Устройство для определения верхней границы прихвата колонны труб Советский патент 1990 года по МПК E21B47/06 

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к устройст- вам, предназначенным для определения верхней границы прихвата колонны труб, и может быть использовано при ликвидации аварий в скважинах.

Цель изобретения - повышение точности определения.

На чертеже приведена блок-схема устройства для определения верхней границы прихвата колонны труб.

Устройство содержит скважинный прибор 1, входной включатель 2, формирователь 3 сигнала скважинного прибора, источник импульса намагничивания, кнопку 5 простановки магнитных меток, формирователь 6 импульсов, детектор 7 пиковый, датчик 8 глубины, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, триггер 10, генератор 11 импульсов, счетчик 12, переключатель 13, элемент 1 сравнения, коммутатор 15, блок 16 управления, сметчик 17 сигналов скважинного прибора, вычислитель 18. запоминающий блок 19, регистратор 20.

Скважинный прибор 1 через кнопку 5 простановки магнитных меток соединен с источником k импульса намагничивания, а через входной выключатель .2 соединен с формирователем 3 сигнал скважинного прибора, выход которого соединен с входом счетчика 17 сигналов скважинного прибора и с первым управляющим входом вычислителя 18, второй выход которого соединен с регистратором 20, а первый выход под0

5

0

45

50

55

ключен к информационному входу запоминающего блока 19, выход которого соединен с вторым информационным входом вычислителя 18, адресный вход подключен к выходу счетчика 17 скважинного прибора, управляющий вход запоминающего блока 19 соединен с вторым управляющим входом вычислителя 18 и первым выходом блока 1б управления, второй выход которого подключен к управляющему входу счртчика 17 сигналов скважинного прибора. Выход формирователя 3 сигнала скважинного прибора одновременно соединен со входом формирователя 6 импульса и входом Гашение-преобразование (управляющим входом) АЦП 9, вход формирователя 3 сигнала скважинного прибора одновременно соединен с вторым входом регистратора 20 и с входом пикового детектора 7, сбросовый (управляющий) вход которого соединен с выходом формирователя 6 импульса, а выход с входом АЦП 9, .выход которого соединен с первым входом элзмен- та 1 сравнения, выход готовности (информационный) АЦП 9 соединен со счетным входом триггера 10, к установочному входу которого подключен выход элемента сравнения, а выход триггера 10 одновременно соединен с управляющим входом счетчика 12 и с управляющим входом генеоатооа 11 импульсов, выход которого одновременно i подключен к первому входу коммутатора 15,и к входу счетчика 12. выход которого соединен с вторым входом элемен5160136

а }k сравнения. Выход датчика 8 лубины соединен с вторым входом комутатора 15, управляющий вход котоого соединен с переключателем 13, а выход коммутатора 15 соединен с первым информационным входом вычислитея 18. Вычислитель 18 содержит реверсивный счетчик, накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь, д два переключателя, элемент задержки и элемент И-НЕ (не показаны).

Устройство работает следуюсцим образом.15

Перед началом работ скважинный прибор 1 Опускают в скважину. С помощью блока 16 управления устройство приводится в исходное состояние, при этом обнуляется счетчик 17 сигналов 20 скважинного прибора, вычислитель 18 переводится в режим измерения параметра и передачи измеренных величин в запоминающий блок 19 по сигналу от скважинного прибора 1, запоминаю- 25 щий блок 19 переводится в режим записи.

При использовании в качестве скважинного прибора 1 локатора муфт переключатель 13 устанавливается в ра- 30 зомкнутое положение.

При подъеме скважинного прибора 1 датчик 3 глубины преобразует перемещение скважинного прибора 1 в последовательность импульсов, пропорцио- 21 нальных длине. Причем каждому импульсу датчика 8 глубины соответствует перемещение скважинного прибора 1, например, на 1 мм. Формирователь 3 сигнала скважинного прибора формирует дО единичный импульс при прохождении скважинным прибором 1 первого муфтового соединения. При этом импульсная последовательность с выхода датчика 8 глубины через коммутатор 15 посту- 45 пает в вычислитель 18. При поступлении импульса с формирователя 3 счетчик 17 сигналов скважинного прибора переводится в следующее состояние и даёт команду вычислителю 18 на пере- 50 нос измеренной величины в запоминающий блок 19. После этого начинается измерение длины очередной трубы. Этот процесс повторяется до oKOH4a- j ния измерения в интервале предпола- гаемого прихвата. В запоминающем блоке 19 в каждом адресе запоминается длина между в двоичном .. коде..

5 . °

После достижения верхней границы

предполагаемого интервала прихвата производят спуск скважинного прибора ;i на глубину, соответствующую началу измерения, затем создают максимально допустимую растягивающую нагрузку и производят измерение при этой нагрузке на колонну. При этом перед началом измерения с помои(ью блока 1б управления обнуляются счетчик 17 сигналов скважинного прибора, запоминающий блок 19 переводится в режим считывания, вычислитель 18 переводится в режим вычисления величины приращения длины труб из-за влияния растягивающего усилия и передачи накапливающейся суммы величин приращений на регистратор.

