RU173699U1 - Device for electric logging through a metal column - Google Patents
Device for electric logging through a metal column Download PDFInfo
- Publication number
- RU173699U1 RU173699U1 RU2011151447U RU2011151447U RU173699U1 RU 173699 U1 RU173699 U1 RU 173699U1 RU 2011151447 U RU2011151447 U RU 2011151447U RU 2011151447 U RU2011151447 U RU 2011151447U RU 173699 U1 RU173699 U1 RU 173699U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- electrode
- probe
- electrodes
- electric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород (УЭС) скважинным многоэлектродным зондом через металлическую колонну. Технический результат: существенное повышение скорости каротажа, а также межремонтного ресурса скважинного измерительного зонда. Сущность полезной модели, включающей в себя наземную часть, состоящую из бортового компьютера, интерфейсного блока и источника переменного тока питания зонда, электродов В и Nуд и скважинный прибор с многоэлектродным зондом, выполненным в виде группы из пяти и более узлов электродов, последовательно и равноудалено расположенных вдоль оси скважины. Каждый узел включает в себя два и более электроввода, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси скважины, в крайних узлах группы электродов, кроме измерительных M1 и Мn, находятся токовые электровводы А1 и А2, которые расположены по глубине на уровне измерительных и подключаются к колонне в точках, не совмещенных с точками контактов измерительных. Все остальные узлы электродов в группе являются только измерительными. Все электровводы зонда имеют возможность поджиматься к стенке колонны с помощью электропривода с прижимными механизмами и с помощью встроенного ударного механизма внедряться в тело колонны. Электронный блок скважинного прибора включает в себя блок контроля качества прижима электродов. Режим измерения зондом поточечный. Скважинный прибор опускается на заданную глубину в интервале исследований, затем электровводы с помощью механического привода поджимаются к поверхности обсадной колонны, с помощью ударного механизма производят на них периодическое ударное воздействие для обеспечения внедрения заостренных наконечников электровводов в тело колонны, одновременно включается с помощью наземного бортового компьютера блок контроля качества прижима электродов, с помощью которого вырабатывается критерий качества прижима электродов, информация о сопротивлении контактов передается в наземный бортовой компьютер, по достижению качественных контактов операция ударного воздействия на электровводы прекращается, блок контроля отключается от входных цепей, и начинается цикл измерений на точке. Все оцифрованные информационные сигналы соответствующим образом обрабатывают, фильтруют и на их основе по предложенным формулам одновременно по трем и более точкам глубины определяют УЭС горных пород. 2 ил.The utility model relates to the field of geophysical research of wells and is intended to determine the electrical resistivity of rocks (resistivity) by a borehole multi-electrode probe through a metal column. Technical result: a significant increase in the speed of logging, as well as the overhaul life of a downhole measuring probe. The essence of the utility model, which includes the ground part, consisting of an on-board computer, an interface unit and an alternating current source of probe power, electrodes B and Nud, and a downhole tool with a multi-electrode probe made in the form of a group of five or more electrode assemblies arranged in series and equidistant along the axis of the well. Each node includes two or more electric inputs located in a plane perpendicular to the axis of the well, in the extreme nodes of the group of electrodes, in addition to measuring M1 and Mn, there are current electric inputs A1 and A2, which are located in depth at the level of the measuring ones and are connected to the column at points not aligned with measuring contact points. All other electrode nodes in the group are only measuring ones. All probe electrical inputs have the ability to be pushed to the column wall using an electric drive with clamping mechanisms and, using the built-in shock mechanism, penetrate the body of the column. The downhole tool electronic unit includes an electrode clamp quality control unit. The probe measurement mode is pointwise. The downhole tool is lowered to a predetermined depth in the research interval, then the electric inputs are pushed to the surface of the casing using a mechanical drive, with the help of a shock mechanism they are periodically impacted to ensure the introduction of the pointed tips of the electric inputs into the body of the string, and at the same time, the unit is turned on using the on-board computer control of the quality of the electrode clamp, with the help of which the criterion of the quality of the electrode clamp is developed, information about the resistance The contact line is transferred to the ground-based on-board computer, upon reaching high-quality contacts, the shock operation on the electrical inputs is terminated, the control unit is disconnected from the input circuits, and the measurement cycle at the point begins. All digitized information signals are appropriately processed, filtered, and based on the proposed formulas, the resistivity of rocks is simultaneously determined by three or more depth points. 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области геофизических исследований скважин и предназначена для определения в процессе измерения одновременно в нескольких расположенных равноудаленно вдоль оси скважины точках удельного электрического сопротивления горных пород, окружающих обсаженную металлической колонной скважину.The utility model relates to the field of geophysical research of wells and is intended to determine during the measurement process simultaneously at several points of electrical resistivity of rocks located equidistant along the axis of the well surrounding a cased metal casing.
