от внешней среды кольцевом пространстве между наружной и внутренней трубами, заполненном кремнийорганической жидкостью, размещен поглотитель упругих колебаний из резиновых и металлических шайб. Узлы стыковки выполнены в виде переходных головок, которые акустически развязаны от внутренней трубы и реализованы с возможностью продольного перемещения без вращения. Причем установлен компенсатор наружного давления и температурного изменения объема кремнийорганической жидкости. Кроме того, поглотитель упругих колебаний из резиновых и металлических шайб поджимается и фиксируется с обеих сторон с помощью металлических втулок для создания необходимого контакта резиновых шайб с наружной и внутренней трубами. Резиновые шайбы выполнены толщиной, равной четверти длины волны для основной частоты монопольного излучения либо равной четверти длины волны для набора частот, соответствующего диапазону частот монопольного излучения, кроме того, резиновые шайбы выполнены с заданным волновым сопротивлением из силиконовой резины малой вязкости. На наружной поверхности внутренней трубы выполнены продольные пазы для транзитных проводов, которые закрыты тонкостенной защитной гильзой для предотвращения деформации резиновых шайб в пазы при поджатии поглотителя и защиты транзитных проводов. В переходных головках установлены один или несколько гермовводов с необходимым количеством контактов, обеспечивающих герметизацию полости изолятора и электрическое соединение, как внутри изолятора с транзитными проводами, так и со стыкуемыми блоками, а также дополнительно размещены электрические соединители негерметичного типа для стыковки с блоками излучателей и приемной антенны. Компенсатор наружного давления и температурного изменения объема кремнийорганической жидкости реализован с упругой мембраной либо поршнем. Технический результат - повышение акустической эффективности изолятора при высокой прочности конструкции за счет разгрузки несущей трубы посредством заполнения внутренней полости кремнийорганической жидкостью. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе сейсмических исследований. Предложено скважинное размещение оптического волокна для сейсмических исследований. Реализации данного изложения изобретения могут включать способы размещения датчика, распределенного по смотанному оптоволокну, в скважине, интегрированному в балласте или грузе для сейсмического оптического зонда для размещения легкого одноразового оптоволоконного кабеля напротив стенок скважины с помощью силы тяжести. Способ может также включать распределенный по размотанному оптоволокну датчик и использование оптоволокна в качестве распределенного сейсмического приемника. После размещения оптоволоконного распределенного датчика в соответствии со способами настоящего изобретения данные могут быть получены и обработаны различными методами. Технический результат – повышение информативности измерений с одновременным упрощением процесса исследований. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Приведенный в качестве иллюстрации геофон с настраиваемой резонансной частотой содержит первый индуктивный узел, включающий в себя катушку индуктивности с установленным в ней первым магнитом, причем первый магнит и первая катушка индуктивности выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга, и второй индуктивный узел, включающий в себя вторую катушку индуктивности с установленным в ней вторым магнитом, причем второй магнит и вторая катушка индуктивности выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга. Элемент связи соединяет выполненный с возможностью перемещения элемент первого индуктивного узла с выполненным с возможностью перемещения элементом второго индуктивного узла. В первом индуктивном узле используется регулируемое демпфирование для изменения резонансной частоты второго индуктивного узла. Технический результат – повышение точности получаемых данных. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-10-20 2015-10-19T22:39:39
Наверх