АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГАЗОКАРОТАЖНАЯ СТАНЦИЯ Советский патент 1965 года по МПК E21B49/08 G01V11/00 

Изобретение относится к устройствам для проведения газового каротажа.

Известны автоматические газокаротажные станции с регистрацией аналоговых кривых изменения параметров, причем регистрация кривой изменения каждого параметра производится отдельны.м регистрирующим прибором. Эти станции содержат датчики для измерения параметра, глубиномер, расходомер бурового раствора, хроматограф и устройство для автоматического преобразования сигналов действующих глубин в сигналы истинных глубин.

Предложенная автоматическая газокаротажная станция обеспечивает регистрацию большого комплекса параметров одновременно в аналоговой форме в виде кривой, показываЕОщей изменение параметра в функции глубины скважины, и в дискретной форме в виде кода, пригодного для непосредственного ввода в универсальную цифровую вычислительную мащину. Регистрация аналоговых кривых каждого параметра в функции глубин обеспечивает возмои ность оперативных геологических заключений, а регистрация в дискретной форме - возможность машинной обработки и интерпретации зарегистрированных материалов по любой методике. Для сокращения количества регистрирующих приборов все параметры сведены в три группы.

Первая группа связана с буровым раствором и шламом. К этой группе относятся суммарные газопоказания, иитенснвность люминесценции бурового раствора, параметры бурового раствора и шлама и т. п. Все эти параметры как бы переносятся с забоя до места измерения (устье скважины) буровым раствором, как каналом связи, и поэтому их необходимо регистрировать не в функции действующих глубин (глубин забоя скважины в момент измерения данного параметра), а в функции истинных глубин (глубин забоя скважины в момент вскрытия пласта, который характеризуется данным значением параметра).

Переход от действующих к истинным глубинам производится с помощью так называемой величины «отставания - величины углубления скважины за время движения бурового раствора от забоя до устья скважины.

Вторая группа параметров, характеризующих технологию проводки скважины, регистрируется в функции действующих глубин. К этой группе относится скорость проходки или обратная ей величина - время бурения 1 м

скважины, расход бурового раствора на выходе скважины, коэффициент разбавления и т. п.

Третья группа параметров характеризует результаты хроматографического анализа бупонеитов газов). Эта группа может измеряться только дискретно - пе чаще, чем через определенные интервалы времени (время цикла одного анализа хроматографа), а регистрация параметров должна производиться в функции истинных глубин.

Одновременная регистрация каждой групны параметров в аналоговой форме в виде кривой н в дискретной форме в виде кода возможна благодаря тому, что для каждой групны параметров имеется свое регистрирующее устройство, выполненное в виде многоточечного электронного самопищущего потенциометра с пространственным преобразователем типа «угол-код, установленным на валу реохорда потенциометра, и ленточного перфоратора, фиксирующего дискретное значение параметра по команде контактного устройства, механически связанного с печатающей кареткой нотенциометра.

На чертеже изображена блок-схема автоматической газокаротажпой станции.

Для регистрации параметров нервой группы в функции истинных глубин станция имеет ряд датчиков па буровой: датчик / глубии, выключатель 2 «мертвого конца и расходомер 3 бурового раствора на выходе скважины. По данным датчика / ц выключателя 2 глубиномером 4 станции определяются действующие глубины Нд. Станция имеет счетно-рещающее устройство 5, автоматически получающее сигиалы истинных глубин Я„ по сигналам действующих глубии, поступающих с глубиномера, и расхода бурового раствора Qew-v поступающих от расходомера. Величина отставания определяется экспериментально и периодически в виде объема затрубного пространства сквалшиы вводится в устройство 5. Для исключения потерь газа, возникающих при контакте бурового раствора с атмосферой, буровой раствор специальным устройством 6 отбирается из затрубного пространства скважины и с помощью насоса 7 подается в дегазатор непрерывного действия 8. Из дегазатора газ для анализа поступает в суммарный газоанализатор 9.

Для увеличения динамического диапазона регистрации суммарных газопоказаний газоанализатор имеет два выхода. С первого выхода снимается сигнал, пропорциональный суммарным газопоказаниям в основном масщтабе .j,, а со второго выхода - сигнал Гсум.заг, загрубленный, напрнмер, в 10 раз.

Интенсивность люминесценции бурового раствора Л ,о„ измеряется с помощью желобного люминоскопа 10. При иеобходимости регистрации других параметров первой группы, например физических свойств бурового раствора, на буровой устанавливаются соответствующие датчики 11, 12 W. т. д.

Регистрация аналоговых кривых параметров первой группы в функции истинных глубин Л / (Ни) производится регистрирующим прибором 13, вынолненным в виде многоточечного электронного самоиищ щего потенциометра, к коммутатору 14 которого подключены выходы суммарного газоаиализатора 9, люминоскоп 10 и датчики //, 12.

Регистрация параметров в газовом каротаже нроизводится через определенные интервалы глубин Я„ . Сигналы действующих глубин //и поступают на устройство 5, с выхода которого подаются сигиалы Я„ через указанные интервалы истинных глубни.

При поступлении на командный прибор 15 регистратора 13 сигиала истинных глубин Я„ нуль-оргаи регнстатора с номощью коммутатора 14 подключается к первому выходу газоанализатора 9, регистратор отрабатывает величину и наносит ее на неподвижную ленту в виде точки с ипдексом «1. Затем коммутатор подключает нуль-оргаи регистратора ко второму выходу газоанализатора, регнстратор отрабатывает значение Гсум.зигр и

фиксирует его на ленте в виде точки с индексом «2. Затем отрабатывается зиачение Л , и фиксируется па ленте в виде точкн с иидексом «3 и т. д. После фиксации значений всех параметров первой группы командный прибор 15 подает комаиду на протяжку ленты регистратора на необходимую длину, обеспечивающую запись в выбранном масштабе глубиЕТ.