Известен способ электрического каротажа обсаженных скважин на основе двухполюсного симметричного зонда с пятью узлами электродов и созданное на основе этого способа устройство электрического каротажа обсаженных скважин [1].A known method of electric cased hole logging based on a bipolar symmetric probe with five electrode nodes and the device for electric cased hole logging created on the basis of this method [1].
Оно состоит из наземной и скважинной части. Наземная часть состоит из бортового компьютера, генератора тока питания электродов зонда, интерфейсного блока телеметрии (ТИС), обратного токового электрода В и удаленного электрода Nуд, связанных между собой линиями связи. Наземная часть через многожильный каротажный кабель связана со скважинной частью, которая состоит из скважинного прибора с гибким многоэлектродным измерительным зондом, где расположены электронные блоки, механические блоки и электроды, три из которых - эквидистантные измерительные M1, N1, M2 и два - верхний и нижний токовые А1 и А2, симметрично расположенные за пределами измерительных электродов. Все электроды расположены последовательно вдоль оси скважины, каждый электрод включает в себя два электроввода, соединенных в одну цепь и расположенных в плоскости, перпендикулярной оси скважины. В зондовой части находятся также: электрогидропривод, коммутатор тока питания, измеритель тока питания зонда, измерители потенциалов и их разностей и контроллер с модемом телеметрии ТИС для связи с наземным бортовым компьютером. Для обеспечения процесса измерения, все эти элементы связаны между собой электрическими и механическими линиями связи.It consists of a surface and a borehole part. The ground part consists of an on-board computer, a probe current supply generator, a telemetry interface unit (TIS), a reverse current electrode B, and a remote electrode Nsp connected by communication lines. The ground part is connected through a multicore logging cable to the downhole part, which consists of a downhole tool with a flexible multi-electrode measuring probe, where electronic blocks, mechanical blocks and electrodes are located, three of which are equidistant measuring M1, N1, M2 and two are upper and lower current A1 and A2, symmetrically located outside the measuring electrodes. All electrodes are located sequentially along the axis of the well, each electrode includes two electric inputs connected in one circuit and located in a plane perpendicular to the axis of the well. In the probe part there are also: an electrohydraulic drive, a switch for the supply current, a meter for the probe’s supply current, potential and difference meters, and a controller with a TIS telemetry modem for communication with the on-board computer. To ensure the measurement process, all these elements are interconnected by electrical and mechanical communication lines.
