SU1332248A1 - Устройство дл каротажа скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс , к области геофизических исследований взрывных скважин. Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности электропитани  устройства дл  каротажа скважин и точности прив зки измер емого параметра к глубине скважины. Благодар  зубчатой передаче, с.оедин ю- щей генератор электроэнергии с перфорированной лентой, установленной в скважине, движение прибора происходит одновременно с вращением генератора электроэнергии, нагрузкой ко торого  вл етс  стабилизатор напр жени , питающий блок прибора, работающие при движении. Отверсти  на ленте соответствуют меткам глубины. Датчик меток глубины выдает импульсы, поступающие в блок сжати  цифровых данных, счетчик меток глубины и формирователь запускаюгцих импульсов, который запускает.генератор зондирующих импульсов,  вл ющийс  основной нагрузкой дл  генератора электроэнергии и создакшщй отрицательную обратную св зь, стабилизирующую скорость перемещени  прибора. Датчик измер емого параметра принимает сигналы и подает на преобразователь электри- ческих сигналов в цифровые данные, которые поступают в блок сжати , где сравниваютс  с предыдущим значением параметра и по сигналу с датчика меток занос тс  в блок пам ти одновременно с кодом, наход щимс  в счетчике меток глубины. Лента размещаетс  на катушке, установленной в приборе и имеющей тормозное устройство, а генератор приводитс  во вращение катушкой через редуктор. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л со

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  каротажа вертикальных взрывных скважин с целью построени  прочностных характеристик слагающих сква- g живу пород и определени  границ между сло ми горных пород при отсутствии телеметрического канала св зи.

Цель изо.бретени  - повьшение экономичности электропитани  и точности 10 прив зки измер емого параметра к глубине скважины.

На чертеже приведена схема устройства ..

В устройстве датчик 1 меток глу- . 15 бины имеет контакт с металлической лентой 2 и выходом подключен к входу формировател  3 запускающих импульсов ,, счетчика 4 меток глубины, блока 5 управлени  и блока 6 сжати  циф- 20 ровых данных. Металлическа  лeнfa 2 через перфорационные отверсти  с зубчатым колесом 7, которое укреплено на входном валу редуктора 8, имеюУстройство работает следующим об разом.

Скважинный прибор опускаетс  в скважине под действием силы т жести и датчик 1 меток при прохождении пе форационных отверстий мимо датчика выдает импульсы, которые поступают на вход формировател  3 и блока 5 управлени , а счетчик 4 считает количество импульсов таким образом, ч в нем всегда, находитс  число, соот- ветствующеее глубине нахождени  скважинного прибора в данньй момент времени. Формирователь 3 запускает генератор 11 с частотой, соответствующей частоте меток глубины. Генератор 11 возбуждает излучатель 12, который облучает стенку скважины ультразвуковым импульсом, а отражен ный сигнал принимаетс  приемником 1 и усиливаетс  усилителем 15. Усилен ный сигнал поступает на вход преобразовател  16, где преобразуетс  в

щего тормозное устройство с электри- 25 цифровой код, который йоступает на

ческим приводом. Колесо 7 и редуктор 8 образуют механическую зубчатую передачу. Выходной вал редуктора 8 соединен с генератором 9 электроэнергии , вьгходные клеммы которого подключены к входу стабилизатора 10 .напр жени . Формирователь 3 выходом подключен к входу генератора 11 зондирующих импульсов, подключенного к пьезоэлектрическому излучателю 12. Датчик скважинного параметра 13 содержит пьезоэлектрический приемник 14, подключенный к входу усилител  15, выход которого соединен с входом преобразовател  16 электрических сигналов в цифровые данные. Преобразователь 16 выходом подклю- чен к входу -арифметическо-логического устройства 17 блока 6 сжати , которое соединено с блоком 5 управлени  и выходом подключено к блоку 18 пам ти , соединенному с выходом блока 5 и с выходом счетчика 4. Блок 5 уп- , равлени  подключен к входу импульсного усилител  19, выходом соединенного с электрическим приводом тормозного устройства. Блок 20 электропитани  подключен к блоку 5, устройству 17, счетчику 4 и блоку 18 пам ти .. Стабилизатор 10 подключен к дат- . чику 1, формирователю 3, генератору 11, усилителю 15,1 преобразователю 16, устройству 17, блоку 5 и усилите-,-. лю 19.

