Забойный автономный прибор для исследования скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B47/12 

(54) ЗАБОЙНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ПРИЮР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ Изобретение откосится к буровой тех ке, и, в частности, касается автономных .фиборов для измерения и регистрации эабойньцс параметров. Известен автономный прибор для измерения и регистрации забойных парамет ров, предназначенный для геофизических исследований скважин и содержащий каро тажный зонд на трубе, измерительнорегистрирующую аппаратуру и блок питания, расположен;1ые в герметичном контейнере, который жестко установлен в трубе-зонде. В процессе работы прибора электрические сигналы с электродов зонда через провода и герметичные эле- ктровводы. поступают в измерительно регистрирующую аппаратуру З- N Недостатком этого прибора является то, что зарегистрированная в нем инфор мадия может быть получена на дневной поверхности лишь после окончания рейса долота и извлечения бурильной колонны на устье скважины.

СКВАЖИН Известен также автономный прибор, гфедназначенный для измерения и регистрации осевой нагруаки и крутящего момента на долоте и содержащий измерительный переводник с датчиками, внутри которого в толстостенном корпусе расположена измерительная аппаратура, магнитный регистратор и источник питания. Связь между датчиками на переводнике н аппаратурой в корпусе осуществляется посредством приводов и герметичных электровводов 2. Однако жесткая связь между датчиками, измерительным блбком и регистратор ром приводит к тому, что записанная информация может быть получена на дневной поверхности после окончания рейса долота и извлечения бурильного инструмевпга на устье скважины, что не позволяет осуществлять оперативное управление процессом бурения в течение текущего рейса долота. При этом, как показывает практика бурения, наличие на дневной поверхности достоверной забойной информации о величине осевой нагрузки и крутящего момента позволяет обеспечить оптимальный режим бурения и с достаточной степенью точности определить момент, когда необходимо сменить долото. Это соответственно позволяет улучшить показатели бурения, сократить число спуско-подъемов бурильного инструмента за счет качественной обработк долота и снижения потери времени на

простой скважины за счет предотвращения аварийных ситуаций. Получение в течение текущего рейса долота информации о геометрических параметрах скважины позволяет осуществить ее проводку и заданную точку, а также исключить простои бурения, вызванные спуском инкли- нометрической аппаратуры на кабеле. В зависимости от рещаемой задачи определяется заданный комплекс параметров, передаваемый на устье скважины.

Целью изобретения является осуществление оперативной передачи результатов измерения комплекса параметров с забоя сквансины к ее устью.

Поставленная цель достигается тем, что забойный автономный прибор, содержащий корпус с датчиками, измерительный блок, регистратор и источник питания, снабжен дополнительным регистрирующим блоком с элементом памяти, который помещен в герметичный контейнер, всплывающий в буровом растворе, причем дополнительный регистрирующий блок соединен с измерительным блоком бескокргактной электромагнитной связью.

Бесконтактная электромагнитная связь блоков осуществлена посредством ивдук- тивныя катущек, расположенных концентрично одна относительно другой н подключенных соответственно к узлу памяти и измерительному блоку, при этом индуктивные катущки закреплены на торцах измерительного блока и дополнительного регистрирующего блока.

На фкг, 1 представлен забойный автономный врибор; на фиг. 2 - узел бесконтактной электромагнитной связи, А-А на фиг. 1.,

Забойный автономный прибор для

исследова ния скважин состоит из корпуса 1 с датчиками 2, в качестве которых могут быть использованы тенэо метры сопротивления, жестко соединен,ного с бурильной колонной 3, многоканального измерительного блока 4, регистратора 5, источника гаггания 6, установленных в аппаратурном шасси 7, расположенном в корпусе 1, и дополнительного регистрирующего блока 8, внутри которого расположен узелпамяти 9. Каждый канал измерительного блока 4 содержит, например, последовательно соединенные усилитель, преобразователь аналог - код (на фиг. 1, 2 не показаны). Дополнительный регистр 1рующий блок 8 выполнен в виде герметичного контейнера с удельным весом меньщим, чем удельный вес 1ФОМЫВОЧНОЙ жидкости, что позволяет ему свободно плавать в буровом растборе внутри колонны бурильных труб. Источник питания 6 предназначен для подачи соответствующих напряжений на схемы автономного гфибора.