Исследование этим устройством проводят по точкам, в заданном интервале скважины, для этого скважинный прибор сначала опускают на нужную глубину, затем электрогидроприводом прибора узлы электродов поджимаются к поверхности обсадной колонны до достижения контакта, проводят циклы измерений необходимых параметров, их оцифровку и фильтрацию, а затем по соответствующим математическим формулам определяют УЭС в одной точке глубины скважины, после чего узлы электродов приводят в транспортировочное положение. Прибор перемещают на следующую точку глубины, электровводы опять поджимают к поверхности колонны для проведения исследования и определения УЭС на следующей точке глубины. При выполнении операции выдвижения электровводов их прижатие к стенке скважины осуществляется с помощью периодического механического воздействия на них гидравлическим приводом, путем последовательной многократной подачи и сброса увеличивающегося импульсного давления. Эффективность обеспечения электрического контакта с колонной низкая. Время, за которое происходит "накачка" (прижатие электродов к стенке) составляет 20-30 секунд, время "отпускания" (складывания электродов) составляет 1-5 секунд. Таким образом, время периода воздействия электродов на стенку составит 21-35 секунд, что снижает скорость проведения каротажа. Это очень плавное воздействие на электровводы, которое передается через упругую среду (весь объем рабочей жидкости гидропривода, находящейся под рабочим давлением). Импульсы давления жидкости, генерируемые гидроэлектроприводом, не могут оказывать существенного влияния на процесс обеспечения контакта, поскольку амплитуда давления импульса не может быть высокой по причине малого соотношения объема впрыскиваемой жидкости ко всему объему рабочей жидкости гидропривода, находящемуся под рабочим давлением. Эти импульсы успешно гасятся не только этим объемом, но еще и гофрами с низким модулем упругости, которые имеются в приводе. При этом энергия импульса распределяется, согласно закону Паскаля, на все имеющиеся электроды одновременно. Можно сказать, что в данном устройстве обеспечение контакта электровводов с колонной происходит под воздействием статической нагрузки, чем затрудняется прорезание твердых отложений на стенке колонны до основного металла, теряется время на повторные попытки обеспечения контактов, чем снижается скорость проведения каротажа. Оценить качество прижима электродов при этом удается только после проведения измерений, что приводит к частым ошибкам и дополнительным затратам на дублирование измерений.The study with this device is carried out at points in a predetermined interval of the well, for this the downhole tool is first lowered to the desired depth, then the electrodes are pushed to the surface of the casing with an electrohydraulic actuator until contact is reached, cycles of measurements of the necessary parameters are carried out, they are digitized and filtered, and then the corresponding mathematical formulas determine the resistivity at one point in the depth of the well, after which the nodes of the electrodes are brought into the transport position. The device is moved to the next depth point, the electric inputs are again pressed to the surface of the column to conduct research and determine the resistivity at the next depth point. When performing the operation of extending the electric inputs, they are pressed against the wall of the well by periodic mechanical action on them with a hydraulic drive, by sequential multiple supply and discharge of increasing pulse pressure. The efficiency of providing electrical contact with the column is low. The time for which the "pumping" occurs (pressing the electrodes against the wall) is 20-30 seconds, the time for "releasing" (folding the electrodes) is 1-5 seconds. Thus, the time period of the impact of the electrodes on the wall will be 21-35 seconds, which reduces the speed of logging. This is a very smooth effect on the electric inputs, which is transmitted through an elastic medium (the entire volume of the hydraulic fluid under the working pressure). Fluid pressure pulses generated by a hydraulic actuator cannot have a significant effect on the contacting process, since the amplitude of the pulse pressure cannot be high due to the small ratio of the volume of injected fluid to the entire volume of the hydraulic fluid under the working pressure. These pulses are successfully damped not only by this volume, but also by the corrugations with a low modulus of elasticity that are present in the drive. In this case, the pulse energy is distributed, according to Pascal's law, to all available electrodes simultaneously. We can say that in this device, the contact of the electric inputs with the column is under the influence of static load, which makes it difficult to cut solid deposits on the wall of the column to the base metal, time is lost for repeated attempts to ensure contacts, which reduces the speed of logging. In this case, it is possible to assess the quality of the electrode clamp only after the measurements are taken, which leads to frequent errors and additional costs for duplication of measurements.
