Способ определения глубины горизонтальных сечений в подземном резервуаре при звуколокационной съемке Советский патент 1990 года по МПК E21B47/04 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении и эксплуатации подземных резервуаров для определения глубин расположения горизонтальных сечений резервуара, зафиксированных звуколока- ционной съемкой.

Цель изобретения - повышение точности определения глубины горизонтальных сечений в подземном резервуаре при звуколокационной съемке.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг.

2 типовая диаграмма регистратора кругового обзора.

Устройство содержит лебедку 1 каротажного подъемника, каротажный кабель 2, блок-баланс (мерньй ролик) 3, обсаженный участок 4 скважины, необсаженный участок 5 скважины, башмак 6 обсадной колонны, подземный резерву- ар 7, скважинный снаряд 8.

На фиг. 2 обозначены направление 9 вращения гребенки регистратора, начало 10 записи (момент включения), конец 11 записи (момент выключения), масштабные кольца 12, отраженные сигналы 13, метка 14 оператора (кратковременное отключение масштабных колец) .

С каротажной лебедки 1 кабель 2 через блок-баланс 3 вводится в скважину. Контроль за спуском осуществляется по декадному счетчику на пульте лебедчика, сознавая, что могут быть некоторые расхождения с фактической ,глубиной. Глубина башмака 6 обсадной колонны известна по данным непосредственных промеров при посадке и подтверждена геофизическими исследованиями скважины. В случае спуска в скважину подвесных рабочих колонн ниже башмака обсадной колонны отметки их башмаков также известны по данным буровиков и выдаются в качестве исходных в акте готовности скважины к про- ведению звуколокационной съемки. Поэтому по мер« приближения к концу обсаженного участка и скважины или к нижнему башмаку подвесных рабочих колонн оператор начинает контроль за волновой картиной отраженных сигналов на экране контрольного осциллографа. Выход скважинного снаряда из обсадной колонны в необсаженный участок 5 ствола или из подвесной рабочей ко- лонны в резервуар 7 сопровождается изменениями волновой картины на экране осциллографа: увеличение времени прихода первых отражений; уменьшение длительности пакета отраженных сиг- налов; уменьшение дифференциации пакета по амплитуде.

Заметив на экране указанные изменения волновой картины, оператор дает команду лебедчику прекратить спуск и приступить к медленному подъему с постоянной скоростью Vk. В момент смены числа последней декады на счетчике глубин пульта включают регистратор кругового обзора, фиксируя одновре- менно отметку 10 длины L кабеля по счетчику.

Звуколокатор начинает фиксировать отраженные сигналы на диаграмме регистратора 13 кругового обзора с гребенкой. Одновременно оператор следит за волновой картиной на экране осциллографа, В момент изменения трех указанных признаков (только теперь обратный характер изменений: время прихода уменьшается, а длительность и дифференциация увеличиваются) операто делает отметку 14 на диаграмме против положения регистрирующей гребенки в этот момент. При работе со звуколокатором Зонд-2 такая метка может быть нанесена кратковременным выключением меток масштабных колец.

На диаграмме фиксируются два признака: изменение времени прихода и длительности пакета. Однако из-за произвольного характера вращения скважинного снаряда при протяжке его по скважине эти изменения могут быть иногда не четко выраженными. Поэтому их целесообразно дополнять визуальным наблюдением с нанесением метки, оператора. Затем в момент смены цифры последней декады на счетчике глубин регистратор выключается и одновременно фиксируется отметка 11 длины кабеля в момент выключения.

Для четкого распознавания характерных точек 10, 11 и 14 на диаграмме необходимо, чтобы длина интервала глубин, в котором перемещается скважинный снаряд звуколокатора, не превышала произведения скорости перемещения кабеля VK на время полного оборота гребенки регистратора Т .

|L2-L,.

Осуществление этих операций позволяет точно определить длину кабеля L6, соответствующую прохождению излучателем скважинного снаряда башмака обсадной или подвесной рабочей колонны, которая определяется как

),.

где L и 1,г - длина каротажного кабеля соответственно в начале и в конце интервала глубин;

Об - угол кругового обзора от начала интервала глубин до остановки скв ажинно го снаряда;

96 ( - угол кругового от начала интервала

10

20

5157

глубин до прохождения снарядом башмака колонны. ,

Для определения L6, соответствующей Не, производят перемещение сква- жинного снаряда в пределах интервала глубин, включающего башмак колонны.

Направление перемещения (вверх или вниз) определяется исходным положением скважинного снаряда перед началом движения. Если в начальный момент скважинный снаряд находился выше башмака колонны () то он перемещается вниз до отметки Ьг, ко- $ торая будет ниже башмака колонны (). Если в исходный момент скважинный снаряд находился ниже башмака колонны, то перемещение его осуществляется вверх, т.е. L1 .

Таким образом, в ходе операции перемещения скважинного снаряда оператор может располагать двумя величинами L 4 и Ь, которые он считывает со счетчика, и ему требуется опреде- - лить L6. Для ее определения оператор в момент начала перемещения скважинного снаряда с постоянной линейной скоростью VK const включает регистратор кругового обзора, гребенка которого вращается с постоянной угловой скоростью 0} const. В момент прихода скважинного снаряда в конечную точку интервала - Ьг оператор выключает регистратор, на котором фиксируется диаграмма, представленная на фиг. 2.

Если обозначить через At время движения скважинного снаряда от исходной точки (начало интервала - L,) до башмака колонны, а через itj время полного движения снаряда от на- чала интервала - L, до его конца - L, то можно будет составить систему уравнений

122

25

30

jc

40

(О

4-L,VKut .VL,,.

