Скважинный профилемер Советский патент 1989 года по МПК E21B47/08 

1

Изобретение относится к контролю техршческого состояния скважи1зы методом профилеметрии.

Целью изобретения является повышение достоверности восстановления фор1-ы поперечного сечения скважины по данным ее вертикального профиля.

На фиг. 1 приведена блок-схема сква- .жинного профилемера, на фиг.2 - структурная схема блока выделения р адиусов.

СквЕишнньп проф1шемер содержит две пары измерительных рычагов.1, связанных с телеизмерительным блоком 2, блок 3 выделения радиусов, информационные входы, которого соединены с выходами телеизмерите,пьного блока 2 а выходы подключены к соответствующим входам регистратора 4.

Блок 3 выделений радиусов (фиг.2) содержит блок 5 уставок, первый и второй усил1г1тели 6, 7с регулируемы-. ми коэффициентами уснлеьшя, первьй и второй сумматоры 8, 9, первую и вторую схемы 10,. 11 деления, первую и вторую схемы 12, 13 вычитания, 1слюч 14, компаратор 15 и делитель 16 напряжения.

Блок 3 выделения рад.иусов состоит из двух идентичных каналов. Б первом из них, реализуемом блоками 6,8,10, 12 выделяются напряжения UR,, U R, пропорционалыдае составляющим малого

диаметра Ид,.-, о i i i ч )

Второй канал (блоки 7, 9, И, iJJ выделяет из напряжения И.д составляющие U;,, HR., пропорциональные составляющим большого диаметра U.

Первые и вторые входы сумматоров 8, 9 являются соответственно первым и вторым входами блока 3 выделения радиусов. Первые входы-усилителей.6, 7 и информационный вход ключа 14 соединены . с выходом блока 5 уставок, второй вход первого усилителя 6 и

0

первый вход первой схемы 12 вычитания соединены с первыми.входами .сумматоров 8, 9, второй вход второго усилителя 7 и первый вход второй схемы 13 вычитания соединены с вторыми входа- , f-ffi сумматоров 8-, 9, выходы первого и второго усилителей 6,7 и сумматоров 8, 9 подключены к входам со.от- ветственно первой и второй схем 10, 11 деления, выходы которых соединены с вторыми входами схем 12, 13 вычитания, выходы которых как и выходы схем дел.ения 10, 11, являются выходами блока 3 (фиг.1) выделения радиусов. Третий вход второго сумматора 9 соединен с выходом ключа 14, управляющий вход которого соединен, с выходом компаратора 15, подключенного одним своим входом к первому информационному входу блока выделения радиусов, а другим входом - к выходу делителя 16 напряжения, сое- диненного с вторым информационным входом блока выделения радиусов.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с четырех измерительных рычагов 1 поступают на вход телеизме- 0 рительного блока 2, с выхода которого информация поступает в блок 3 выделения радиусов, в .котором по наз- чениям ВХОДЯ11ЩХ напряжений, соответ- ствуюнщм малому большому U ng диаметрам и номинальному U . диаметру скважины определяются величины напряжений и R, ,... , и R четырех из мери-, тельных рычагов 1 скважинного прибора.

40 Работа блока 3 базируется на анаг ЛИЗ е-сил, действующих на геофизический прибор в скважине. Сила, прижимающая прибор к стенке скважины, является равнодействующей его веса в про- д5 мывочной жидкости и реакции.натяжения кабеля. Прижимающая сила уравновешивяется силами реакции пружинных систем измерительных рычагов, т.е. пропорциональна величинам их раскрытия. Величина раскрытия измерительных рычагов и положение центра прибора зависят от типа поперечного сечения скважины. В сечениях типа окружность центр скважинного прибора делит измеряемые диаметры Dg и 1)„ в отношении

dH

ОБ t

(1)

f

Для определенности будем считать R и R, составляющими В„, а Rj и R составляющими Dg. Эти величины отклонений измерительных рнчагой определяются по формулам

AD,

Л D,

R,

D, - Rj

(2) (3) (4) (5)

Для сечений типа желоб и каверна у которых коэффициент растяжения

D5 , ,

5

- АЛ

(6)

различия в величинах отклонений сос- тавлянщих большого и малого измеряе - мых диаметров существенны.

Измеренный Dg делится в отношении

. dH,

Вб+ dH

(7)

а D в отношении (1). Радиус поперечного сечения определяется по формуле

а R

1

R , А,- Dg,(8)

R,, R 4 по формулам (2), (4),

(5).

Рассмотрим работу блока выделения, радиусов на примере второго канала , реализуидего определение напряжений, пропорциональных величинам R.

В зависимости от типа исследуемого поперечного сечения скважины определение иg производится по-раз-. ному.