Нужно отметить исключительную сложность устройства: оно большое по габаритам: (6-8 метров), вес составляет около 100 кг, состоит из большого числа подвижных узлов и уплотнений, требующих дорогостоящего квалифицированного обслуживания, так как зонд работает в абразивных и агрессивных средах, а большие токи вызывают электрокоррозионные процессы. Межремонтный ресурс скважинных приборов, как правило, не превышает проведение работ на одной-двух скважинах. Таким образом, к основным недостаткам этого устройства следует отнести низкую скорость каротажа и малый рабочий ресурс. В цикле измерений на точке регистрируется одно значение УЭС. На одно значение УЭС требуется минимум одна операция прижима. Большие габариты и вес ухудшают возможности качественного прижима электродов в усложненных зонах и осложняют транспортировку и обслуживание.The exceptional complexity of the device should be noted: it is large in size: (6-8 meters), weight is about 100 kg, consists of a large number of moving units and seals that require expensive qualified maintenance, since the probe works in abrasive and aggressive environments, and large currents cause electrocorrosive processes. The overhaul life of downhole tools, as a rule, does not exceed the performance of work on one or two wells. Thus, the main disadvantages of this device include a low logging speed and a small working resource. In the measurement cycle at the point, one value of the resistivity is recorded. One value of resistivity requires at least one clamping operation. Large dimensions and weight worsen the possibilities of high-quality clamping of electrodes in complicated zones and complicate transportation and maintenance.
В качестве прототипа полезной модели выбрано устройство электрического каротажа обсаженных скважин [2], созданное на основе способа электрического каротажа обсаженных скважин [3].As a prototype of the utility model, the cased-hole electric logging device [2], based on the cased-hole electric-logging method [3], was selected.
Устройство, описанное в этих источниках, состоит из наземной и скважинной части. Наземная часть включает электронный блок, в котором находится бортовой компьютер, интерфейсный блок, блок питания токовых электродов зонда, а также электроды Nуд. и В, связанные между собой линиями связи. Скважинная часть состоит из скважинного прибора с пятиэлектродным зондом жесткой конструкции, где расположены три измерительных электрода, последовательно и равноудаленно расположенных вдоль оси скважины и два токовых электрода, установленных за их пределами симметрично относительно среднего измерительного электрода. В скважинной части также находятся: электропривод, коммутатор тока питания токовых электродов, измеритель тока питания зонда, измерители потенциалов электродов и их разностей и контроллер с модемом телесистемы для связи с наземным бортовым компьютером через каротажный кабель.The device described in these sources consists of a surface and a borehole part. The ground part includes an electronic unit, in which there is an on-board computer, an interface unit, a power supply unit for the current electrodes of the probe, and also electrodes N beats . and B, interconnected by communication lines. The borehole part consists of a downhole tool with a five-electrode probe of a rigid structure, where three measuring electrodes are located, sequentially and equally spaced along the axis of the well and two current electrodes installed symmetrically outside the middle of the measuring electrode. In the downhole part there are also: an electric drive, a switch for current supply of current electrodes, a meter for supply current to the probe, meters for potentials of electrodes and their differences, and a controller with a telemetry system modem for communication with a ground-based on-board computer via a wireline cable.
Электроды зонда в реализации представляют собой центрирующие прибор узлы, в которых в плоскости, перпендикулярной оси скважины, находятся три заостренных электроввода, находящихся на концах подвижных механических элементов, выполняющих одновременно роль центратора, обеспечивающих их перемещение и поджим к внутренней стенке колонны. Все электровводы в узле объединены в одну цепь, это необходимо для обеспечения резервирования на случай попадания в зоны с нарушениями поверхности колонны.The probe electrodes in the implementation are device-centering assemblies in which in the plane perpendicular to the axis of the borehole there are three pointed electrical inputs located at the ends of the movable mechanical elements, which simultaneously act as a centralizer, ensuring their movement and pressing against the inner wall of the column. All electrical inputs in the unit are combined in one circuit, this is necessary to ensure redundancy in case of falling into areas with violations of the column surface.