С приходом импульса формирователя 3 производится занесение информации из очередной ячейки запоминающего блока 19 в вычислитель 18. Импульсы от датчика В глубины через коммутатор 15 поступают на вход вычислителя 18. До прихода очередного импульса формирователя 3 из значения кода, соответствующего длине трубы до ее деформации, вычитается значение, соответствующее длине трубы при максимальном растягивающем усилии.

При поступлении очередного импульса формирователя 3 вычислитель 18 формирует величину приращения длины трубы, .а величину накапливающейся суммы величин прира1цений длин труб передает на регистратор 20. Одновременно информация заносится из очередной ячейки запоминающего блока 19 в вычислитель 18. Измерения повторяются до завершения измерения. При использовании в качестве скважинного прибора 1 катушки нанесения ма| нитных меток на трубы и блока для измерения амплитуд детектированных магнитных меток до и после воздействия нагрузки на колонну, труб переключатель 13 устанавливается в замкнутое положение. В результате чего блокируется прохождение через коммутатор 15 информации от датчика 8 глубины и разрешается прохождение через коммутатор 15 информации, поступающей с генератора 11.

После спуска скважинного прибора ниже предполагаемого интервала прихвата на выбранных глубинах при подъеме на трубы устанавливают магнитные метки. Эта операция осуществляется по-

Яылкой в скважинный прибор 1 импуль cja намагничивания от источника k с Помощью кнопки 5.

Перед простановкой магнитных ме- входной включатель 2 устанавливается в разомкнутое состояние, После завершения установки маг- йитных меток включатель 2 устанавлвают в замкнутое состояние, скважин йый прибор 1 опускают ниже интервал |-(а котором установлены магнитные Метки. На этой глубине с помощью б|лока 16 управления обнуляют счет- Мик 17 сигналов скважинного прибора фчислитель 18 переводится в режим измерения параметра и передачи из- Иеренных величин в запоминающий блок 19, который переводится в режи Записи.

При прохождении скважинным прибо- р|ом 1 первой снизу магнитной метки сигнал от скважинного прибора 1 че- Йез входной включатель 2 поступает Ца второй вход регистратора 20, на аналоговый вход пикового детектора / и вход формирователя 3 сигналов С|кважинного прибора 1 .Формирователь г|реобразует сигнал в прямоугольный импульс, по фронту которого формирователь 6 формирует узкий импульс Сброса предыдущего значения пикового Детектора 7, осуществляет гашение предыдущего кода АЦП 9, переводит счетчик 17 сигналов скважинного прибора в следующее состояние и дает команду-вычислителю lB на перенос измеренной величины в запоминающий блок 19. После сброса пиковый детектор 7 выделяет и запоминает максимальную амплитуду сигнала магнитной метки, поступающего на аналоговый 13ХОД детектора 7 и сохраняет это значение до следующей магнитной метки. По спаду прямоугольного импульса с выхода формирователя 3 АЦП 9 осуществляет преобразование величины сигнала на его аналоговом входе в цифровой код. После окончания преобразования с появлением кода на цифровом выходе АЦП 9 появляется сигнал готовности на выходе Готовность данных АЦП 9 в виде логического нуля. Спад этого сигнала переключает триггер 10 в единичное состояние. Логическая единица с его выхода, поступая одновременно на вх сброса счетчика 12, освобождает его для счета импульсов, и на вход уп8

О

5

равления генератора 11 импульсов запускает его. Импульсы с вь1хода генератора 11 изменяют последовательно код на выходе счетчика 12 а через коммутатор 15 поступают на первый информационный вход вычислителя 18, Изменение кода на выходе счетчика 12 осуществляется до момента сравнения его с кодом на цифровом выходе АЦП 9, При этом на выходе элемента И сравнения появляется логический нуль, который воздействует на второй вход триггера 10 и переключает его в нулевое состояние. Логический нуль с выхода триггера 10 сбрасывает счетчик 12 и выключает генератор 11. Число поступающих на первый информационный вход вычислителя

0 18 импульсов пропорционально величине магнитной метки и фиксируется в вычислителе 18, С приходом очередного сигнала от скважинного прибора 1 повторяется описанная выше процеду5 ра. Так повторяется операция измерения амплитуд всех проставленных Mai- нитных меток и запоминания измеренных значений в каждом адресе запоминающего блока 19.

0 Затем создают максимально допустимое механическое воздействие на колонну труб (кручение и растягивание, раздельно или одновременно), Сква- жинный прибор 1 опускают на начало

С интервала измерения, с помощью блока 16 управления обнуляется счетчик 17, запоминающий блок 19 переводится в режим считывания, вычислитель 18 переводится в режим вычисления раз0 ности дв,ух измерений, В данном случае разности амплитуд магнитных меток и передачи накапливающейся суммы величин приращений на регистратор 2,0,.

