Устройство для приема информации с забоя скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B47/12 

1

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и.может быть использовано для определения скорости промывочной жидкости при газовом каротаже ствола скважины

Целью изобретения является обес- печение возможности получения информации для определения транспортной скорости промывочной жидкости. .

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство состоит из индикатора 1 потока жидкости, выходящего из . скважины, первого усилителя-формирователя 2, триггера 3, генератора 4 тактовых импульсов, преобразователя 5 температуры промывочной жидкости, установленного на выходе скважины, элемента 6 совпадения, блока 7 управления, .вычитающего блока 8, элемен- та 9 И, блока 10 текущей температуры второго усилителя-формирователя 1, элементов 12 и 13 И- формирователя 14 временного интервала, преобразователя 15 глубины забоя в электрический сигнал, блока 16 глубины забоя, делительного блока 17, десятичного счетчика 18.

Выход индикатора 1 потока жидкости через первый усилитель-формирователь 2 соединен с управляющим входом генератора 4 тактовых импульсов и установочным в единицу входом триггера 3, выход генератора 4 по дключен к одному из входов элемента 13 И и одному из входов элемента 12 И, другой вход которого соединен с выходом триггера 3, а выход подключен к де- . лительному блоку 17. Выход блока 16 глубины забоя через преобразователь 15 и формирователь 14 временного интервала соединен с другим входом элемента 13 И, выход которого подключен к одному из входов блока 17, выход

2

которого соединен чиком 18.

с десятичным счет

Выход преобразователя 5 температуры промывочной жидкости подключен к одному из входов элемента 6 совпаде- ния, состоящего из элемента И и регистра (не показан), и одному из входов элемента 9 И, выход которого через блок 10 текущей температуры соединен с одним из входов вычитающего блока 8, другой вход которого подключен к выходу элемента 6 совпадения. Выход блока 7 управления соединен с управляющими входами вычитающего

fO

15

.

20,

25

867592

блока 8, элемента 6 совпадения и вто- рым входом элемента 9 И. Управляющие входы делительного блока 17 и формирователя . 14 временного интервала не показаны.

Устройство работает следующим образом.

При прекращении циркуляции температура промывочной жидкости начинает изменяться, особенно в затрубном пространстве, приближаясь к значениям температуры окружающих ее горных пород, и через определенное время распределение температуры по столбу жидкости в затрубном пространстве отражает характер изменения температуры горных пород с увеличением .глубины. Данная зависимость является пропорциональной, т.е. с увеличением глубины увеличивается и температура, принимая максимальное значение на забое.

При возобновлении циркуляции движение жидкости фиксируется установленным на выходе индикатором 1 потока жидкости. С выхода индикатора

1сигнал о начале движения жидкости через первый усилитель-формирователь

2поступает одновременно на генератор тактовых импульсов 4, запуская его, и на один из входов триггера 3, перебрасывая его в единичное состояние.. -

С началом движения жидкости начинается измерение температуры промывочной жидкости, выходящей из скважины, с помощью преобразователя 5 температуры, установленного на выходе из скважины. Сигнал, частота которого пропорциональна измеряемой температуре, с преобразователя 5 температуры поступает одновременно на один из входов элемента 6 совпадения и элемента 9 И. На другой вход этих элементов от блока 7 управления поступают импульсы калиброванной длительности (интервалы усреднения). По окончании интервала усреднения информация о текущей температуре переносится в блок 8 вычитания и в блок 10 текущей температуры. Б блок 10 текущей температуры заранее вносится информация о начальной температуре промывочной жидкости и при приходе информации о текущей температуре информация о значении начальной температуры также переносится в блок 8 вычитания, где происходит вычитание..