Исследование этим устройством также проводят по точкам, в заданном интервале скважины, для этого скважинный прибор сначала опускают на нужную глубину, затем приводом прибора узлы электродов поджимаются к поверхности обсадной колонны до достижения контакта, проводят циклы измерений необходимых параметров, их оцифровку и фильтрацию, а затем по соответствующим математическим формулам определяют УЭС в одной точке глубины скважины, после чего узлы электродов приводят в транспортировочное положение. Прибор перемещают на следующую точку глубины (как правило, не более 0,5 метров), электровводы опять поджимают к поверхности колонны для проведения измерения УЭС на следующей точке глубины. Оценить качество прижима электродов при этом удается только после проведения измерений, что приводит к частым ошибкам и дополнительным затратам времени на дублирование измерений. Из опыта проведения работ устройством с пятиэлектродным зондом средний период времени между замерами УЭС составляет 4-6 минут, то есть скорость каротажа составляет около 5 метров в час. Обычные интервалы каротажа составляют 100-200 метров. Недостатком устройства является слабая эффективность обеспечения электрического контакта электровводов с колонной, что обусловлено наличием загрязненного и коррелированного слоя на обсадной колонне. Это влияет на качество полученных материалов при каротаже. Для надежного контакта с колонной приходится проводить работы по очистке скважины, привлекая технику и специалистов, а это сказывается на увеличении цены проводимых работ и времени исследований. Учитывая необходимость дополнительных операций шаблонирования и привязки по глубине, детализации измерений, повторов при некачественном поджатии электродов, среднее время каротажа составляет от суток до двух. Это неприемлемо долго и намного медленнее, чем исследование конкурирующим методом углеродно-кислородного каротажа.The study with this device is also carried out at points in a predetermined interval of the well, for this the downhole tool is first lowered to the desired depth, then, with the help of the device, the electrode assemblies are pressed to the surface of the casing until contact is made, cycles of measurements of the necessary parameters are carried out, their digitization and filtering, and then the corresponding mathematical formulas determine the resistivity at one point in the depth of the well, after which the nodes of the electrodes are brought into the transport position. The device is moved to the next depth point (usually no more than 0.5 meters), the electric inputs are again pressed to the surface of the column to measure the resistivity at the next depth point. In this case, it is possible to assess the quality of the electrode clamp only after the measurements are taken, which leads to frequent errors and additional time spent on duplicating measurements. From the experience of working with a device with a five-electrode probe, the average period of time between resistivity measurements is 4-6 minutes, that is, the logging speed is about 5 meters per hour. Typical logging intervals are 100-200 meters. The disadvantage of this device is the poor efficiency of ensuring electrical contact of the electrical inputs with the string, due to the presence of a contaminated and correlated layer on the casing. This affects the quality of the materials obtained during logging. For reliable contact with the column, it is necessary to carry out work on cleaning the well, involving equipment and specialists, and this affects the increase in the price of the work and research time. Given the need for additional operations of patterning and depth binding, detailing of measurements, repetitions with poor-quality preloading of the electrodes, the average logging time is from one to two days. This is unacceptable for a long time and much slower than the study by a competing method of carbon-oxygen logging.
Процедура утомительная для персонала, требует больших трудозатрат.The procedure is tiring for the staff, it requires a lot of labor.
Межремонтный ресурс скважинного зонда обычно не превышает проведение работ на одной-двух скважинах. Таким образом, к основным недостаткам и этого устройства следует отнести низкую скорость каротажа и малый рабочий ресурс. В цикле измерений на точке регистрируется одно значение УЭС. На одно значение УЭС требуется минимум одна операция прижима, зонд имеет большие габариты по длине и вес, что ухудшает возможности качественного прижима электродов в усложненных зонах и осложняет транспортировку и обслуживание. Нужно отметить, что если просто увеличить количество узлов электродов в этом устройстве, то вероятность качественного контакта одновременно всех электродов резко снижается (при попадании некоторых в перфорационные отверстия, на муфтовые соединения или в разрушенные зоны), кроме того, с увеличением количества сложных подвижных узлов резко снижается вероятность безотказной работы зонда, возможны отказы и заклинивание подвижной системы при воздействии на нее абразивных осыпающихся с поверхности обсадной колонны частиц цемента и окалины, увеличивающих трение и износ. Поэтому работу на точке придется повторять до получения положительного результата по всем значениям УЭС. Качество прижима оценивается после получения результата по УЭС и требует полного цикла измерений. В связи с этим эффекта повышения скорости каротажа может и не получиться. К недостатку данного устройства также следует отнести неэффективное использование узлов токовых электродов А1 и А2 - в процессе измерения как токовые они используются поочередно и существенно увеличивают длину зонда, не увеличивая число точек измерения УЭС.Overhaul life of a downhole probe usually does not exceed one or two wells. Thus, the main disadvantages of this device include the low logging speed and low working life. In the measurement cycle at the point, one value of the resistivity is recorded. At least one resistivity value requires at least one clamping operation, the probe has large dimensions in length and weight, which impairs the ability of high-quality clamping of electrodes in complicated areas and complicates transportation and maintenance. It should be noted that if you simply increase the number of electrode nodes in this device, then the probability of high-quality contact of all the electrodes at the same time decreases sharply (if some get into the perforations, on the coupling joints or in the destroyed zones), in addition, with an increase in the number of complex movable nodes, the probability of failure-free operation of the probe is reduced, failures and jamming of the mobile system are possible when exposed to abrasive particles of cement and scale scattering from the surface of the casing That increase friction and wear. Therefore, the work on the point will have to be repeated until a positive result is obtained for all values of the resistivity. The quality of the clamp is evaluated after receiving the result by the resistivity and requires a complete measurement cycle. In this regard, the effect of increasing the speed of logging may not work. The disadvantage of this device is also the inefficient use of the nodes of the current electrodes A1 and A2 - during the measurement process, they are used as current alternately and significantly increase the probe length without increasing the number of resistivity measurement points.
