Скважинное оптическое устройство Советский патент 1981 года по МПК G01V8/00 E21B49/00 

; ; ; I . : Изобретение ОТНОСИТСЯ к.гео зическим скважинам приборам и предназначено для выделения в раэаезе скваяа1ны горных пород, обладаю iiQix различной отражательной способностью, (например, выделение жидок асбеста во вмёщаюпдах породгк) в ртволах скваясии заполненных мутшям буровым раствором.

Известно устройство,. предназва ченное для анализа состава оптическим способом, состоящее Из источника освещения и фотоприёмкика регистрирующего интеисивиость отра жеиного света. Известное устрсм ство используется для анализа состаша веществв условиях лаборатсфий, где есть возможность в системе источник освещения - анализируемое вещество - фотоприемник выдерживать постоянным расст61аше меяоду эпемёнт ми системы и не изменять оптическую плотность среды, заполняющей промежутки между ними .l .

2

Однако устройство иехфигодно для измерений в сквая нЕие, поскольку и оптическая шюфвость среды и расстояния элемевт шн сясте№л меняются из-аа Гнеяостоянства дшамётр сквагкии и .раз1шчаЫ1 эГамутиеияосга промьшо йой на разных участках стаояа скваяяш.

Наиболее близккм к wfepiaar&&totty является скззааошаое (Мшческое устр ство, содержащее соединенные каналом связи, регйстркрроцун и глубинн по части, «осяедияя яз которых имеет измеритедьга блок содержшций фотояриш юж кояшшатор и систему ос&етителей с да1ффуз19)1ми рассеИвателянга |21|.

В известном скважиином оптическом устройстве при измерениях в . скваш1иак заяоляенгалс очной жщкостЫо, резульшруищий сигнал 3aBHCHf от оптической плотности промывочиЫ жидкости и диаметра скважишл. Дозтому в оценку отражательНОЙ способности вносится значительняя погрешность. Цель изобретения - повышение точности измерения отражательной способ ности горных пород в скважине путем ус-гранения влияния промывочной жидкости и изменений диаметра скзажякл Указанная цель достигается тем, .что в известнее скважиином оптическом устройстве, содержащем соединен1але каналом связи регистрирухнцую и глубинную части, последняя из которых имеет измерителышй блсж, включакнций фотогфиемник, колш1матор и систему осветителей с диффузнь&ш (рассеивателями, глубинная до паяш1тельно снабжена операционшлм усилителем и компенсащюиным блоком, IB котором выполнен сквозной канал прямоугольного сече1шя, нижняя стенка которого закреплена неподвижно и на ней размещена система осветителей с диффузными рассеивателясфи, а верхняя стенка закревдена с возможностью перемещения в направяении оси глубинней части и на ней размещены фотопргемник е коллиматором, ось которозр.о совпадает с осью система осве тителей С диффузными рассеивателями и она снабжена узлом регулИр ования ее положения, при этом выхоям фотоприемников измерительного и компейса циовного блоков соединешл соответственно с Щ)ямш и инвертирующими входа опершщонного усилителя, выход которого соединен с каналом связи. Узел регулирования содержит центрирующее устройство, две шестерня в передаточным числом :2 два толкателя, одни концы которых выполнены гребенчатыми и контактируют с одной из шестерен, а втохиле концы толкателей, контактирующего с малой шестерйей и контактирующего с боль1ш й шестерней, соединены соответственно с центрирующим устройством и верхней подвижной стенкой. I С целью улучшения циркуляции промывочной .жидкости через канал, нижняя и верхняя стенки его выполнены параллельным между.собой и закреплены наклонно к оси глубинйой част На чертеже изображена схема скважинного оптического устройства. Устройство содержит глубинную часть 1, состоящую из измерительного блока, включающего систему освети телей. .2 с диффузными рассеивателями 3, размещенньи4и между осветителямИ 2 и стенкой скважинь; 4, коллиiцатор 5, ось которого совпадает с осью системы осветителей 2, и фотоприемник 6 компенсационного бло,ка, в котором выполнен сквозной канал 7 прямоугольного сечения. Нижняя стенка 8 канала 7 закреплена неподвижно и на ней размещены система осветителей 9 с диффузными рассеивателяш 10 идентичная системе осветителей 2 с диффузными рассеивателями 3. -Верхняя стенка П канала 7 закреплена с возможностью перемещения и на ней расположень коллиматор 12 с фотоприемником 13, идентичные коллиматору 5 и фотоприемнику 6, при этом ось коллиматора 12 совпадает с осью системы осветителей 9 с диффузными рассеивателями 10. Подвижная верхняя стенка П снабжена узлом регулирования ее положения, содержащим центрирующее устройство 14, малую 15 и большую 16 шестерни и толкатели 17и 18 соответственно малой 15 и большой 16 шестерен. Одни концы толкаГелей выполнены гребенчатыми и .контактируют с шестернями, а второй ;конец толкателя 17 соединен с центрирующим устройством 14, а толкателя 18- с подвижной стенкой II, Шестерни 15 и 16 выполнены с передаточным ЧИСЛСН4 1:2 для того, чтобы луч света проходил равное расстояние как в измерительном, так и в компенсационном блоках при изменении диаметра скважины. Выходы фотоприемникоа 6 и 13 соедине1Ш соответственно с прямым и инвертнрукжим входами операщюнного усилителя 9, выход которого соединен с каналом связи 20 для передачи информации на поверхность в регистрирующую часть 21. Устройство работает следующим образом . Оптическое сканирование стенки . скважины 4 по образующей осуществляется при движении глубинной части 1 устройства вдоль нее, при зтом промывочная жидкость, заполняющая скважину, проходит через сквозной канал 7. Для улучшения хщркуляхщи промывочной жидкости через канал, нижняя и верхняя стенки его выполнены дараллельно друг другу и установлены наклонно к оси глубинной части. Центрирующее устройство 14 узле. регулирдвания при увеличении (уменьшении) Диаметра скважишл 4 раэжимаг ется Ссшмается) и передвигается

