Скважинный снаряд для термокаротажа Советский патент 1980 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к геофизической технике для поисков рудных месторождений, а более конкретно/ к устройствам для термокаротажных сква жин. Известны многие разновидности тер мокаротажной аппаратуры, применяющей ся для измерения температуры по глубине скважин 1. В известных скважинных термометрах, использующих терморезисторы в качестве датчиков температуры, с их помощью измеряется температура заполняющей скважину воды. Недостатком этой аппаратуры является то, что проводимые с ее помощью измерения не дают достоверной информации о температуре стенок скважин, так как температура води ей не соответствует. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению яв ляется скважинный снаряд для термока ротажа, содержащий корпус, двигатель Н подвижные рычаги с укрепленньзми на 1Х концах термопроводящими колодками и терморезисторами 2. Контакт терМопроводящих колодок терморезистора со стенками скважины осуществляется посредством механизма, приводимого в действие электродвигателем, управляемым с поверхности. Парные рычаги с терморезисторами расположены в горизонтальной или вертикальной плоскости по отношению к оси скважины, что позволяет измерять разность температур по выбранным направлениям. Однако, зти устройства не могут обеспечить высокую точность измерения разности температур, противоположных стенок скважин или точек по вертикальной оси ( л Т порядка п. ) , необходимую для определения направления на источник тепла - рудное тело. Во-первых, в устройствах не предусмотрены условия тепловой балансировки терморезистбров и схем по нулевой разности (й Т 0) перед каждым измерением разностной температуры стенок скважин, а первоначальный баланс схемы не сохраняется вследствие значительного изменения общей темпера- . туры по глубине скважин з.а счет нормального градиента температуры Земли (groidl Т О, 01-0/03°с/м) . Во-вторых, на терморезисторы воздействуют омывающие их скзажинные воды,- искажающие результаты измерений разности температур стенок скважин. Цель изобретения - повышение точ ности измерения разности температур противоположных стенок скважины. Поставленная цель достигается тем что термопроводящие колодки снабжены заслонками из термоизоляционного мат риала, которые укреплены с возможностью их смещения при сведении рычагов для осуществления теплового контакта между термопроводящими колодками, и что на заслонках выполнены скосы. На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг. 2 - схематический разрез скважинного снаряда для термокаротажа, на фиг. 3 - сечение А-А- на фиг. 2. Устройство содержит (фиг. 1) спус каемый на. трехжильном каротажном кабеле 1 скважинный снаряд 2, а также наземный пульт управления 3 с регистратором результатов измерений. Скважинный снаряд 2 (фиг.2) содержит исполнительный механизм, состоящий из электродвигателя 4, связанной с ним с помощью штанги 5 двухпарной системы рычагов 6 с термопроводящими колодкс1ми 7, в которых расположены терморезисторы 8. Термо проводящие колодки 7 снабжены заслонками 9, на которых выполнены скосы 10. На колодках 7 укреплены эластичные колпаки 11, предохраняющи колодки от воздействия водной среды Заслонки 9 находятся в подвешенном состоянии на пластинчатых пружинах Между итайгой 5 и рычагами 6 установ лен дифференциал 13. Для,получения информации об азимутальной ориентац терморезисторов по инклинометрическим данным скважинный снаряд изготавливается неуравновешенным в попе речном сечении или применяется в ег составе устройство, фиксирующее его Магнитный азимут ( на чертеже не показано). Устройство работает следующим об разом. Под. действием электродвигателя 4 на который подается напряжение опре деленной полярности, штанга 5 совер шает поступательное движение вверх или вниз. При движении штанги 5 вниз рычаги б раздвигаются, термопроводящие колодки 7 с терморезисто рами 8 приводятся в состояние тепло вого контакта с противоположными ст ками скважины. При достижении определенной силы прижима электродвигатель автоматически выключается (пер лючатели на чертеже не показаны). В этом положении производятся основны измерительные операции - измерение разности температур стенок скважины по каждой паре терморезисторов и средней температуры стенок. При движении штанги 5 вверх рычаги б попарно сжимаются в центре скважины. При этом скважинные термо изоляционные заслонки 9 под влияние Силы сжатия сдвигаются в стороны и каждая пара колодок 7 приводится в, состояние теплового контакта между собой. В этом положении проводится попарная балансировка терморезисторов,, т. е. выводятся на нуль обе (или более) дифференциальные схемы прибора, и измеряется температура воды в скважине. Следует отметить, что в предложенном приборе перемещение термоизоляционных заслонок может быть осуществлено и иным отличным способом, например, с помощью подъемного устройства, связанного с механизмом перемещения рычагов б. При сжатии рычагов б в центре скважины это устройство поднимает задние заслонки 9 для создания теплового контакта между парными колодками с терморезисторами 8, при разводке рычагов 6 для прижима к стенкам скважины устройство освобождает тяги заслонок 9 и последние смещаются вниз под влиянием дополнительных пружин (на чертеже не показаны) . Предложенное устройство скважинного снаряда позволяет произвести на любой глубине скважины предварительную балансировку каждой пары терморёзисторов, изолированных от влияния воды. Этим обеспечивается проведение измерений разности температур противоположных стенок скважин с высокой точностью, достаточной для того, чтобы по разностному значению- ь Т и азиму.тальной ориентации измерительных пар термореэисторов определить направление на источник избыточного тепла, каким является искомое рудное тело. Кроме измерения горизонтального градиента температуры, предложенный скважинный снаряд обеспечивает измерение средней температуры стенок скважины, а также температуры заполняющей скважину воды для оценки ее динамики по стволу скважины. Информация о трех геотермических параметрах существенно увеличивает надежность и достоверность геологической интерпретации данных термокаротажа и повышает эффективность поив- ков рудных тей в околрскважинном пространстве. Формула изобретения 1. Скважинный снаряд для термокаротажа, содержащий корпус, двигатель и подвижные рычаги с укрепленными на их концах термопроводящими колодками и терморезисторами, отличающийся тем, что, р целью, повышения точности измерения разности температур противоположных стенок скважины, термопроводящие колодки снабжены заслонками иэ термоизоляционноГО материала, которые укреплены с возможностью их смещения при сведении рычагов для осуществления теплорого контакта между термопроводящими колодками.

2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что на заслонках выполнены скосы.

2

упроЬяЛЛМые испойнитвльным . неяаниьл

Источники информации, тринятые во внимание при экспертизе

1. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Т.Е. Общий курс геофизических исследований скважин. М., Недра, 1977, с. 260.

2. Патент США 3. 745. 822, кл. 73-154, опублик, 1973 (прототип).

S

Т

ffl fla6 I ubiftftumebH. I

I . atHue . усилитель .

i

//

k 7

8v// ;L.

ГГГП-ГГ

iO w