В предложенной полезной модели решается задача увеличения скорости каротажа до приемлемого, конкурентного уровня 15-25 м/ч с использованием компактных зондов с минимальным количеством узлов-электродов, это типовые зонды, с 5 или 7 узлами электродов, проверенные многолетней практикой использования.The proposed utility model solves the problem of increasing the logging speed to an acceptable, competitive level of 15-25 m / h using compact probes with a minimum number of electrode nodes; these are typical probes with 5 or 7 electrode nodes, verified by many years of use.
При этом скорости каротажа увеличиваются до 3-5 раз, также до 3-5 раз увеличивается межремонтный ресурс их конструкций, так как он в основном определяется количеством прижимных операций на интервале каротажа.At the same time, the logging speeds increase up to 3-5 times, and the overhaul life of their structures also increases up to 3-5 times, since it is mainly determined by the number of pressing operations on the logging interval.
Дальнейшее увеличение скорости и рабочего ресурса уже не особенно важно, так как не принесет существенного экономического эффекта.A further increase in speed and working resource is no longer especially important, since it will not bring a significant economic effect.
Технический результат достигается тем, что в полезной модели для электрического каротажа через металлическую колонну, содержащей скважинный прибор с многоэлектродным измерительным зондом, состоящий из корпуса, механических блоков, электронного блока, группы узлов электродов из пяти или более, установленных последовательно друг за другом вдоль оси прибора, каждый узел включает в себя не менее двух электровводов, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси скважины, где в крайних двух узлах группы находятся токовые электровводы А1, А2 и измерительные M1, Мn, остальные электровводы в группе являются только измерительными, все электровводы многоэлектродного зонда имеют возможность прижиматься к стенке металлической колонны скважины, создавая с ней электрический контакт с помощью электропривода и прижимных механизмов, электронный блок, включающий в себя контроллер, связаный по специальным линиям связи с коммутатором тока питания зонда, измерителями потенциалов электродов и их разностей, электроприводом через модем и каротажный кабель по телеметрической линии связи с бортовым компьютером, наземную часть, состоящую из бортового компьютера, интерфейсного блока, источника питания зонда, а также электродов Nуд и В, соединенных между собой линиями связи, и многожильного каротажного кабеля, соединяющего скважинный прибор с наземной частью. Для достижения цели, все узлы электродов расположены вдоль оси зонда последовательно на одинаковых расстояниях. На основе оригинального приведенного ниже математического аппарата обработки сигналов в модуле программы расчета значений УЭС пород узлы токовых электродов используются еще и как измерительные, выполняются аналогично им по конструкции. В крайних узлах электродов измерительные электровводы по глубине находятся на уровне токовых и подсоединяются к колонне в точках, не совмещенных с точками контактов токовых, кроме того, электронный блок дополнительно оснащен блоком контроля качества прижима электродов, электрически связанным с каждым элекгровводом, а прижимные механизмы дополнены ударными механизмами, обеспечивающими внедрение заостренных электровводов в тело колонны, бортовой компьютер дополнительно снабжен специальным модулем программ оперативной оценки качества прижима электродов и расчета значений удельного электрического сопротивления пород по трем и более точкам глубины на одном прижиме с учетом возникающих при измерении мешающих факторов. Таким образом, для зонда с пятью узлами вместо одной точки УЭС регистрируются три, для семиэлектродного - пять, а для любого многоэлементного зонда всегда будет регистрироваться на 2 точки УЭС больше. Использование механизма ударного воздействия на электровводы для внедрения их в тело колонны в совокупности с блоком контроля качества прижима и модулем программ оперативной оценки качества прижима существенно снижает затраты времени на подготовку и проведение измерений. Кроме того, применение данного устройства исключает дорогостоящие специальные операции очистки стенки колонны. УЭС определяется по следующим формулам:The technical result is achieved in that in a utility model for electric logging through a metal column containing a downhole tool with a multi-electrode measuring probe, consisting of a body, mechanical blocks, an electronic block, a group of electrode assemblies of five or more, mounted sequentially one after another along the axis of the tool , each