Изобретение относится к области геофизических исследований скважин в процессе их бурения, в частности, к телеметрическим системам с передачей электрических сигналов по колонне бурильных труб.
Геофизические измерения, выполненные через минимальный промежуток времени после вскрытия пластов, позволяют получить достаточно нол1нле и надежные сведения о разрезе для принятия соответствующего технического решения. Как правнло, для передачи информации о горных породах на поверхность используется беспроводной электрический канал связи по бурильным трубам, в качестве передатчика служит электромашинный генератор неременного тока.
Поскольку основные параметры генераторапередатчика рассчитываются исходя из усредненных данных по скважинам определенных разрезов и условий, то надежная связь с устьем может быть осуществлена только в тех случаях, когда скважинные условия не имеют значительиых отличий от расчетных. Более того, даже при бурении одной и той же скважины не исключена возмож.чость чередования пластов, с очень низкими и сравнительно высокими электрическими сопротивлениями, поэтому на отдельных участках разреза выходное сопротивление генератора не соответствовать величине внешней нагрузки. Все
это значительно снижает дальность действия канала, помехоустойчивость и универсальность системы.
В нредлагаемой системе обеспечивается дискретная автоматическая регулировка величины внутреннего сопротивления генератора за счет переключения секций его обмотки (низкоомной и высокоомной) релейным устройством срабатывающим в зависимости от величины
внешней нагрузкн, что .позволяет согласовать нередатчнк с тем или иным разрезом.
Управляющая цепь ре.тейного устро11ства соединена с выходом дополнительного измерительного устройства.
Последнее содержит генератор переменного напряжения, соединенный через первичную обмотку трансформатора с корпусом забойного снаряда, и последовательно соединенные выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, и пороговое устройство, выход которого соединен с унравляющей цепью реле.
Телеметр 1ческая сисаема состоит из забойного снаряда и наземного устройства для нриема, выделения и регистрации данных глубинных измерений с привязкой их к глубине скважины. Наземная аппаратура скомпонована из известных типовых блоков.
аппаратурного коптейнера и турбогеператорного агрегата.
Геофизический зонд содержит разделитель / для электрического разобщения колонны бурильных труб и изолированную трубу 2 с зондовыми электродами А и М. В герметичный аппаратурный контейнер 3 помещена измерительная аппаратура и схема согласования генератора передатчика с внешней нагрузкой в канале связи. Измерительная аппаратура состоит из генератора 4 зондирующего тока, измерительного усилителя 5, блока управления 6, модулятора 7 и релейного блока 8.
Схема согласования передатчика включает в себя генератор 9, тра 1сформатор тока 10, выпрямитель 11, пороговое устройство 12 и релейное устройство 13.
Турбогенераторный агрегат содерлсит гидротурбину 14, уплотнительный сальник 15, трехфазный генератор 16 с силовой 17 и передающей обмотками. Передающая обмотка состоит из высокоомной 18 и низкоомной 19 секций. Обмотка 17 трехфазного генератора 16 и выпрямитель 20 служат для стабилизированного питания электронной системы снаряда.
Работает глубинная аппаратура следующим образом.
При наличии промывки в скважине турбина 14 приводит в движение трехфазный генератор 16, вырабатывающий переменный ток с частотой, равной частоте вращепия турбины.
Релейный блок 5, управляющий щиротноимпульсным модулятором 7, осуществляет коммутацию сигналов в каиале связи, подключая или отключая передающую обмотку генератора на определенные отрезки времени, причем длина паузы определяется величиной соответствующих параметров, измеренных усилителем 5, например (K.C) и (ЯС); разница в длительности токовых посылок 4 или исиользуется для разделения каналов.
Блок управления 6 производит последовательный опрос каналов и управляет модулятором при формировании токовой посылки. Полупроводниковый генератор 4 зондирующего тока создает измерительное электрическое иоле.
Релейное устройство 13, управляемое пороговым устройством 12, автоматически подключает к каналу связи высокоомную 18 или низкоомную 19 секцию передающей обмотки генератора в зависимости от величины внешней нагрузки, определяемой в основном сопротивлением заземления низа бурильиой колонны.
Сопротивление заземления колонны определяется генератором 9, подключенным к каналу связи и работающим по частоте, отличной от частоты тока генераторов 4 и 16. Поскольку
генератор 9 и передающая обмотка генератора 16 нагружены на одну и ту же цень, ток в цепи генератора 9 будет характеризовать нагрузку нередающей обмотки генератора 16 и степень его согласования с ней.
Напрял ение с трансформатора тока 10, выпрямленное выпрямителем 11, подается на пороговое устройство 12 чувствительного на изменение тока в цени измерительного генератора (например, триггера Шмитта) и срабатывающего в зависимости от его величины.
Предмет изобретения
Телеметрическая система для геофизических
исследований скважин в процессе бурения, использующая гальванический канал связи и состоящая из забойного снаряда, содержащего геофизнческие датчики, канальные преобразователи, электрический разделитель колонны,
электромашинный генератор с силовой и передающей обмоткамн, стабилизированный источник питания, и наземного устройства для приема, выделе1П1Я и регистрации данных глубинных измерений, отличающаяся тем, что, с
целью повышения дальности действия и помехоустойчивости системы, обмотка генератора содержит низкоомную и высокоомную секции, попеременно подсоединяемые в зависимости от величины внешней нагрузки к каналу связи
релейным устройством, управляющая цепь которого соединена с выходом дополнительного измерительного устройства, содержащего генератор переменного напряжения, соединенный через первичную обмотку трансформатора с корпусом забойного снаряда, и последовательно соединенные вынрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, и пороговое устройство, выход которого соедипен с управляющей цепью реле.