Благодаря действиям оператора, обеспечивающим одновременные пуск и остановку гребенки регистратора с началом и концом движения скважинного снаряда, можно составить аналогичные уравнения и для угловых перемещений гребенки регистратора

X. CJ&tj,

эе, -UAt,

(2)

Изменение характера регистрируемых на диаграмме сигналов происходит в мо12266

мент времени ut,, при прохождении скважинным снарядом башмака колонны. Из условий способа u.t , и &t в обеих системах равны. Это позволяет рассматривать их совместно, и, поделив в системах I и 2 второе уравнение на первое, получают соответственно

- gat, эе, $ A t

Ч-L,

эе

pJAtjt

Благодаря равенству их правых частей можно получить новое уравнение

Lfilkl &

, из которого

эе

X,

VL.+ .

96

Формула работает как при спуске, так и при подъеме скважинного снаряда. Так как при подстановке конкретных численных значений глубин меняется знак выражения, стоящего в скобках, и L6 соответственно будет меньше или больше L в зависимости от направления движения.

Вращающийся механизм счетчика

связан через зубчатую передачу с

мерным роликом. Вращение мерного ролика происходит под действием сил трения облегающего его кабеля. При спуске кабеля количественные показатели на счетчике растут, при подъеме - уменьшаются. Движение кабеля осуществляется с помощью спуско-подъем- ного устройства с автоприводом, в соответствующие моменты начала или

остановки движения кабеля, определяемые по цифровой декаде счетчика оборотов, соответственно включается или выключается электродвигатель регистратора, вращающийся электронную гребенку, чем и достигается при постоянстве скоростей движения согласование работы регистратора с движением- кабеля.

Скорость движения кабеля VK регламентируется коробкой передач и редуктором автопривода. Например, она может быть 50, 100 или 200 м/ч и . При этом время полного оборота гребенки регистратора составляет Т

2 мин. Следовательно, интервал движения может изменяться в зависимости от заданной скорости движения кабеля г Прь этом во всех4 случаях, с целью правильного определения углов nfoворота гребенки, интервал движения должен быть меньше или равен т.е. не должно быть повторения записи на диаграмме.

Располагая истинной отметкой глу- фины башмака осадной колонны Н6 и Соответствующей длиной кабеля ЬБ, установить глубину любого горизонтального сечения подземного резервуара, считывая по счетчику ле- Зедчика соответствующую ему длину кабеля L.

I Глубина сечения определяется как сумма опорной базы и глубины сечения относительно опорной точки h;

H;«Hfe+hf,

где h; L;-LB,

или подставив значение ЬБ

h;-L;-{L + . -V

отсюда

Hl-H Lj-vl-CL L,).

Таким образом, учитываются все систематические погрешности, возникающие при измерении длины кабеля с помощью мерного ролика, и отпадает необходимость разметки кабеля.

Пример из практики звуколокацион- ной съемки:, при расположении подземного резервуара на глубине порядка 1000 м, расхождение между отсчетами -глубин по счетчику мерного ролика и данными буровиков может достигать и достигает при использовании известного комплекта оборудования ±(20-25 м) Применение контрольных меток в соответствии с прототипом позволяет уменшить это расхождение до +10 см на каждые 100 м глубины, т.е. (±10

1000, ,.

-To6) мПри применении предлагаемого способа измерения глубин производят при сохранении темпа накопления систематической ошибки. Поскольку высота подземного резервуара порядка 100 м, а влияние глубины его заложения на результаты измерения исключается, погрешность составляет

()±1° см

5

Формула изобретения

1.Способ определения глубины горизонтальных сечений в подземном резервуаре при звуколокационной съемке,

включающий перемещение каротажного кабеля со скважинным снарядом в интервале глубин, включающем башмак колонны, и измерение глубин интервала, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности определения, перемещают скважинный сгеаряд с постоянной скоростью в направлении к башмаку колонны,одновременно с измерением длины каротажного кабеля в на0 чале интервала глубин определяют угол кругового обзора до прохождения снарядом башмака колонны с помощью регистратора кругового обзора с гребенкой, а одновременно с измерением длины каротажного кабеля в конце интервала глубин определяют угол кругового обзора до остановки скважинного снаряда, определяют длину каротажного кабеля, соответствующую глубине башмака колонны по формуле

,+ t(VL,

где L ( и L2 - длины каротажного кабе- 5 ля соответственно в начале и в конце интервала глубин;

96, и Qe2- углы кругового обзора от от начала интервала глубин до соответственно прохождения снарядом башмака колонны и до остановки скважинного снаряда,

5 с учетом которой определяют глубину горизонтальных сечений в подземном резервуаре.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют вре0 мя одного оборота гребенки регистратора кругового обзора, а интервал измерения глубин выбирают меньше произведения скорости скважинного снаряда на время одного оборота гребенки

5 регистратора.

0

/

/

Изобретение относится к горному делу и м.б.использовано для сооружения и эксплуатации подземных резервуаров. Цель - повышение точности определения глубины. Для этого скважинный снаряд перемещают с постоянной скоростью в направлении к башмаку колонны. Одновременно с измерением длины каротажного кабеля в начале интервала глубин определяют угол кругового обзора до прохождения снарядом башмака колонны с помощью регистратора кругового обзора с гребенкой. Одновременно с измерением длины каротажного кабеля в конце интервала глубин определяют угол кругового обзора до остановки скважинного снаряда. Длину каротажного кабеля, соответствующую глубине башмака, вычисляют по математической ф-ле. С учетом длины каротажного кабеля определяют глубину горизонтальных сечений в подземном резервуаре. Определяют время одновременном обороте гребенки регистратора кругового обзора. Интервал измерения глубин выбирают меньше произведения скорости скважинного снаряда на время одного оборота гребенки регистратора. Данный способ измерения глубин производят при сохранении темпа накопления систематической ошибки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Фиг.1

10

11,

13

lit