node includes at least two electric inputs located in a plane perpendicular to the axis of the well, where the current electric inputs A1 are located in the extreme two nodes of the group, 2 and measuring M1, Mn, the rest of the electrical inputs in the group are only measuring, all the electrical inputs of the multi-electrode probe are able to press against the wall of the metal column of the well, creating electrical contact with it using an electric drive and clamping mechanisms, an electronic unit that includes a controller connected via special communication lines with the probe current switch, electrodes and their potential meters, electric drive through a modem and wireline cable through a telemetry line onboard computer, the ground part, consisting of an onboard computer, interface unit, the power source of the probe and Nud and B interconnected by a communication line electrodes multiconductor logging cable and connecting the downhole device with the ground part. To achieve the goal, all electrode nodes are located along the axis of the probe sequentially at equal distances. Based on the original mathematical apparatus for processing signals in the module for calculating the values of electrical resistivity of rocks, the nodes of the current electrodes are also used as measuring ones, they are performed similarly in design. In the extreme nodes of the electrodes, the measuring electric inputs are at a current level in depth and are connected to the column at points that are not aligned with the current contact points, in addition, the electronic unit is additionally equipped with an electrode clamp quality control unit electrically connected to each electric lead, and the pressure mechanisms are supplemented by shock mechanisms providing the introduction of pointed electrical inputs into the body of the column, the on-board computer is additionally equipped with a special module of programs for the operational assessment of quality and pressing the electrodes and calculating the electrical resistance of breeds values for three or more points at a depth nip with the arising when measuring the interfering factors. Thus, for a probe with five nodes, instead of one resistivity point, three are recorded, for a seven-electrode probe, five are recorded, and for any multi-element probe, 2 resistivity points will always be recorded. Using the impact mechanism on the electric inputs to introduce them into the body of the column in conjunction with the clamp quality control unit and the module for the rapid assessment of the quality of the clamp significantly reduces the time required to prepare and conduct measurements. In addition, the use of this device eliminates the costly special operations of cleaning the wall of the column. The resistivity is determined by the following formulas:
удельные электрические сопротивления, отвечающие i-й измерительной группе, состоящей из трех соседних измерительных электродов, равноудаленных по оси зонда, определяют согласно выражению:specific electrical resistance corresponding to the i-th measuring group, consisting of three adjacent measuring electrodes equidistant along the axis of the probe, is determined according to the expression:
где:Where:
Kg - общий коэффициент,K g is the total coefficient,
Кƒ - корень уравненияK ƒ is the root of the equation
Kƒ·ΔU2(IA2)+ΔU2(IA1)=0,K ƒ · ΔU 2 (I A2 ) + ΔU 2 (I A1 ) = 0,
UN - потенциал центрального измерительного узла группы относительно дневной поверхности,U N is the potential of the central measuring node of the group relative to the day surface,
ΔUi(IA1,A2) - разности потенциалов между крайними измерительными электродами i-й трехэлектродной группы при подаче тока через электроды A1, A2 соответственно,ΔU i (I A1, A2 ) - potential differences between the extreme measuring electrodes of the i-th three-electrode group when applying current through the electrodes A1, A2, respectively,
Δu(IA1A2) - разности потенциалов между средними и нижними электродами 3-х электродной группы, а поправки на геометрию тока по трубе
Полезная модель поясняется чертежом на фиг.1, где представлена блок-схема предложенной полезной модели. Фиг.2 поясняет взаимное расположение узлов и блоков. По тексту в обращениях к Фиг.1 название чертежа (Фиг.1) не приводится, а обращения к позициям Фиг.2 приводятся полностью.The utility model is illustrated by the drawing in figure 1, which presents a block diagram of the proposed utility model. Figure 2 explains the relative position of the nodes and blocks. According to the text in the appeals to Figure 1, the name of the drawing (Figure 1) is not given, and references to the positions of Figure 2 are given in full.
