Скважинный профилемер Советский патент 1982 года по МПК E21B47/00 

(5А) СКВАЖИННЫЙ ПРОФИЛЕМЕР

1

Изобретение относится к устройствам для изучения технического состояния скважин методами кавернометрии и профилеметрии.

Известны скважинные профилемеры для измерения и регистрации радиусоввекторов сечений скважины вдоль ее ствола 1 , 2 и СЗ .

Известные скважинные профилемеры передают и регистрируют всю поступающую ин({юрмацию в виде выходных величин, линейно зависящих от радиусов раскрытия каждого из измерительных рычагов. Для определения интервалов желобскэ©|5азования необходима предварительная обработка всей измерительной информации, заключающаяся в построении профилей сечений скважины вдоль ее ствола по зарегистрированным аналоговым кривым, эквивалентным радиусам раскрытия каждого из измерительных рычагов, что практически исключв ет оперативностЬ выдачи результатов интерпретации.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату скважинный профилемер содержит измерительные рычаги, телеизмерительную систему, сумматоры

5 сигналов пар рычагов, расположенных в одной вертикальной плоскости, анализаторы экстремальных значении просуммированных сигналов и регистраторы, один из которых регистрирует только оперативную информацию в виде двух аналоговых кривых, а другой - всю измерительную информацию. Регистрируемые аналоговые кривые соответствуют минимальному и максимальному диамет5 рам сечений скважины вдоль ее ствола. Это позволяет без предварительных построений выделить интервалы возможного желобообразования. Дальнейшая обработка всей остальной инйюрмаци),

