Устройство для определения места прихвата колонны бурильных труб Советский патент 1978 года по МПК E21B47/09 

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам, позволяющим определять верхнюю границу прихвата колонны труб.

Известно устройство для определения места прихвата, снабженное управляемым с поверхности многонолюсным электромагнитом, с помощью которого магнитоунругий бесконтактный датчик фиксируется у стенки трубы 1.

Известно также устройство для определеНИН места прихвата колонны бурильных труб, включающее электроввод, приборную головку, немагнитный защитный кожух и катушку с сердечником 2.

Недостатками известных устройств являются необходимость остановки прибора для нанесения магнитных меток на колонну труб, что увеличивает время работы в скваясине, слабое магнитное поле вокруг намагничивающей катущки.

Целью изобретения является ускорение определения верхней границы прихвата за счет обеспечения нанесения искусственных магнитных меток при безостановочном движении устройства.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено размещенными в изоляционном стакане конденсатором, диодом и газоразрядной ламной, которая включена между электровводом и катушкой параллельно дно2

ду, при этом конденсатор включен параллельно кат) шке и газоразрядной лампе.

Иа фиг. 1 представлено предлагае.мое устройство в разрезе; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг 1; на фнг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит электроввод 1, приборную головку 2, немагнитный кожух 3, катушку 4, сердечник 5, наконечник 6, помещенную в изоляционный стакан 7 газоразрядную лампу 8, включенную по электрической схеме между электродом н катушкой; конденсатор 9, включенный параллельно газоразрядной лампе 8 и катушке 4, и диод 10, шунтирующий газоразрядную лампу по току, обратному току заряда конденсатора 9 и служащий для пропускания ЭДС магнитной индукции от катушкн с сердечником к регистратору.

Работает устройство следующим образом.

Устройство с помощью одножильного кабеля через переменное, специально установленное сопротивление соединяется с источником постоянного тока. Положнтельное напряжение через электроввод 1 заряжает конденсатор 9 до величины, нр; которой зажигается газоразрядная ламна 8. При этом ток разряда к(Л деиеатора 9, нр( через катуигку 4, вызывает иее магнитиое ноле, величина которого тем больню, чем больше ток и чем меиьню время его прохождеиия через катушку

4. В результате разряда конденсатора 9 напряжение на его обкладках уменьшается и газоразрядная лампа 8 гаснет. Начинается новый нроцесс заряда и разряда конденсатора через катушку 4. Возникают незатухающие релаксационные колебания, период которых зависит от величины переменного сопротивления, включенного между источником постоянного тока и центральной жилой одножильного каротажного кабеля, сопротивления центральной жилы каротажного кабеля и катушки 4 и емкости конденсатора 9.

Определение места прихвата при безостановочном движении устройства осуш,ествляется следуюш,им образом.

Па каротажном кабеле во внутрь прихваченной колонны труб к месту прихвата опускают прихватоопределитель и в интервале предполагаемого прихвата в выбранном масштабе глубин производят контрольную запись изменения магнитных свойств вдоль колонны труб, для чего центральную жилу каротажного кабеля (ЦЖК) отсоединяют от переменного сопротивления, установленного на поверхности, и подсоединяют к каротажному регистратору. Затем, подсоединив ЦЖК через переменное сопротивление к источнику постоянного тока, автоматически в зависимости от выбранного расстояния 1между искусственными магнитными метками при безостановочном движении кабеля с прихватомером вдоль колонны труб производят постановку искусственных магнитных меток на стенки колонны труб в предполагаемом интервале прихвата. От расстояния Д/г между поставленными магнитными метками зависит точность определения верхней границы прихвата колонны труб, т. е. чем меньше Д/i, тем больше точность определения верхней границы. При безостановочной постановке искусственных магнитных меток на стенки колонны труб это расстояние зависит от скорости движения каротажного кабеля с прихватомером вдоль колонны труб (V) и периода незатухающих релаксационных колебаний (Т)

Д/г КГ КС ( + ,+ R.) In f ,

с. - Ua

где Д/г - расстояние между магнитными метками;

V - скорость движения кабеля с прибором;

Т - период релаксационных колебаний; С - емкость конденсатора 9; Е - напряжение источника постоянного

тока; U2 - напряжение гашения газоразрядной

лампы 8;

Uz - напряжение зажигания газоразрядной лампы 8;

R - переменное сопротивление, установленное на поверхности;

- цжк- сопротивление центральной жилы

каротажного кабеля;

Ri - внутреннее сопротивление газоразрядной лампы 8;

RK - сопротивление намагничивающей катушки.

Из формулы видно, что для того, чтобы изменить расстояние меледу магнитными метками Д/1, необходимо изменить одну из величин, входящих в формулу. Наиболее легко и удобно менять переменное сопротивление, установленное на поверхности, так как уменьшение скорости движения кабеля с прибором V до величины менее 1000 м/ч нецелесообразно, это увеличивает время определения места прихвата колонны труб.

После расстановки искуствеиных магнитных

меток на стенки колонны труб производят

вторую запись памагничеппости (вместе с искусственными магнитными метками) вдоль

колонны труб.

Затем к свободной части колонны труб прикладывают растягивающее или сжимающее, или крутящее усилие, не превышающее величины прочности труб. В результате напряжений в колонне труб искусственные магнитные метки свободной ее части исчезнут или уменьшатся. После этого записывают третью, результирующую кривую намагниченности труб. Определив местоположение искусственных магнитных меток на всех трех каротажных диаграммах, записанных по их величине, находят верхнюю границу прихвата колонны труб. Ниже места прихвата на третьей кривой изменения намагниченности искусственные магпитные метки остаются без изменений, а выше - исчезают или уменьшаются по своей величине.

Формула изобретения

Устройство для определения места прихвата колонны бурильных труб, включающее электроввод, приборную головку, немагнитный защитный кожух и катушку с сердечником, отличающееся тем, что, с целью ускорения определения верхней границы прихвата за счет обеспечения нанесения искусственных магнитных меток нри безостановочном движении устройства, оно снабжено размещенными

в изоляционном стакане конденсатором, диодом и газоразрядной лампой, которая включена между электровводом и катушкой параллельно диоду, при этом конденсатор включен параллельно катушке и газоразрядпой лампе.

Псточники информации, Припятью во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 194022, кл. Е 21В 23/00, 1966.

2. Григорян П. Г. Прострелочные и взрывные работы в скважинах. М., «Недра, 1972, с. 241.

5