Устройство для записи диаграммы перемещения бурильного инструмента Советский патент 1977 года по МПК E21B47/00 G01V9/00 

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при проведении каротажа скважин в процессе бурения автономными системами. При производстве наблюдений в процессе каротал а регистрируют углубление бурильного инструмента.

Известны конструкции устройств для измерения глубин в процессе, состоящие из калиброваниого ролика, барабана измерительного шнура и счетчика оборотов 1.

Известно устройство, состоящее из измерительного и прижимного роликов, между «оторыми размещен талевый калат, редуктор и сельсиН-датчи.к, размещенные на плите 2J.

В автОНОмном приборе в процессе бурения скважины регистрируются дискретные значения геофизических параметров через заданный интервал времени (15, 30, 60 или 120с). Для привязки зарегистрированной информации к глубине во время каротажа в процессе бурения на поверхности регистрируется углубление бурильного инструмента в функции времени, .при этом записываются метки глубины, фор-мируемые через заданный щаг квантования по глубине на диаграммной ленте, которая щагом смещается на определенную длину через зададпый интервал времени (15, 30, 60 или 120 с), устанавливаемый таким же, ка-к и в автонОМном приборе.

Известно устройство для записи перемещения бурильного инструмента, состоящее из хронометра, связанного с блоком формирования меток времени, датчика глубин, соединенного с входом блока формирования меток глубиН через заданный щаг квантования по глубине, и регистратора со схемой управления. Регистрация меток глубины в функции времени производится на перфоленте путем перфорации отверстий. В известном устройстве импульсы характеризующие метки времени, управляют щаговым смещением перфоленты .(на одно синхроотверстие), импульсы, характеризующие метки глубины, управляют перфоратором, производящим пробой отверстий.

Таким образом, при постоянной скорости бурения и при соответствующем выборе щага квантования по времени на уровне каждого синхроотверстия перфорируется отверстие, характеризующее метку глубины. В связи с тем,

что скорость бурен 1я непостоянна и может колебаться в щироких пределах, щаг квантования по времени выбирается исходя из максимально предполагаемой скорости бурения. При низких скоростях бурения метки глубины

регистрируются через несколько щагов квантования по времени (щагов смещения перфоленты), а при наибольщей скорости бурения - на уровне каждого синхроотверстия.

Однако в известном устройстве в процессе

бурения неизбежны незапланированные случаи «провала бурового инструмента, превышение скорости бурения против наибольшей, определенной по данным бурения соседних скважин или предыдущего долбления данной и др. Вследствие этого возможны случаи регистрации нескольких меток глубины на участке перфоленты после однократного смещения ее, т.е. перфоратор, пробивающий отверстие признака глубины, включается на одном и том же участке перфоленты без смещения ее несколько раз. В результате одно такое отверстие характерИзует несколько меток глубины, число которых определить невозможно.

Следовательно, при обработке диаграмм автономного прибора и глубиномера для получения диаграммы параметра в функции глубины на Некоторых участках результирующей диаграммы (на тех, где скорость бурения превышает предполагаемую, наибольшую) искажается информация по оси глубин.

Кроме того, в случае одновременного поступления на регистратор импульсов метки глубин и метки времени метка глубин на диагра.мме перемещения бурильного инструмента не может быть зарегистрирована из-за того, что каманда на регистрацию подается только после смещения диаграммной ленты, которое осуществляется по сигналу метки времени.

С целью повышения точности регистрации глубин путем исключення погрешности из-за совпадения меток глубин на диаграммной ленте и совпадения импульсов метки глубин и метки времени в предлагаемое устройство для записи диаграммы перемещения бурильного инструмента введен многоразрядный счетчик импульсов, дешифратор и ключи, при этом ключи по цепи управления соединены со схемой управления регистратором, вход многоразрядного счетчика соединен с блоком формирования меток глубин, выходы его через дешифратор и ключи соединены с соответствующими каналами записи регистратора, а цепь сброса счетчика соединена с выходОМ блока формирования меток времени.

На чертеже дано предлагаемое устройство.

