Скважинный каротажный комплекс Советский патент 1983 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к технике для геофизических исследований и может . быть использовано преимущественно при работе с центрируемыми или прижима&мыми к стенке скважины скважинными приборами. Известен скважинный каротажный ком леке,.содержащий каротажный кабель, скважинный прибор, и центратор-устройств для фиксации скважинного прибора по оси скважины при одновременном прижатии рычагов устройства с установленными на них влектродамк -стенкам скважины. Каротажный кабель обеспечивает тран портирование скважинного прибора к забою скважины и обратно, а также электрическую свяаь между скважинным прибором и наземной аппаратурой. Расположенный на скважкшюм игриборе рычажный центратор обеспечивает, независимо от рельефа, изменяющегося диаметра и наклона скважины, центральное положение прибора в сечении скважины и необходимый контакт рычагов центратора со стенками скважины. Режим работы уст ройства задается командным сигналом с поверхности - спуске скважинного прибора рычаги складываются и прибор беспрепятственно проходит к забою сква- жины, а при подъеме, когда идет получение и регистрация информации, рычаги устанавливаются в рабочее положение, обеспечивая жесткий контакт рычагов со стенками скважины и хорошее центр№ рование прибора-обязательные условия для получения качественной информации tlj . Недостатком комплекса является его невысокая надежность, что связано с необходимостью использования довольно сложных управляющего и исполнительног устройств в условиях шгрессивной. скважинной среды при высоких температурах и давле1шях, а также с необходимостью дополнительного канала связи для пер д:ачи командных сигналов на раскрытие и закрытие рычагов. Известен скважинный каротажный ком леке, содержащий каротажный кабель, при стыкованный к кабелю скважинный прибЬр .укрепленные на скважинном приборе устройства, преднаадаченные для фиксаци положения скважинного прибора по оси скважины при движении прибора по сква жине в процессе выполнения каротажных работ, например, центратор или прижимное устройство, основой конструкции центраторов 5голяются изогнутые дугой упругие полозья, равномерно распределенные по периметру поперечного сеч&кия скважинного прибора. При изменении рельефа стенок или диаметра скважины автоматически изменяется изгиб полозьев, а скважинный прибор, поддерживаемый полозьями, сохраняет свое центр альное положение в сечении скважины 27 . Недостатки комплекса проявляются в реальных условиях эксплуатации, когда на точность центрирования влияют такие отрицательные факторы, как наклон и кавернозность скважины, вес прибора и вес близкайшего к прибору участка кабеля. Под воздействием этих факторов прибор стремится сместиться от центра скважины в сторону ее стенки. Для обеспечения центрального положения прибора в этих условиях суммарная жесткость полозьев, определяемая их количеством, геометрическими размерами и свойствами -материала.; из которых они изготовлены, должна быть достаточно большой. Поскольку суммарная жесткость полозьев при спуске и подъеме прибора одинакова, то при жестких полозьях, обеспечивающих точное центрирование при подъеме прибора, когда идет получение информации, затрудняется спуск прибора в скважину из-за больиаюс сил а .трения, возникающих между жесткими полозьями и стенками скважины. Под действием силы тяжести, преодолевая силы трения полозьев о стенки скважины, прибор медленно, иногда с остановками, движется к забою скважины. Увеличиваются потери времени на операции спуска, а при остановках прибора возможен его обгон кабелем, завязывание недопустимых для кабеля узлов и его повреждение. Для оптимального спуска прибора суммарная жесткость полозьев центраторов должна быть установлена меньщей, чем это необходимо для точной фиксации прибора по оси скважины. Это, с одной стороны, ухудшает качество получаемой информашш, а, с другой стороны, не исключает замедление спуска и возможность повреждения дорогостоящего каротажного кабеля, особенно в осложненнык условиях, например, при плотном и вязком буровом растворе, сужениях скважины и т.