20 связанной с геометрическими построениями, производится только против выделенных по двум упомянутым кривым участкам С 1 , Недостатками указанного профилемера являются неоднозначность определения интервалов желобообразования и регистрация неинформативных участков ствола скважины регистратором всей измерительной информации. Цель изобретения - исключение неоднозначности определения интервалов возможного желобообразования и избыточной информации регистрируемой регистратором всей измерительной информации , Для достижения поставленной цели сква ; инный профилемер, содержащий последовательно подключенные измерительные рычаги,телеизмерительную сис тему, сумматоры сигналов пар рычагов расположенныхВ одной вертикальной плоскости,, и регистраторы, одним из которых записывается оперативная, а другим - вся измерительная информация, снабжен пороговыми блоками выделения сигналов, соответствующих ми нимальному и максимальному диаметрам схемой запоминания, накопителем, схемой управления, схемой синхрониза ции и входными ключами регистратора всей измерительной информации, при этом вход схемы синхронизации подклю чен к телеизмерительной системе, а один из выходов - к включеннь1М парал лельно входам пороговых блоков выделения сигналов, соответствуйэщих мини мальному и максимальному диаметрам, другой выход схемы синхронизации под соединен к включенным параллельно входам схемы запоминания, накопителя и схемы управления, входные ключи ре гистратора всей измерительной информации своими входами подключены к входам сумматоров пар рычагов и выхо ду схемы управления, а выходами - к регистратору всей измерительной информации, выход порогового блока выделения сигнала, соответствующего максимальному диаметру, через схему запоминания подсоединен к одному из входов регистратора оперативной информации,, выход порогового блока выделения, сигнала, соответствующего минимальному дмаметру, через накопитель подключен к другому входу регис ратора оперативной информации, а выход схемы запоминания и накопителя под-, соединены к входам схемы управления На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого профилемера; на фиг. 2 - вариант исполнения пороговых блоков; на фиг. 3 схема запоgi минания для варианта 16-рычажного профилемера с время-импульсной телеизмерительной системой. Скважинный профилемер содержит измерительные рычаги 1 с датчиками радиусов, сигналы на выходах которых пропорциональны радиусам раскрытия . измерительных рычагов, телеизмерительную систему 2, сумматоры 3 сигналов пар рычагов, расположенных в одной вертикальной плоскости, пороговые устройства А и 5, схему 6 запоминания, накопитель 7, регистратор 8 оперативной информации, схему 9 управления, входные ключи 10, регистратор 11 всей измерительной информации и схему 12 синхронизации. Устройство работает следующим образом. Сигналы от датчиков радиусов измерительных рычагов 1 поступают на вход телеизмерительной системы 2„ С выхода последней сигналы, пропорциональные радиусам раскрытия измерительных рычагов, параллельно поступают на сумматоры 3 сигналов пар рычагов, расположенных в одной вертикальной плоскости, и на входы ключей 10. Сигналы с выходов сумматоров 3, пропорциональные диаметрам, параллельно подаются на входы пороговых блоков k и 5. Порогом для порогового блока 4 Является величина 11цр( л1, а для порогового блока 5 -DHOM 2, гдеСно,номинальное значение диаметра скваЖи.ны; 41 и Л2 - нормально допустимые отклонения от номинального значения в большую или меньшую стороны. Величины л1 ил2 выбираются в зависимости от точности измерения диаметров, технологии и геологических условий бурения. Пороговый блок А срабатывает в том случае, когда сигнал с одного из выходов сумматоров 3 окажется большим или равным величине порога В„р„ + й1. Схема 6 запоминания запоминает сигнал на время одного периода измерения. При этом регистратор 8 оперативной информации фиксирует участок возможного желобообразования в виде аналоговой кривой, имеющей отклонение от линии номинального диаметравправб на условную единицу масштаба. Одновременно срабатывает схема 9 управления, открывая ключи 10, и регистратор 1 1 всей измерительной ийформации записывает сигналы, пропорциональные радиусам раскрытия измерительных рычагов. Таким образом, участок возможного желобообразования регистрируется при условии, когда хотя бы один из диаметров скважины превышает величинуВ,р(,+д1 или равен ей. Пороговый блок 5 срабатывает в том случае, когда сигнал с одного из выходов сумматоров 3 равен величине порога - а2 или меньше ее. При каждом срабатывании порогового блока 5 в накопитель 7 поступает одна единица информации. На выходе накопителя 7 появляется.