При движении скважинного прибора 1 вверх и прохождении мимо первой магнитной метки формирователь 3 вы- |дает сигнал на занесение информации из очередной (первой) ячейки запоминающего блока 19 в вычислитель 18, Амплитуда магнитной метки преобразуется в код описанным способом, как при первом измерении, а вычислитель 18 вычисляет разность (приращение) величин амплитуд двух измерений. При регистрации амплитуды второй магнитной метки разность амплитуд суммируется с приращением первой магнитной метки (в общем случае с

суммой прелыдущих значении разностей амплитуд). Эта сумма передается на регистратор 2. Процедура повторяется до завершения измерения амплитуд всех проставленных магнитных меток.

Ниже верхней границы прихвата деформация колонны труб не распространяется, в результате магнитные метки не размагничиваются, поэтому . д в этом интервале аналоговая разностная кривая будет иметь нулевой уровень, изменяющийся в пределах точности измерения, выше же верхней границы прихвата появится накапливающийся J5 разностный сигнал, что и укажет на место расположения верхней границы прихвата.

Регистрация суммарной разности сигналов магнитных меток позволяет 20 с большей точностью определить верхнюю границу прихвата по наличию или отсутствию этого .сигнала, так как о месте прихвата судят не по разности амплитуд отдельных меток, а по 25 сумме разностей амплитуд. В результате повышается точность определения места прихвата в случае работы с магнитными метками.

Применение. устройСл;ва позволяет зо сократить время определения верхней границы прихвата, так как не только процесс измерения, но и этап обраотки результатов измерения перевоится в автоматический режим. Формула изобретения

Устройство для определения верхней границы прихвата колонны труО, содержащее скважинный прибор, форми- рователь сигнала скважунного прибора, датчик глубины, счетчик сигналов скважинного прибора, вычислитель; запоминающий блок, блок управления и регистратор, причем выход формиро- j вателя сигнала скважинного прибора соединен с входом счетчика сигналов скважинного прибора и первым управляющим входом вычислителя, второй выход которого подключен к первому 50 входу регистратора., первый выход соединен с информационным входом за- . поминающего блока, вь1ход которого

35

40

01365

10

. д ыJ5

20 25зо

j 50.

35

40

подключен к второму информационному входу вычислителя, адресный вход соединен с выходом счетчика сигналов скважинного прибора, управляющий вход подключен к второму управляющему входу вычислителя и первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с управляю1цим входом счетчика сигналов скважинного прибора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено источником импульса намагничивания, кнопкой простановки магнитных меток, входным выключателем, формирователем импульса, пиковым детектором, аналого-цифровым преобразователем, триггером, генератором импульсов, счетчиком, переключателем, элементом сравнения и коммутатором, причем скважинный прибор соединен через кнопку простановки магнитнь1х меток с источником импульса намагничивания, а через входной включатель подключен к входу формирователя сигналов скважинного прибора, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и входом формирователя импульса, выход которого подключен к управляющему входу пикового детектора, вход которого соединен с входом формирователя сигналов скважинного прибора и вторым входом регистратора, выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, информационный выход подключен к счетному входу триггера, установочный вход которого соединен с выходом элемента сравнения, выход подключен к управляющему входу счетчика и управляющему входу генератора импульсов, выход которого соединен с первым входом коммутатора и входом счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, при этом выход датчика глубины соединен с вторым входом коммутатора, управлякмций вход которого подключен к переключателю, а выход соединен с первым информационным входом вычислителя.

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель - повышение точности определения границы прихвата. Устройство содержит скважинный прибор 1, формирователь 3 сигналов скважинного прибора, счетчик 17 сигналов скважинного прибора, вычислитель 18, запоминающий блок 19, регистратор 20, блок 16 управления, датчик 8 глубины. Для достижения цели устройство имеет источник 4 магнитных меток, кнопку 5, включатель 2, формирователь 6, пиковый детектор 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, триггер 10, генератор 11, счетчик 12, элемент 14 сравнения, коммутатор 15, переключатель 13. Элементами 5 и 2 устройство переводится в режим простановки меток на трубах и режим считывания амплитуд последних или фиксации замковых соединений. Переключатель 13 управляет коммутатором 15. При первом измерении в блок 19 заносится код расстояния между замковыми соединениями или код амплитуды метки. Код последней образуется при сравнении выхода АЦП 9 и содержимого счетчика 12 в элементе 14. Триггер 10 управляет работой генератора 11. Импульсы с последнего поступают через коммутатор 15 в вычислитель 18. Код амплитуды метки хранится в блоке 19. При втором измерении после растягивающего усилия в вычислителе 18 образуется накапливающееся приращение длин или амплитуд. Ниже верхней границы прихвата регистратор 20 фиксирует кривую на нулевом уровне. Выше верхней границы появляется накапливающийся разностный сигнал, который указывает на границу прихвата. 1 ил.