30

35

40

45

50

55

вход арифметическо-логического уст ройства 17 .При поступлении импульса.с датчика 1 на вход блока 5 управлени  он вьщает команду устройству 17 на сравнение кода, наход щегос  на вхо дах устройства 17, с кодом, соответ ствующим предьщущему значению скважинного параметра и хран щимс  в оп ративном запоминающем устройстве (ОЗУ) устройства 17. В соответстви с з.аданным алгоритмом сравнени  уст ройство 17 выдает в блок 5 управлен импульс, по которому блок 5 заносит значение скважинного параметра в блок 18 пам ти и одновременно заносит со счетчика 4 код, соответствую щий глубине нахождени  прибора в скважине, т.е. глубине замеренного значени  скв ажинного параметра. При опускании пр ибора в. скважину зубчатое колесо 7 приходит во вращение за счет св зи колеса 7 с перфора- 1ЩОННЫМИ отверсти ми ленты, это вра щение через редуктор передаетс  ген ратору 9, который в результате выра батывает электроэнергию дл  питани  отдельных блоков прибора, что позвол ет питать от блока 20 минимальн необходимое число блоков (блоки 6 и 18 и счетчик 4).

При современной микроэлектронной базе основным потребителем электроэнергии в приборе  вл етс  генератор 11, мощность потреблени  которо

Устройство работает следующим образом .I

Скважинный прибор опускаетс  в скважине под действием силы т жести и датчик 1 меток при прохождении перфорационных отверстий мимо датчика 1 выдает импульсы, которые поступают на вход формировател  3 и блока 5 управлени , а счетчик 4 считает количество импульсов таким образом, что в нем всегда, находитс  число, соот- ветствующеее глубине нахождени  скважинного прибора в данньй момент времени. Формирователь 3 запускает генератор 11 с частотой, соответствующей частоте меток глубины. Генератор 11 возбуждает излучатель 12, который облучает стенку скважины ультразвуковым импульсом, а отраженный сигнал принимаетс  приемником 14 и усиливаетс  усилителем 15. Усиленный сигнал поступает на вход преобразовател  16, где преобразуетс  в :

цифровой код, который йоступает на

0

5

0

5

0

5

вход арифметическо-логического устройства 17 .При поступлении импульса.с датчика 1 на вход блока 5 управлени  он вьщает команду устройству 17 на . сравнение кода, наход щегос  на входах устройства 17, с кодом, соответствующим предьщущему значению скважинного параметра и хран щимс  в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) устройства 17. В соответствии с з.аданным алгоритмом сравнени  устройство 17 выдает в блок 5 управлени  импульс, по которому блок 5 заносит значение скважинного параметра в блок 18 пам ти и одновременно заносит со счетчика 4 код, соответствующий глубине нахождени  прибора в скважине, т.е. глубине замеренного значени  скв ажинного параметра. При опускании пр ибора в. скважину зубчатое колесо 7 приходит во вращение за счет св зи колеса 7 с перфора- 1ЩОННЫМИ отверсти ми ленты, это вращение через редуктор передаетс  генератору 9, который в результате вырабатывает электроэнергию дл  питани  отдельных блоков прибора, что позвол ет питать от блока 20 минимально необходимое число блоков (блоки 6 и 18 и счетчик 4).

При современной микроэлектронной базе основным потребителем электроэнергии в приборе  вл етс  генератор 11, мощность потреблени  которого

10

15

зависит от частоты запускающих импульсов , т.е. от скорости опускани  прибора. Электрическа  нагрузка на генератор 9 тормозит его вращение, т.е. тормозит опускание прибора, и при увеличении нагрузки уменьшаетс  скорость опускани , а при уменьшении нагрузки, наоборот, скорость растет . Таким образом, при увеличении (замедлении) скорости опускани , величиваетс  частота отметок глубины , что приводит к увеличению

(уменьшению) частоты запускающих мпульсов и, следовательно, к возастанию (уменьшению) нагрузки на генератор, а. это уменьшает (увелиивает ) скорость опускани , т.е. олучают отрицательную обратную св зь,

направленную на стабилизацию скорости 20 опускани  прибора в скважину. Замедение скорости опускани  возможно в езультате возрастани  трени  прибора о стенки скважины, обратна  св зь в этом случае уменьшает нагрузку на генератору и скорость остаетс  посто нной . Стабилизатор 10 напр жени  стабилизирует напр жение на нагрузке при колебани х скорости и при этом от стабилизатора питаютс  только те блоки, которые работают практически только при движении прибора, что позвол ет использоват блок 20 электропитани  меньшей мощности, чем при питании .всего прибора от.блока 20. Блок 6 сжати  питаетс  и от генератора , и от блока 20, что необходимо при остановке прибора, так как в этом случае напр жение на выходе генератора падает до нул  и блок 6 сжати  питаетс  от блока-20. Усилитель