д. Цепь изобретения - повышение точности фиксации скважинного прибора в 3 сечении скважины, облегчение его спуока и повышение долговечности каротажного кабеля. Дда достажения поставленной целя .в скважинном каротажном комплексе, ькл чающем каротажный кабеаь, првстык0вш ный к кабелю (скважинн й прибор и устройство для фиксации положения скважи исто прибора в сечении скважины, нащ№ мер, центратор иди прижимное устройств устройство для фиксации положшшя сква .iiOfflHoro прибора в сечении скважины установлено с возможностью его продольного. перемещения относительно каб& ля на участке, ограниченном :снизу скв жвй1ным прибсфом и сверху дополнительно введенным упорс л- голкателем, котс укреплен на кабеле на расстоянии от скв жинного , определяемом вьфажением, где е -расстояние от скважшшого пр 6qpa до места крепления упора-толкателя, м; -суммарное значение сзш трения, тqpмoзящиx движение устройства для фиксашш положения сйважшшого прибора в сечении скважины, в направлении к забою, Hj -вес 1 погонного метра кабеля, Н/м; I, - расстояние между забоем скважины и вссяедуемым пластом, м. На фиг. 1 изображен скважинный ксжш лекс перед началом спуска скважинного приб(фа в скважину} на фнг. 2 - то же, во Bpeiw спуска; на «}яг. 3 - то же, в начале подъема; на фиг. 4 - то же, при подъеме в интервале скважины, где обеспечивается хорошее центрщювание прибора. Основными составными частями комплекса являются трехжильный бронированный каротажный кабель 1, скважиннь1й прибор 2, устройства для фиксации при6op«f в центре скважины - центраторы 3 и 4, упор-толкатель 5. Скважинный каротажный комплекс работает следующим образом. Скважинйый прибор 2 обеспечивает получение информация о горных породах, пересека0«дых скважиной, и передачу этой информации через каротажный ка6S7 4бель 1 в наземную ашшратуру. Кроме передачи информации с помощью каротажного кабеля 1 осуществляется спуск скважшшого прибора 2, двигающегося забою скважины под действием собст венного веса , и подъем скважшшого прлн бора 2 при наматывании каротажного кабеля 1 на расположенный на поверхности барабан лебедки. Скважинный приi op 2 пристыкован к каротажному кабедю 1 и связан с ним механически и электрически. Центратор 3 установлен стационарно на части прибора , -шлеет относительно небольшую жесткость и с помощью упругих полозьев обеспечивает начальное центрирование скважинного прибора 2 и одновременно предотвращает заклинивание скважинного прибора 2 при попадании его концевой части в каверны или стыки между обсадными трубами на переходах из одного диаметра в другой. Центратор 4 имеет более полозья. По жесткости он в несколько раз превосходит 1центратор 3, Центратор 4 установлен на участке каротажного кабеля между скваиданным прибором 2 и упором- голкателем 5, представляющим . собой цилиндрическую конструкцию со скошенным по ферме усеченного конца верхним торцом. Упор-толкатель неподвижно укреплен на каротажном кабеле на расстоянии - 10О м выше при бора. Посадка центратора 4 на каротажный кабель осуществлена таким образом, что за счет радиального зазора между каротажным кабелем 1 и центраторсяи 4 последний может свободно перемещаться относительно каротажного кабеля 1 на участке каротажного кабеля между сква- жинным прибором 2 и упорс 4-толкател€м5. При спуске Скважинный прибор 2 лепо проходит в скважину, вплоть до заоя, поскольку относительно слабый це1№атор 3, установленный нетюсредствено на скважинном приборе, не ока зыват заметного тормозящего действия. есткий же центратор 4 опираясь поозьями о стенки скважины, тормозитья за счет СЕЛ трения, возникающих ежду поаоаЕ ями к стенками, и не идет скважину, пропуская через Имеющийся Heivi осевой канал двиядппвйся в скважин у каротажный кабель 1 (фиг. 1). Заем, Когда укрепленный на каротажном абеле 1 упор-толкатель 5 доходит до ентратора 4 и ложится на него (фиг. 2), оследний начинает опускаться вместе О кабелем под действием приложенного К упору«-толкатешо 5 веса участка каротажного кабеля, находящегося ниже толкателя. Поскольку вес стометрового участка трехжильного бронированного каротажного ка6еля составляет 480 Н (масса около 5б