УСТРОЙСТВО для КАРОТАЖА СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕБУРЕНИЯ Советский патент 1968 года по МПК E21B47/12 G01V3/20 

Известны способы и аппаратура для проведения каротажа скважин в процессе бурения с передачей информации на дневную поверхность с помощью электрических сигналов по колонне бурильных труб.

Такая аппаратура состоит из патрубка, расположенного между долотом и колонной труб, который покрыт на длину 4-10 м электроизоляционным и износостойким материалом, на котором монтируются электроды зонда и электрод передачи, внутри которого в контейнере располагается измерительная аппаратура, аппаратура формирования сигнала для ввода в канал связи и автономный источник питания.

Электроды зонда и электрод передачи соединяются со скважинной аппаратурой.

Однако в этих устройствах дальность действия канала связи ограничена и точность измерения электрической характеристики пород невысокая.

В предлагаемом устройстве для осуществления надежной связи забойной аппаратуры с наземным приемным устройством и уверенной передачи электрических сигналов пра,ктически второй электрод передачи, выполняющий и функции токового электрода, расположен ближе к устью скважины. Этот электрод передачи выполнен в виде диска с отверстием для протока бурового раствора. На диске при помощи электрической муфты подвещивается кабель. На его нижнем конце имеется электрическая муфта с направляющими ребрами, цептрирующими ее по отношению к конусному контакту скважинного прибора. С конусны.м контактом муфта соединяется под действием собственного веса.

На фиг. 1 показана общая схема описываемого устройства; на фиг. 2 - конструктивное выполнение соединения кабеля через муфту со скважинным прибором.

Устройство содержит колонну / бурильных труб, подвещенпую к квадрату 2, патрубок 3, покрытый электроизоляционным и износостойким материалом, на котором смонтированы токовый электрод 4 зонда, являющийся одновременно электродом передачи, и измерительные электроды 5 и 6, долото 7, скважинный прибор 8, состоящий из автономного источника питания, измерительной схемы, преобразователя сигнала информации и генератора зондирующего тока; трубу 9, в которой проходят провода, связывающие электроды зонда с аппаратурой скважинного прибора; нижнюю муфту 10 кабеля 11 и 1Г, верхнюю полумуфту 2 для механического крепления и электрического контакта кабеля с диском 13, образующим электрод 14, лебедку 15, ;на ;которой намотаны (Куски кабеля 11 н 11, приемные электроды 16, 17 и 18, избирательный усилитель 19, регистратор 20 и две полумуфты 21 для соединения двух кусков кабеля. Кроме JToro, имеется нижняя свеча 22 колонны бурильных труб; муфта 23, связывающая свечу с натрубком 3; элемент 24, на котором нодвешен скважинный ирибор, в котором проходит провод 25 от преобразователя и установлен конусный контакт, состоящий из токопроводящего стержня 26, впрессованного в конусную изолирующую втулку 27; накидная гайка 28, с помощью которой конусный контакт фиксируется на крестовине элемента 24; кабель 29; ниппель 30 с заделанными стренгами брони кабеля; жила 31 кабеля; кабельный патрон 32 корпус 33 муфты с направляющими ребрами 34, внутри которого находится гнездо 35, изолированное от корпуса резиновой втулкой 36.

Устройство работает следующим образом. В условно принятый момент между электродами 4 и 14 (колонна труб) протекает неременный ток. От этого тока на измерительных электродах возникает разность потенциалов, пропорциональная удельному сопротивлению окружающих пород. После усиления величина этой разности потенциалов определяет один из параметров переменного тока, например частоту. От тока электродов 4 и 14 на поверхности между устьем скважины (электрод 16) и-удаленным электродом 37 на поверхности появляется разность потенциалов, частота которой равиа частоте тока передачи, т. е. пропорциональна измеряемому параметру. Эта разность потенциалов после усиления избирательным усилителем 19 демодулируется, и регистратор 20 записывает кривую р ф(). Вначале при бурении скважины от О до глубины 4 кабель в скважину не спущен и передаваемый сигнал подводится к электроду 4 и металлу патрубка 3 через изолированный от корпуса скважннного прибора коитакт и глинистый раствор в трубах. При бурении от О до глубины /о этот контакт может соединяться также с металлом трубы и с помощью металлической перемычки любой конструкции. После проходки глубины /о s трубу с лебедки 15 спускается кабель 11. Верхняя муфта кабеля соединяется с диском электрода 14. Соединение производится при подвеске колонны труб на роторе с помощью элеватора и при отведенном квадрате 2.

муфта кабеля соединяется с конусным контактом с помощью направляющих ребер 34, которые начинают скользить по поверхности высаженной части, что почти приводит к совмещению осей муфты и контакта. Так как и контакт, и резиновая муфта 36 имеют конусные поверхности, то но мере спуска кабеля муфта по контакту ориентируется на совмещение осей и благодаря прорези в стержне 26 осуществляется надежный электрический контакт между стержнем и гнездом 35. Механическое и электрическое соединение муфты и контакта осуществляется под действием собственного веса муфты и кабеля. После проходки еще 4 метров спускается следующий, кусок .кабеля 11 длиной /о, и нроцеесс повторяется.

Предмет изобретения

Устройство для каротажа скважин в процессе бурения, использующее передачу информации на дневную новерхность в виде электрических сигналов по колонне бурильных труб, состоящее из скважинного нрибора, стационарно укрепленного в патрубке призабойной части колонны труб, содержащего датчики для измерения геофизических параметров, измерительную схему, электрический

преобразователь и генератор зондирующеготока; двух электродов передачи, один из которых смонтцрован па изоляционном покрытии патрубка, а второй связан с металлом труб; двух приемных электродов, один из которых соединен с колонной труб у устья скважины, а другой отнесен на некоторое расстояние от устья, а также измерительного и регистрирующего устройств, отличающееся тем, что, с целью увеличения дальности телепередачи электрических сигналов от скважинного прибора к наземным приемным электродам, упрощения скважинной и наземной аппаратуры и повышения точности измерения, в нем второй электрод передачи выполнен в виде

диска, имеющего отверстия для протока бурового раствора, и вмонтирован в колонну бурильных труб у устья скважины на таком расстоянии от дневной поверхности, при котором осуществляется уверенный прием сигналов на фоне помех и исключается влияние тока передачи на датчики измеряемого параметра, а скважинный прибор в месте крепления его на латрубке снабж;ен конусным контактом с токопроводящим стержнем, связанным с электрическим преобразователем с изолированным от корпуса прибора усеченной конусной изоляционной втулкой, и связан со вторым электродом передачи посредством электрического кабеля, имеющего на концах

электрические муфты, верхняя из которых выполнена в виде кабельного патрона с изоляционной втулкой и стержневым контактом и с помощью накидной гайки механически и электрически соединена с диском электрода

передачи, а нижняя содержит изоляционную втулку с внутренней конусной поверхностью и гнездом для соединения с конусным контактом прибора под действием собственного веса и имеет направляющие ребра, с помощью которых она центрирована относительно конусного контакта.

15

Рл/я

- 29

Фиг.2