Устройство для записи диаграммы перемещения бурильного инструмента состоит из хронометра 1, связанного с блоком 2 формирования меток времени, датчика 3 глубин, соединенного с входом блока 4 формирования меток глубин, устройства 5 управления регистраторОМ ,и регистратора 6, диаграммной ленты 7, многоразрядного счетчика, состоящего из нескольких триггеров 8-11, вход которого соединен с выходом блока 4 формирования меток глубин, а цепь сброса - с выходом блока 2 формирования меток времени, дешифратора 12, соединенного но входу с выходом многоразрядного счетчика, а по выходу - с ключами 13-16, выходы последних соединены с каналами записи регистратора, а цепи управления ключей - с первым выходом устройства 5 управления регистратором, вход которого соединен с выходом блока 2 формирования меток времени, а второй выход - с элементами протяжки носителя записи регистратора.

Устройство для записи перемещения бурильного инструмента работает следующим образом.

После включения устройства хронометр 1 вырабатывает тактовые импульсы, которые с

помощью блока 2 преобразовываются с метки времени через заданный шаг квантования (15 30, 60 или 120с). Эти метки времени, представленные электрическими импульсами, подаются на устройство 5 управления и цепь сброса многоразрядного счетчика на триггерах 8-11, при этом второй выход устройства 5 управляет однократным смещением перфоленты 7, а счетчик сбрасывается на нуль. При углублении бурильного инструмента датчик 3

глубины выдает непрерывный сигнал о глубине, который в блоке 4 преобразовывается в импульсы, характеризующие тот или иной шаг квантования по глубине, т. е. каждый импульс характеризует углубление бурильного

инструмента на 0,1; 0,2; 0,5 или 1 метр.

Импульсы (метки) глубины подаются на вход многоразрядного счетчика, который просчитывает их в интервале между двумя соседними метками времени. При поступлении

метки времени на цепь сброса счетчика последний передвигает запомненное значение числа меток глубины в дешифратор 12 и освобождается для нового счета. В соответствии с положением дешифратора сигналы подаются на соответствующие ключи 13-16, а после перемещения носителя записи (перфоленты) с второго выхода устройства управления ретистратором подается сигнал на цепи управления ключами, включаются записывающие

устройства каналов регистратора. Например, если в интервале между двумя метками времени формируется одна метка глубины, то в триггере И запоминается «1, а на остальных-«О, тогда после прихода метки времени через ключ 16 сигнал поступает только на перфоратор верхней дорожки (канала), в результате чего отверстие в верхней (правой) дорожке характеризует один шаг квантования по глубине. Если же приходят две

метки глубины, то единица запоминается только в триггере 10, тогда одно отверстие на второй дорожке характеризует два шага квантования по глубине. Если за один шаг квантования по времени приходят три метки глубины,

то на одном нормальном к оси перфоленты уровне пробиваются два отверстия (на первой и второй сверху дорожках) и т.д.

Технико-экономическая эффективность предложения определяется тем, что повыщается точность регистрации углубления бурильного инструмента, а следовательно, отпадает дополнительная работа, связанная с корректировкой исходных данных при перезаписи диаграмм каротажа в процессе бурения.

Формула изобретения

Устройство для записи диаграммы перемеще«ия бурильного инструмента, состоящее из хронометра, связанного с блоком формирования меток времени, датчика глуби-ны, соединенного с блоком формирования меток глубин, и многоканального регистратора со схемой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации глубин и исключения ошибки при совпадении импульсов меток глубины и времени, в него введены многоразрядный счетчик импульсов, дешифратор и ключи, при этом ключи соединены со схемой управления регистратором, вход многоразрядного счетчика соединен с блоком формирования меток глубии, выходы многоразрядного счетчика через дешифратор и ключи соединены с соответствующими каналами записи регистратора, а цепь сброса счетчика соединена с выходом блока формирования меток времени.

Источники информации, использованные при экспертизе:

1Авторское свидетельство СССР №234296, М. Кл.2 Е 21В 47/04, 10.01.69.

2Авторске свидетельство СССР № 446638, М. Кл.2 Е 2IB 47/04, 15.10.74.

3. «Глубиномер аппаратуры каротажа скважин в процессе бурения Сб. геофизическая аппаратура, изд. «Недра, № 51, 1973 г., стр. 97-99 (прототип).

7 S

гпуБин