сигнал в случае, если все сигналы с выходов сумматоров 3 равны или меньше величины порога DHOM 2 При этом регистратор .8 оперативной информации фиксирует учас ток сужения ствола скважины в виде аналоговой кривой, имеющей отклонение от линии номинального диаметра влево на условную единицу масштаба. Одновре менно срабатывает схема 9 управления открывая ключи 10., и регистратор 11 всей измерительной информации записывает сигналы, пропорциональные радиусам раскрытия измеритель 1ых рычагов Таким образом, для регистрации участка сужения ствола скважины необходимо чтобы все диаметры были бы равны или меныче величиныDHOM 32. Схема 12 синхронизации, подключенная к выходу синхросигнала телеизмерительной системы 2, сигналом с перво го выхода управляет работой пороговых устройств 4 , а сигналами со второго выхода в конце каждого цикла измерения - работой схемы 6 запоминания накопителя 7 и схемы 9 управления. Пороговый блок (фиг. 2)для варианта 16-рычажного профилемера с время-импульсной телеизмерительной систе мой состоит из восьмивходовой схемы ИЛИ 13, двухвходовой схемы И 1 и ждущего мультивибратора 15, а пороговый блок 5 - из врсьМивходовой-схемы ИЛИ 16, схемы НЕ 17, двухвходовой схемы И 18 и ждущего мультивибратора 19. Импульсы положительной полярносг ти, пропорциональные по длительности величинам диаметров, с выходов сумматоров 3 параллельно подаются на восьмивходовые схемы ИЛИ 13, и 16,-выполненные на микросхемах 1ЛБ552 (ИЛИ-НЕ). С выхода ИЛИ 13 широтно-импульс ные сигналы отрицательной полярности поступают на первый вход схемы И I, выполненной на I/ микросхемы 1ЛБ553 ЧчИ-НЕ), на второй вход которой под4 ключен ждущий мультивибратор 15, генерирующий выходной Й№1ульс положительной полярности с длительностью, пропорциональной величине D +А1. Импульсы на входы схемы И поступают синхронно, так как они синхронизируются тактовой частотой телеизмеритель- ной системы 2 и схемой 12 синхронизации. На выходе схемы И 1 появляются импульсы только в том случае, если какой-нибудь из измеренных диаметров пр величине больше или равен ,С выхода схемы ИЛИ 1б широтно-импульсные сигналы отрицательной.полярности поступают на схему НЕ 17, выг1 полненную на l/t микросхемы 1ЛБ553 . выход которой соединен с вторым входом схемы И 18, на первый вход которой подключен ждущий мультивибратор 19, генерирующий выходной импульс, отрицательной полярности, пропорцй- ональный величинеВцом 2. На выходе схемы И 18 появляется импульс только в том случае, еЪли какой-нибудь из измеренных диаметров равен или меньше Сцом г. Схема 6 запоминания {фиг. 3) содержит триггеры 20 и. 2Ги формирователь 22 импульса. Триггер 20 -J Sтриггёр, триггер 21 -D -триггер, а формирователь 22 импульса - ждущий мультивибратор. Все упомянутые злементы схемы 6 запоминания выполнены на интегральных схемах серии 155. С приходом сигнала с выхода пороговой схемы И Ц триггер 20 срабатывает. На его выходе появляется высокий потенциал. Если за цикл измерения еще срабатывает пороговое устройство k, триггер 20 продолжает находиться в единичном состоянии. В начале нового цикла измерения сигналом с выхода схемы 12 синхронизации триггер 21 переводится в единичное состояние и сохраняет его в течение всего цикла измерения до прихода-следующего импульса синхронизации. Формирователь 22 импульса (ждущий мультивибратор ) формирует короткий импульс, который сбрасывает триггер 20 в нулевое состояние. Сигнал с выхода триггера 21 поается на схему 9 управления и на регистратор 8, на котором фиксируется часток возможного желобообразования. Формула изо{5ретения Скважинный профилемер, содержащий. оследовательно подключенные измёрительные рычаги, телеизмерительную систему, сумматоры сигналов пар рычагов, расположенных в одной вертикальной плоскости, и регистраторы, один из которых регистрирует оперативную, а другой всю измерительную информацию, отличающийся тем, что, с целью исключения неоднозначности определения интервалов возможного желобообразования и избыточной информации, регистрируемой регист ратором всей измерительной информации он снабжен пороговыми блоками выделения сигналов, соответствующих минимал ному и максимальному диаметрам, схемой запоминания, накопителем, схемой управления, схемой синхронизации и входными ключами регистратора всей измерительной информации, при этом вход схемы синхронизации подключен к телеизмерительной системе, а один из выходов - к включенным параллельно входам пороговых блоков выделения си1- налов, соответствующих минимальному, и максимальному диаметрам, другой выход схемы синхронизации подсоединен к ; включенным параллельно входам схемы бапоиинания, накопителя и схемы уп,равления, входные ключи регистратора , измерительной информации своими входами подключены к входам суммато9848 ров пар рычагов и выходу схемы управ ления, а выходами - к регистратору всей измерительной информации, выход порогового блока вьделения сигнала, соответствую1чеГо максимальному диаметру, через схему запоминания подсоединен к одному из входов регистратора оперативной информации, выход порогового блока выделения сигнала, соответствующего минимальному диаметру, через накопитель подключен к другому входу регистратора оперативной информации, а выходы схемы запоминания и накопителя подсоединены к входам схемы управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1„ Авторское свидетельство СССР № 362098, кл. Е 21 В , 1972/ 2. Петецкий Е.М. Изучение технического состояния ствола скважины методом профилеметрии, М., ВИЭМС, 1970. 3 Терещенко Ю.П. Соверщенствование аппаратуры с рычажными устроиствами для контроля технического состояния ствола скважины. - - Нефтяное хозяйство, № 6, 1976, Со 1бо k. Авторское свидетельство СССР № i 38777, кл. Е 21 В 47/08, 1974 (прототип).

LO

tpuf.i

16

ф«е.

/(

17 6

W

Фиг.З