Устройство для приема информации о состоянии ствола скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B47/12 

Изобретение относится к технике и технологии бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к техническим средствам, предназначенным для получения информации с целью определения объема затрубного пространства скважины.

Цель изобретения - получение информации для определения объема затрубного пространства скважины. I

Па чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство состоит из индикатора

1 потока жидкости, первого усилителя- 15 ных пород. Особенно этому, подверже- формирователя 2, первого триггера 3, «а жидкость в затрубном пространстве.

Через определенное время распределение температуры по столбу жидкости в затрубном пространстве отражает ха- 20 рактер изменения температуры горных пород с увеличением глубины, принимая максимальное значение на забое. При возобновлении циркуляции начало движения жидкости воспринимает- 25 ся индикатором 1 потока жидкости и преобразователями 5 и 7 расхода и температуры, установленными на выгенератора 4 тактовых импульсов, преобразователя 5 расхода раствора, установленного на выходе скважины, третьего элемента И .6, преобразователя 7 температуры раствора, установленного на выходе скважины, второго элемента И 8, первого счетчика 9, блока 10 памяти, второго счетчика 11, элемента НЕ 12, второго триггера 13, счетчика 14 времени, вычитающего блока 15, второго усилителя-формирователя 16, интегратора 17, амплитудно- временного преобразователя 18, первого элемента И 19, десятичнЬго счетчика 20. Выход индикатора 1 потока через первьй усилитель-формирователь 2 подсоединен к первым установочным входам первого 3 и второго 13 триггеров и к входу генератора 4 тактовых импульсов, выход которого подключен одновременно к первому входу первого элемента И 19 и счетчику 14 времени, выход которого соединен со счетным входом второго триггера 13, выход которого подключен через элемент НЕ 12 к первому .входу вычитающего блока 15 и nepBONry входу второго элемента И 8, второй вход которого соединен с выходом преобразователя 7 температуры раствора, выход подключен к входу первого счетчика 9, выход которого непосредственно и через блок 10 памяти подключен к второму и третьему входам вычитающего блока 15, выход которого соединен с входом второго счетчика 11, выход которого через второй усилитель-формирователь 16 подсоединен к второму установочному входу первого триггера 3, выход которого подключен к первому, входу третьего элемента И 6, второй вход которого соединен с преобразователем 5 расхода раствора, вькод

30

35

40

45

50

55

ходе скважины. С помощью преобразователей 5 и 7 осуществляется одновременный контроль за расходом и температурой промывочной жидкости, С индикатора 1 сигнал о начале движе-. ния жидкости через усилитель-формирователь 2 поступает на один из установочных входов триггеров 3 и 13, перебрасывая их в ещиничное положение, и на генератор тактовых импульсов 4, запуская его. Сигнал с триггера 3 поступает на .один из входов элемента И 6, на другой вход которого поступают сигналы с преобразователя 5 расхо-- да раствора. Частота сигналов, поступающих с преобразователя 5 на элемент И 6, пропорционал.ьна расходу промывочной жидкости. Сигналы через открытый элемент И 6 поступают на интегратор 17, где происходит непрерывное суммирование мгновенных значений расхода во времени. Суммирование прекращается при поступлении сигнала через усилитель-формирователь 16 о появлении на устье скважины жидкости с максимальной температурой.

Контроль температуры осуществляется с помощью преобразователя 7. Сигналы, частота которых пропорциональна изм.еряемой температуре, с преобразователя 7 поступают на один из входов элемента И 8, на второй вход

356892

подключен к входу интегратора 17, соединенного по выходу с входом амплитудно-временного преобразователя g 18, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 19, выход которого соединен с десятичным счетчиком 20.

Устройство работает следующим об- 10 разом.

При прекращении циркуляции температура пром згаочной жидкости начинает изменяться, приближаясь к значениям температуры окружающих ее гор0

5

0

5

0

5

ходе скважины. С помощью преобразователей 5 и 7 осуществляется одновременный контроль за расходом и температурой промывочной жидкости, С индикатора 1 сигнал о начале движе-. ния жидкости через усилитель-формирователь 2 поступает на один из установочных входов триггеров 3 и 13, перебрасывая их в ещиничное положение, и на генератор тактовых импульсов 4, запуская его. Сигнал с триггера 3 поступает на .один из входов элемента И 6, на другой вход которого поступают сигналы с преобразователя 5 расхо-- да раствора. Частота сигналов, поступающих с преобразователя 5 на элемент И 6, пропорционал.ьна расходу промывочной жидкости. Сигналы через открытый элемент И 6 поступают на интегратор 17, где происходит непрерывное суммирование мгновенных значений расхода во времени. Суммирование прекращается при поступлении сигнала через усилитель-формирователь 16 о появлении на устье скважины жидкости с максимальной температурой.

Контроль температуры осуществляется с помощью преобразователя 7. Сигналы, частота которых пропорциональна изм.еряемой температуре, с преобразователя 7 поступают на один из входов элемента И 8, на второй вход

которого поступает разрешающий сигнал с триггера 13. При этом на счетчик 9 поступает информация о текуще температуре. Элемент И 8 открыт на время пребывания триггера 13 в единичном положении, которое зависит о длительности интервала усреднения. Длительность интервала усреднения задается счетчиком 14 времени в зависимости от частоты импульсов с генератора 4. Таким образом, на счечик 9 информация о текущей температуре поступает в течение выбранного интервала усреднения. По окончании интервала усреднения значение начальной температуры, введенное в блок 10 памяти заранее, или предыдущее значение текущей температуры переносится в регистр вычитаемого блока 15, а в регистр уменьшаемого этого блока поступает значение текущей температуры со счетчика 9 непосредственно. Одновременно значение текущей температуры переносится в блок 10 памяти.