соединенный с ним толкатель 17, который поворачивает малую шестерню 15 против часовой стрелки (по часовой стрелке). Большая шестерня 16 поворачивается по часовой стрелке (против часовой стрелки) и передвигает толкатель 18 на расстояние вдвое большее, чем передвижение толкателя 17, так как передаточное число шестерён 5 и 16 равно :2. Толкатель 18 передвигает подвижную стенку 11 и ширина канала 7 компенсированного блока увеличивается (уменьшается) вдвое.

Таким образом, луч света в компенсационном блоке (осветители 9 с рассеиватслями 10 - коллиматор 12 фотоприемник 13) проходит такое же расстояние по промывочной жидкости, как и в измерительном блоке (осветители 2 и рассеивателями 3 - стейка скважины 4 - коллиматор 5 - фотоприемник 6) . .

После регистрации лучей фотоприемников 6 и 13, сигнал с выхода фо;топриемш1ка 6 измерительного блока 1 поступает на прямой.вход операционного усилителя 19, а сигнал с выхода фотоприемника 13 компенсационного ;блока поступает на инвертирукщрзЕй вход операцианного усилителя 19, где происходит их вычитание, и с выхода операционного усилителя 19 сигнал поступает в канал связи 20.

Сигнал измерительного блока зависит от отражательной способности горных пород, слагшощих стенку скважины, оптической плотности промывочной жидкости и диаметра скважины, а сигнал компенсационного блок зависит от оптической плотйости промывочной жидкости и диаметра скважиша поэтому разность этих сигналов (результирующий сигнал) характеризует отражательную способность горных пород и не зависит от оптической плотности промывочной жидкости и диаметра ркважины. Результирующий сигнал lio каналу связи 20 передается в регистрирующую часть 21 устройства, фиксирующую, например, мощность ямлок асбеста. При этом обеспечивается возможность контрольных измерений сразу же после предыдущих, причем влияние замутненности промывочной жидкости и изменение диаметра скважины не сказываются на полученных результатах. .

Формула изобретения

I. Скважинное оптическое устройство, содержащее соединенные каналом регистрирующую и глубинную части,

последняя из которы имеет измерительнь1й блок, включакяций фотоприемник, коллиматор и систему осветитепей с диффузными рассеивателями, р т л и ч а ю щ е е с я тем, что,

целью повышения точности измерений ртражательной способности горных ,/1ор6д путем устранения влияния промывочной яоздкости и изменений диаметра скважины, глубинная часть снабжена

операционш ш усилителем и компенсационным блоком, в котором выполнен сквозной канал прямоугольного сечения нижняя стенка которого закрепг яена неподвижно и иа ней размещены

система осветителей с диффузгаюш рассенвателями, а верхняя стенка закреш1ена с возможностью перемещения в направлении оси глуби{шой части, иа ней размещены фотоприемник с коллиматором, ось которого совпадает с оськ системы осветителей с диффузаькш рассеивателями и оиа снабжена узлом регулирования ее положения, при этом выхо/рл фотоприемииков измерительного и компенсаащонного блоков соединены соответственио с прямым и нквертирукхцим входгфш операiproHHoro усилителя, выход которого соединен с каналом связи.

2. Устройство по п. 1, отлич а ю щ е е с я тем, что, узел регу- хЕирования содержит центрирующее устройство, две шестерни с передаточwoM шслом 1:2, два толкателя, одни концы которых выполнею гребенчатыми и контактируют с одной из шестерен, а вторые концы толкателей, контактирующегр с меньшей шестерней и контакти1}у}(щего с большей шестерней, соединены соответственно с центрирующим устройством и верхней подвижной стенкой.

3. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что, с целью улучшения циркуляции промывочной жидкости через канал, нижнйя и верхняя стенки его выполнены парал- лельными меязду собой и закреплены HatoioHMo. к оси .глубинной части,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

8

1.Авторское свидетельство СССР 376966, кл. G 01 J 3/4.

2.Авторское свидетельство СССР 541136, кл. G 01 V 9/00, 1977 (прототип).