кг), а силы трения попогзьев о стенки скважины центратора 4 суммарно состовлякуг не более ЗОО Н, центратор 4 легко проталкивае ся в скважину и движется вслед за скважинным прибором 2 с интервалом 10Q м, не тормозя движение скважин- него прибора 2, При подъеме скважинного прибора 2 с когда на поверхность начинает передаваться информация, центратор 4 сдачала остается на месте, а варотажный кабель 1 движется вверх, свободно проходя через осевой канал центратора 4 (фиг. 3). После прохождения через центратор 4 100 м каротажного кабеля 1 к нижнему торцу центратора 4 проходит скважинный прибор 2 смыкает ся с ifflM и вместе с центратором 4 п& ремешается к поверхности (фиг. 4). Пр этом, начиная от момента соединения со скважшшым прибором 2, т.е. для . пластов, лежащих на расстоянии от забоя Ь 1ОО м (L 7 fe)центратор 4 обе печивает благодаря свбей жесткости хорошее центрирование скважинного при бора 2. До момента же соединения, по .ка скважинный прибор 2 не дошел до центратора 4, обеспечивается частичный эффект улучшения центрирования, поскольку центрируется центратором 4 не скважинный прибор 2, а только каротажный кабель 1 вблизи скважинного прибора 2. Для оптимальной работы комплекса нео ходимо с одной сторо ны расстояние 6 между скважинным , прибором и упором-толкателем 5 уста.-навшшатъ достаточно большим, чтобы с запасом иметь хфевышение веса Р участка тшротажного кабеля ниже упора-толкателя 5 в промывочной ЖИДКОСУ; ти над суммарным значением сил треция. т.е. t:p где р - вес одного погонного метра каротажного кабеля 1 в жидкости. С другой стороны, величина t не должна ; превышать расстояния Ь от забоя скважины до пластов, где требуется получение высококачественной информации, т.е. при спущенном на забой скважинном приборе упор-толкатель 5 и находящееся непосредственно под ним устройство для фиксации скважинного прибора должны располагаться не выше указанных Пластов. Таким образом, для оптимальной работы комплекса упор-толкатель 5 допжен крепиться на каротажном кабеле на расстоянии от скважинного прибора 2, определяемом из условий 2. или в более удобной форме . , -. t В приведенном примере полный эффект от улучшения центрирования будет для пластов, удаленных от забоя более чем на 1ОО м,а в призабойной частя (от О до 1ОО м) будет иметь место частичный эффект. Использование скважинного ьаротаж- ного комплекса, в котором автоматичеоки, в зависимости от направления дви- . жения скважинного прибора (спуск или подъем), изменяется положение центратора относительно скважинного прибора и кабеля, обеспечивается яболее точное, в; том числе в наклонных скважинах, центрирование скважинного прибора на подъеме, когда идет получение и регистрация информации, при хорошей проходимостл прибора на , что, в свою очередь, обеспечивает Получение более 1сачественной информации ,на 20-50% снижает затраты врем€яи на спуск прибора и существе1шо уменьшает возможность создания аварийной ситуации и повреждения кабеля, т.е. имеет место повышение эффективности использования геофизического комплекса.

4

X

фуг.

СКВАЖИННЫЙ KAPOTAJIOНЫЙ КОМПЛЕКС, включающий каротаз ный кабель, пристыкованный к кабелю скважинный прибор и устройство дпя фивн саиии попожения скважииного прибора в сечении скважины, например центратор или прижимное устройство, отличающийся тем, что, с цепью новыш&ния точности фиксации щщбсфа в сеч& НИИ скважины, облегчения его окуска и повышения долговечности кабеля, устрой ство для фиксации полож ия скважиино го прибора в сечении скважины установлено с возможностью его продолОьвого перемещения относительно кабеля на участке, ограниченном снизу скважшшым 1фибором и сверху - дсягапнктельно введенным упором-толкателем.который укреплен на кабеле на расстоянии от скважин-, кого прибора, определя€ «с 1 выражением ГР ., где -расстояние от скважшшого прибо| а до места крепления ynqpa-толкателя м( ZF .суммарное значение сил , тормозящих движ&« нве устройства для фикса .шеи положения скважннного прибора в сечении скважины в направлений к забою скважины, Н; -вес 1 погсжного метра беля, Н/м; -расстояние между забоем скваживы н; исследуемым сл пластом, м. 90 а