После протяжки ленты регистрнрующий

прибор выключается до поступления следующего сигнала истиииых глубин от устройства 5, носле которого цикл регистрации повторяется в описанном порядке. Последовательность одноименных точек образует аналогичную кривую изменения соответствующего параметра.

Для регистрации параметров в кодовой форме с валом реохорда регистратора 13, угол поворота которого нропорционалеп амплнтуде регистрируемого нараметра, механически связан пространственный преобразователь 16 типа «угол-код со своим считывающим устройством 17 н ленточным перфоратором 18. Сигнал на ленточный перфоратор 18

на регистрацию групиы параметров подается от комапдного прибора 15 регистратора 13.

Для синхронизации момента нанесения значения регистрируемого параметра на ленту

регистратора 13 и перфоратора 18 сигнал на стартовый электромагнит перфоратора для регистрации данного нараметра подается контактным устройством 19, связанным с печатаюндей кареткой регистратора.

Регистрация параметров второй группы в функции действующих глубин В F(Hg ) в основном аналогична описанной выще.

В стагщии имеются соответствующие счетпо-рещающие устройства: устройство 20 для

определеиия скорости проходки Ve или времени бурения одного метра скважины 7,, подключенное к глубиномеру 4, устройство 21 для онределения коэффициента разбавления Е, подключенное к глубиномеру 4 и расходода бурового раствора на выходе скважины QB,, подко1юченное к расходомеру 3.

При расширении комплекса параметров второй группы на буровой устанавливаются дополнительные датчики 23, 24 и т. д., а в станции соответствуюш,ие счетно-решающие устройства 25, 26 и т. д.

Регистратор параметров второй группы полностью аналогичен описанному выше. Он содержит многоточечный самопишуш,ий потенциометр 27 с преобразователем 28 типа «угол-код, связанным с валом реохорда, коммутатор 29, командный прибор 30 и контактное устройство 31. связанное с печатаюш,ей кареткой, считывающее устройство 32 и ленточный перфоратор 33. Регистрация группы параметров производится после поступления на командный прибор 30 сигнала действующих глубин Нд от глубиномера 4.

Регистрация параметров третей группы (содержание предельных углеводородных газов, например от метана А до гексана Г, или других компонентов) в функц.ш истинных глубин С ф (Яц) имеет некоторую специфику. Обычная хроматограмма, характеризующая содержание этих компонентов в буровом растворе, имеет вид серий пик, смещенных по оси времени. Для регистрации амплитудных значений пик станция снабжена определителем максимумов, подающим в момент максимума пики команду на регистрацию содержания каждого компонента в аналоговой и дискретной форме.

Аппаратура станции для регистрации параметров третьей группы включает выносной блок 34 хроматографа на буровой, измерительный блок 35 хроматографа в станции, подключенный к регистрирующему прибору, который так же, как и для других групп параметров, состоит из многоточечного потенциометра 36 с пространственным преобразователем 37, командного прибора 38, контактного устройства 39, считывающего устройства 40 и ленточного перфоратора 41.

Регистрация группы параметров начивается после поступления сигнала истинных глубин Я„ от устройства 5 на командный прибор 38 регистратора, который запускает хроматограф на очередной цикл анализа. Команда на фиксацию значения параметра на ленте потенциометра 36 поступает от определителя максимумов 42 в момент достижения пикой максимума. Определитель подключен к потенциометру 36 и производит определение максимума пики по изменению знака производной с на ноль или по изменению фазы напряжения в управляющей обмотке реверсивного электродвигателя нуль-органа

регистратора. Регистрация параметров третьей группы в дискретной форме полностью аналогична регистрации параметров первой и второй групп.

Для нанесения на перфоленту дополнительных данных, которые необходимо ввести в универсальную цифровую вычислительную машину (исходная глубина забоя скважины при начале измерений, интервалы глубин, через

которые производится регистрация параметров и др.), в станции имеется специальное устройство 43 с пространственным преобразователем 44 типа «угол-код для набора значений указанных параметров в закодированном

виде, устройство 45 для считываиия этих величин на ленточный перфоратор и переключатель 46 для поочередного подключения этих устройств к перфораторам 18, 33 и 41, регистрирующим параметры первой, второй и третьей групп.

Предмет изобретения

Автоматическая газокаротажная станция с регистрацией нескольких групп параметров через определенные интервалы глубин, в том числе группы параметров, связапных с буровым раствором и шламом (например, суммарные газопоказания) в функции истинных глубин, группы параметров бурения в функции действующих глубин и группы параметров хроматографического анализа бурового раствора в (функции действующих грубив, содержащая датчики для измерения каждого параметра, глубиномер сквал ины, расходомер бурового раствора, хроматограф и устройство для автоматического преобразования сигналов действующих глубин в сигналы истинных глубин, отличающаяся тем, что, с целью одновременной регистрации параметров в аналоговой форме для оперативных геологических заключений и в дискретной форме в виде кода, пригодного для непосредственного ввода в универсальную цифровую вычислительную машину, а также с целью синхронизации момента фиксации параметра в аналоговой и дискретной форме, станция содержит; для регистрации каждой из групп параметров свое регистрирующее устройство, выполненное в виде многоточечного электронного самопишущего потенциометра с пространственным преобразователем типа «угол-код, установленным на валу реохорда потенциометра, п ленточного

перфоратора, фиксирующего дискретное значение параметра по команде контактного устройства, механически связанного с печатающей кареткой потенциометра.