30

35

40

45

начального значения температуры из текущего. В течеьше следующего интервала усреднения по команде с блока 7 управления из величины текущей температуры вычитается величина предыду щего значения текущей температуры и т.д. Таким образом, по мере увеличения температуры до достижения ее максимума, соответствующего глубине забоя, знак разности температур бу- дет положительным. При переходе через максимум знак разности значений температур становится отрицательным так как на устье скважины начинает поступать жидкость, находившаяся в бурильной колонне выше забоя скважины. При отрицательном знаке разности с выхода блока 8 вычитания через второй усилитель-формирователь 11 на второй вход триггера 3 поступает сигнал, возвращая триггер 3 в исходное состояние. Таким образом, тригге 3 оказывается в единичном состоянии -от момента начала движения промывочной жидкости на выходе скважины до момента -поступления промывочной жидкости с максимальной температурой с забоя скважины. Выход триггера 3 соединен с одним из входов элемента 12 И, на другой ВХОД которого поступают импульсы от генератора 4. Элемент 12 И открыт во время пребывания триггера 3 в единичном положении. Импульсы от генератора 4 поступают одновременно и на один из входов элемента 13 И, на другой вход которого с формирователя 14 временного интервала поступает информация о глубине забоя. Она- заносится в преобразователь 15 глубины от автоматического измерителя 16 глубины или задается оператором. Информация в преобразователе 15 преобразуется в электрический сигнал, а в формирователе 14 - во временной интервал. На выходе элемента 13 И образуется .число импульсов, пропорциональное глубине скважины. Это число импульсов поступает на регистр делимого делительног блока 17, а на регистр делителя блока 17 поступает число импульсов, пропорциональное времени подъема промывочной жидкости с забоя (что соответствует максимальной температ уре) . После вьтолнения операции деления происходит преобразование результата в число-импульсный код, и на десятичный счетчик 1В передается резуль

fO

f5

20

25

.5

30

35

40

45

0

5

тат - скорость промывочной жидкости в затрубном пространстве скважины.

Повышения точности определения скорости промывочной жидкости в затрубном пространстве можно добиться правильным выбором частоты генератора 4 тактовых-импульсов и интервала времени усреднения измеряемой температуры.

Изобретение преимущественно может быть использовано для предупреждения газопроявления в скважине, так как при наличии газовых включений в промывочной жудкости скорость ее в затрубном пространстве относительно уменьшается.

Формула изобретения

Устройство для приема информации с забоя скважины, содержащее первый усилитель-формировательj выход которого подключен к входу генератора тактовых сигналов и первому входу триггера, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго усилителя-формирователя и первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и первому входу второго элемента И, второй вход которого через последовательно соединенные формирователь временного интервала и преобразователь глубины забоя в электрический сигнал соединен с блоком глубины забоя, выход второго элемента И подключен к первому входу делительного блока, вьпсод которого соединен с входом десятичного счетчика, вычитающий блок и третий элемент И, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности пол учения информации для определения транспортной скорости промывочной жидкости, оно снабжено индикатором потока жидкости и преобразователем температуры промывочной жидкости, установленными на выходе из скважины, элементом совпадения, блоком управления, блоком текущей температуры, причем выход индикатора потока соединен с входом первого усилителя-формирователя, выход преобразователя температуры промывочной жидкости подключен к первому входу третьего элемента И и первому входу элемента совпадения, вторые входы которых объединены и

51286759 6 .

соединены с управляющим входом вычи-но и через блок текущей температуры, тающего блока и выходом блока уп-выход вычитающего блока соединен с равления, выходы элемента совпадениявходом второго усилителя-формирова- и третьего элемента И подключены со-теля, при этом выход первого элёмен- ответственнр к второму и первому вхо- 5та И подключен к второму входу дедам вычитающего блока непосредствен-лительного блока.

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к техническим средствам для получения информации с забоя при газовом каротаже скважины. Цель изобретения - обеспечение возможности получения информации для определения транспортной скорости промывочной жидкости (ШК), Принцип действия устройства основан на определении времени подъема ШК с забоя, Кон7фоль времени начала циркуляции на устье скважины и момента подъема Ш( с максимальной т-рой, что соответствует забою скважины, позволяет определить скорость ПЖ в затрубном пространстве, В случае наличия газопроявляющего плас- а по стволу скважины происходит уменьшение скорости ПЖ, Определение скорости ПЖ достигается благодаря наличию в устройстве индикатора 1 потока ПЖ и преобразователя 5 температуры ПЖ, установленных на выходе из скважины. С выхода индикатора 1 сигнал о начале движения ПЖ через усилитель-формирователь 2 поступает одновременно на генератор тактовых импульсов 4, запуская его, и на один из входов триггера 3, перебрасывая его в единичное положение. Другой вход триггера 3 через второй усилитель-формирователь I1 соединен с вычитающим блоком 8, позволяющим опре- момент появления ПЖ с максимальной .т-рой, Гил, ю 00 м СП