19 имеет накопительную емкость, котора , зар жаетс  при работе, а при остановке прибора по сигналу с блока управлени  эта емкость разр жаетс  и через пр.ивод включает тормозное устойство в редукторе 8. После включени  тормоза в редукторе 8 зубчатое колесо 7 не вращаетс , что дает возможность при извлечении ленты из скважины извлечь и скважинный прибор Использование устройства по такой схеме требует при эксплуатации перед опусканием прибора в скважину опускать в нее ленту, что снижает лроиз- водительность. Исключить операцию опускани  ленты в скйажину можно, если ленту разместить на катушке, становленной в приборе. В этом

25

30

40

35

45

50

55

10

15

,

20

3322484

случае при опускании прибора происходит как бы одновременно и опуска- ние ленты в скважину. При установке катушки с лентой в приборе тормозное устройство лучше- устанавливать на катушке, тлк как при таком торможении на разрыв работает вс  рабоча  ширина ленты 2, а при торможении зубчатым колесом 7-на. разрыв работает только часть ленты, где находитс  перфораци , что снижает на- грузочную способность ленты. Разме- щение катушки в приборе позвол ет приводить во вращение генератор 9 через редуктор непосредственно от катушки, что упрощает изготовление приборами лента может быть не-металлической , при этом на ленту нанос т только метки глубины.

Техническим преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  повышение ресурса работы блока электропитани  за счет питани  блоков при- 25 бора, работающих при движении прибора по сквалмне, от генератора, преобразующего кинетическую энергию падени  прибора в скважине в электрическую .

Кроме того, использование перфорированной ленты с метками глубины позвол ет повысить точность прив зки измер емого параметра .к глубине скважины .

30

Claims (3)

1. Устройство дл  каротажа скважин, состо щее из с;кважинного прибора, содержащего излучатель, генератор зондирующих импульсов, датчик скважин- ного параметра, выход которого подключен к входу преобразовател  электрических сигналов в цифровые данные, блок сжати  цифровых данных, содержащий блок управлени  и арифметическо- логическое устройство, соединенное с блоком управлени  и подключенное входом к выходу преобразовател  электрических сигналов в цифровые данные, а -выходом - к входу блока пам ти, и блок электропитани , подключенный к блоку пам ти и блоку сжати  цифровых данных, о т л и ч а- щ е е с   тем, что, с целью по- , вышени  экономичности электропитани  повышени  точности прив зки изме емого параметра к глубине скважины, кважинный прибор снабжен генерато

ром электроэнергии, соединенным через механическую зубчатую передачу, имеющую тормозное устройство и электрический привод,-с перфорированной лентой , отверсти .которой  вл ютс  мет ками глубины, датчиком меток глубины, выход которого соединен с входом счетчики меток глубины, формировател  запускающих импульсов и блока управлени , одним выходом подключенного к управл ющему входу блока пам ти, а другим - к входу импульсного усилител , соединенного выходом с электрическим приводом тормозного устройства , счетчик меток глубины выходами соединен с входами блока пам ти, а формирователь запускакнцих импульсов выходом подключен к входу генератора зондирующих импульсов, соединенному выходом с излучателем, а выход генератора электроэнергии подключен к

.входу стабилизатора напр жени , подключенного выходом к блоку сжати  цифровых данных, датчику и счетчику меток глубины,., формирователю запускающих импульсов, генератору зондирующих импульсов, импульсному усилителю , преобразователю электрических сигналов в цифровые данные и датчику скважинного параметра, а блок электрепитани  подключен и к счетчику меток глубины.

2.. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что лента размещена на катушке, кинематически сое

диненной с тормозным устройством и электрическим приводом, при этом катушка расположена в скважинном приборе на оси, перпендикул рной оси скважинного прибора.

3. Устройство по п. 2, о т л и- чающеес  тем, что катушка с лентой установлена на валу редуктора зубчатой передачи.

Составитель В. Ищенко Редактор А. Ворович Техр едМ.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 3828/41 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 .

Производственно-полиграфическое предпри тие, г, .Ужгород, ул. Проектна , 4