Узел памяти 9 дополнительного регистрирующего блока 8 соединен с изтмерительным блоком 4 бесконтактной . электромагнитной связью, выполненной в виде индуктивных катущек 1О и 11, расположенных кондентрич но одна относительно другой и подключенных соответственно к узлу памяти 9ц измерительному блоку 4. При этом шздуктивные катущки 10 и 11 закреплены соответственно на торцах аппаратурнохх) шасся 7 и дополнительного регистрирующего блока 8. Число индуктивных катушек в обоих торцах определяется количеством параметров, предназначенных для передачи на устье скважины.

Принцип действия забойного автономного 1фиб(фа для исследования скважин заключается.в следующем.

Автономный хфибор, встроенный в к:олон.у бурильных труб 3, посредством корпуса I спускается к забою скважины. До наворачивания ведущей трубы (квадрата) внутрь бурильной колонны сбрасывается дополнительный регистрирующий блок 8, который в силу своей плавучести находится в верхней ее части. После установки ведущей трубы и включения буровых насосов Дополнительный регистрирующий блок 8 под действием силы давления прокачиваемого раствора перемещается в нижнюю часть колоннь до тех пор, пока его нижний торец 12 не войдет в механический контакт с верхним торцом 13 аппаратурного щасси 7. После включения автономного щ ибора (например с помощью часового механизма или электронного реле времени) электрические сигналы с датчиков 2 поступают в измерительный блок 4 После усиления и кодирования сигналов заданный комплекс параметров через индуктивные катушки 10 я 11 поступает на узел памяти 9 дополнительного ре-

гистрирующего блока 8 и в «регистратор 5. Подъем дополнитепьного регистрирующего блока 8 к устью скважины осущест вляется 1ФИ отклйчении буровых насосов, что обычно сочетается с нарашиванием бурильных труб или сменой долота.

По достижении устья скважины блок 8 извлекается из бурильной колонны и осуществляется считЬшание зарегистр1фО- ванной в нем информации. Перед началом следующего. этапа бурения дополнительный регистрирующий блок 8 вновь помещается во внутреннюю полость бурильной колонны и цикл повторяется.

Для Щ1ИВЯЗКИ записей параметров по емени, гфоизведенных как в дополн тельном регистрирующем блоке 8, так и в регистраторе 5, с записями наземных регистрирующих rч)ибqpoв могут быть прН менэны известные методы, например увеличение перепада давления в нагнетательной линии в момент стыковки блоков 8 и 4 в сочетании с изменением электрй- ческого импеданса с последующей фиксацией этого момента в регистраторе 5 и другие.

Годовой экономический эффект от использования одного комплекта забойного автономнохч) прибора составит около 8,0 тыс. руб.

Формула изобретения 1. Забойный автономный ДЛЯ исследования скважин, содержащий корпус

с датчиками, измерительный блок, р егнст ратсф в всточннк nffraifflH, отличающийся тем, что, с целью осуществлюкия оперативной передачи результатов иэтмерения комплекса параметров с забоя скважины, он снабжен nononHFrrenbHbiM регистрщ) блоком, выполненным в виде свободно плавающего в буровом растворе герметичного, контейн а с расположенным в нем узлом памяти, которьШ соединен с измервстольным блоком бесконтактной электромагнитной связью.

2. Прибор по п., отличающий с я тем, что бесконтактная электромагнитная связь , выполнена в . виде индуктивных, катушек, расположенных конпентрично одна относительно дру-: гой и подключенных соответственно к элементу памяти и измерительному блоку, 1ФИ этом индуктивные катушки закреплены на торцах измерительного блока в дополнительного регистрирующего блока,

Источники информации, тфинятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №215158, кл. Е 21 В 47/00, 1967.

V

2.Варламов В. П. Тепеконтроль забойных параметров бурения. М., ВНИИОЭНГ, МНП, серия ОЗЛ, 1972.

с. 54.

Фиг.2