В блоке 15 вначале происходит вычитание начального значения темпара- туры из текущего. В следующем цикле интервала усреднения из величины текущей температуры вычитается величина предыдущего значения текущей температуры и т.д. Знак разности температур положителен до тех пор, пока не появляется жидкость с максимальной температурой, т.е. жидкость с забоя. После появления жидкости на устье, находящемся выше забоя скважины в бурильных трубах, знак разности значений температур изменяется и становится отрицательным. При отрицательном знаке разности сигнал со знакового разряда вычитающего блока 15 поступает на счетчик 11. Для повышения достоверности определения момента подъема жидкости с забоя, что соответствует последующему стабильному уменьшению температуры, в отличие от незначительных колебаний,возможных в процессе подъема жидкости, необходимо, чтобы сигнал со знакового разряда на счетчик Г1 поступил в определенном количестве. Поэтому только при характерном изменении температуры жидкости с выхода счетчика 11 импульс через усилитель-формирователь 16 поступает на другой вход триггера 3, перебрасывая его в нуле5

356894

вое положение. При этом закрывается элемент И 6.

Таким образом, элемент И 6 оказывается открытым с момента начала движения жидкости на выходе скважины до момента поступления жидкости с максимальной температурой с забоя скважины. За это время суммируig ются мгновенные значения расхода в интеграторе 17. Полученная величина поступает на амплитудно-временной преобразователь 18, где происходит преобразование значения суммарного

15 расхода во временной интервал. За время, соответствующее этому интервалу, счетные импульсы с генератора А заполняют счетчик 20 через элемент И 19. Показания счетчика 20 соот2Q ветствуют значению объема затрубно- го пространства, определенного по выражению

V .z:Q;(t,-tj.

5

5 где Q, - значение расхода промывочной жидкости в интервале усреднения; t, - время появления промывочной

жидкости с максимальной тем- 0 пературой с забоя скважины; tjj - время начала движения потока

раствора.

По разности полученного объема за- трубного пространства и обсадной колонны в интервале цементирования определяется объем затрубного пространства незацементированной части скважины, а следовательно, и необ- ходимьш объем цементного раствора.

0

Формула изобретения

Устройство для приема информации р- о состоянии ствола скважины, содержащее преобразователь расхода раствора, установленный на выходе скважины, два усилителя-формирователя, два триггера, генератор тактовых импульсов, три элемента И, вычитающий блок,десятичный счетчик, отличающееся тем, что, с целью получения информации для определения объема затрубного пространства скважины, оно снабжено индикатором потока и преобразователем температуры раствора, установленными на выходе циркуляционной системы, двумя счетчиками, блоком памяти, элементом НЕ, счетчиком вре51

мени, интегратором, амплитудно-временным преобразователем, причем выход индикатора потока через первый усилитель-формирователь подсоединен к первым установочным входам первого и второго триггеров и к входу генератора тактовых импульсов, выход которого подключен одновременно к первому входу первого элемента И и счетчику времени, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, выход которого подключен через элемент НЕ к первому входу вычитающего блока и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом преобразователя температуры раствора, выход подключён к входу первого счетчика.

335689в

выход которого непосредственно и через блок памяти подключен к второму и третьему входам вычитающего блока, выход вычитающего блока соединен с входом второго счетчика, выход которого через второй усилитель-формирователь подсоединен к второму установочному входу первого триггера,

Q выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с преобразователем расхода раствора, выход подключен к входу интегратора, соединенно15 г о по выходу с входом амплитудно-временного преобразователя, выход кото- го подключен, к второму входу первого элемента И, выход которого соединен с десятичным счетчиком.

Редактор М. Бланар

Составитель А. Рыбаков

Техред В.Кадар Корректор И, Муска

Заказ 4027/28Тираж 532Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике и технологии бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - получение информации для определения объема затрубного пространства скважины. Устр-во содержит индикатор 1 потока жидкости, преобразователи (П) расхода 5 и т-ры 7 раствора, усилители-формирователи (УФ) 2, 16, генератор 4 тактовых импульсов, блок 10 памяти, вычитающий блок 15, интегратор 17, амплитудно-временной П 18, три элемента И 19, 8 и 6, четыре счетчика 9,11,14 и 20, два триггера 3, 13 и элемент НЕ 12. При возобновлении циркуляции начало движения жидкости воспринимается индикатором 1, сигнал с которого УФ 2 перебрасывает триггеры 3 и 13 в единичное положение и запускает генератор -4. При этом П 5 и 7 одновременно контролируют расход и т-ру промывочной жидкости. Интегратор 17 непрерывно суммирует мгновенные значения расхода во времени. Суммирование прекращается при поступлении через УФ 16 сигнала о появлении на устье скважины жидкости с макс, т-рой. Триггер 3 закрывает элемент И 6. С интегратора 17 сигнал поступает на П 18, где преобразуется во временной интервал. За время этого интервала счетные импульсы с генератора 4 заполняют счетчик 20 через элемент И 19. Показания счетчика 20 соответствуют значению объема затрубного пространства. 1 ил. и (Л со оо СП О5 00 со