На входы компаратора 15 с инфор40 о положении центра прибора, повысить достоверность интерпретации профи- леметрического материала с целью выделения желобов и оценки прихвато- опасности их формы, определение

45 фактического диаметра и объема скважины.

Формула изобретения

50

1. Скважинный профилемер, содержащий две пары измерительных рычагов, связанных с телеизмерительным блоком, и регистратор, отлич аю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1емационных входов блока вьщеления ния достоверности восстановления диусов прступают напряжения Uj,, U формы поперечного сечения скважины Напряжение U;j3 I подается через де-по данным ее вертикального профиля,

литель 16. Коэффициент деления выб-он снабжен блоком выделения радиусов,

ран так, что при ,2 U наинформационные входы которого соеди10

20

у, ,

4:655534

выходе компаратора 15 формируется сигнал низкого уровня, который закрывает ключ 14 для напряжения UC/H устанавливаемого на выходе блока 5 уставок перед началом измерений, В этом случае на входы сумматора 9 поступают лишь напряжения I ng и Напряжение U поступает на вход усилителя 7, коэффициент усиления которого пропорционален величине , С выхода усилителя напряжение Uig flJcj поступает на вход схемы 11 деления, на другой вход которой с сумма- 15 тора 9 подается напряжение U pg + UQ, Блок П реализует операцию деления, напряжение U R на его выходе, согласно (3), пропорционально величине Rj.

Схема 13 вычитания реализует определение UR по формуле (4), на ее входы подаются напряжения Ug,

UR,.

Первый канал блока 3 выделения

25 работает аналогично второму. Он реализует определение UR, и Upy В поперечных сечениях типа желоб или каверна при ,2 компара- торе 15 формируется сигнал высокого

30 уровня, открывающий ключ 14. При этом на вход сумматора 9 поступает напряжение иdj, а на его выходе получается суммарное напряжение Uci + U.j)+ Upg. Схема 11 деления в этом

35 случае реализует определение ШЦ по (8). В остальном работа этого канала не изменится.

Использование предлагаемого устт ройства позволит получить информацию

40 о положении центра прибора, повысить достоверность интерпретации профи- леметрического материала с целью выделения желобов и оценки прихвато- опасности их формы, определение

45 фактического диаметра и объема скважины.

Формула изобретения

1. Скважинный профилемер, содержащий две пары измерительных рычагов, связанных с телеизмерительным блоком, и регистратор, отлич аю- щ и и с я тем, что, с целью повьш1ене Ы с выходами телеизмерительного блока, а выходы блока выделе шя радиусов подкл;ючены; к соответствукщим входам регистратора.

2. Профилемер по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что блок вьщеления радиусов содержит первый и второй усилители с регулируемыми коэффици- еитами усиления, первый и второй сумматоры, первые и вторые входы которых являются соответственно первым и вторым входами блока, первую и вторую схемы деления, первую и вторую вычитания, компаратор, ключ, делитель напряжетя и блок уставок, при этом первые входа у(У1ЛИтелей и информационный вход ключа соединены с выходом блока уставок, второй

вхор первого усипителя и первый вход

5

- 10

65553. 6

первой схемы вычитания соединены с первыми входами сумматоров, второй вход второго усилителя и первый вход второй схемы вычитания соединены с вторыми входами сумматоров, выходы первого и второго усилителей и сумматоров подключены к входам соответственно первой и второй схем деления, выходы которых соединены с вторыми входами схем вычитания, выходы которых, как и выходы схем деления, являются выходами блока, третий вход второго сумматора соединен с выходом ключа, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, подключенного одним своим входом к первому информационному входу блока, а другим входом - к выходу делителя напряжения, соединенного с вторым информационным входом блока.

15

20

Изобретение относится к технике контроля состояния скважины и позволяет повысить достоверность восстановления формы поперечного сечения скважинь по данным ее вертикального Профиля, Профилемер включает блок (Б) выделения радиусов, входы которого через телеизмерительный Б соедн нены с четырьмя измерительными рычагами, а выходы подключены к регистратору. При этом Б выделения радиусов содержит Б 5 уставок, усилители (У) 6,7, сумматоры 8, 9, схёьы (С) 10, 11 деления, С 12, 13 вычитания, ключ 14, компаратор 15 и дели- тель 16 напряжения. На выходе Б 5 устанавливают напряжение U.; , соот- ветструющее номинальному диаметру скважины. Напряжения и , соответствуюЕсие малому и большому диаметру, поступают на компаратор 15, который закрывает ключ 14, и на входы сумматора 9 поступают напряжения Ujj и Uj3. Напряжение поступает на вход У 7, коэффициент усиления которого пропорционален Uj,,. С выхода У 7 напряжение Uj, -Uj поступает на вход С 11, на другой вход которой с сумматора 9 подается напряжение (Л

фа9.1