Полезная модель для электрического каротажа через металлическую колонну содержит скважинный прибор с многоэлектродным зондом 15, где в корпусе прибора 36, фиг.2, размещены измерительные электроды М1, М2, М3, … Мn соответствующие позициям 9, 10, 11…12, и токовые электровводы A1, A2, соответствующие позициям 8, 13. В корпусе электронного блока 31, фиг.2, размещены: переключатель токовых электродов 6, цифровой измеритель электрического потенциала 7 относительно удаленного электрода 3 - Nуд, цифровой измеритель разностей электрических потенциалов электродов 17, модем 30 для телеметрической линии связи с наземной частью через каротажный кабель 24, цифровой измеритель тока зонда 28 с шунтом 29, блок контроля качества прижима электродов 22, включающий устройство коммутации электродов 14, источник тока 18 подаваемого в электровводы для проверки их контактов, аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжений на электровводах 19, контроллер 20, имеющий линии связи со всеми электронными устройствами и блоками, служащий для управления, а также сбора и передачи информационных сигналов. В корпусе электронного блока 31, фиг.2, также установлен электропривод 25, фиг.2, включающий электродвигатель 33, фиг.2, редуктор 34, фиг.2, с выходным валом привода 35, фиг.2, посредством которого управляются блоки прижима электровводов 26 и блоки ударных механизмов 27. Блок прижима электродов, 26, фиг.2, и блок ударных механизмов 27, фиг.2, установлены в корпусе прибора 36, фиг.2, в каждом из узлов электродов 37, фиг.2. Все узлы электродов имеют идентичную конструкцию и установлены в подпружиненных рычажных конструкциях 41, фиг.2, заканчивающихся заостренными твердосплавными электровводами 40, фиг.2, раскрываемых и складываемых с помощью вала 35, фиг.2.A useful model for electric logging through a metal column contains a downhole tool with a
Блок ударного механизма 27, фиг.2, представляет собой распространенный механизм по типу, используемому в бытовых перфораторах и дрелях для сверления бетонных стен, где вращательное движение вала с помощью подпружиненных кулачков преобразуется в ударное движение молотка. В нашем случае с помощью этого механизма вращательное движение вала 35, фиг.2, преобразуется в ударное движение подпружиненного молотка, которое передается через рычаги 41, фиг.2, на острозаточенные электровводы 40, фиг.2, и способствует их врезанию в тело металлической обсадной колонны 5. На дневной поверхности 4 находится бортовой компьютер 21, интерфейсный блок 23 для связи по телеметрической линии связи со скважинным прибором, источник питания зонда трапецеидальными двуполярными импульсами, а также электроды В-2 и Nуд-3, соединенные необходимыми линиями связи.The block of the
Многоэлектродный зонд выполнен в виде группы последовательно и равноудаленно расположенных вдоль оси скважины пяти и более узлов электродов, каждый узел электровводов 37, Фиг.2, включает в себя два и более электроввода 40, фиг.2, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси скважины. В крайних узлах группы электродов, кроме измерительных электровводов M1 и Мn, Фиг.2, находятся токовые электровводы А1 и А2, Фиг.2, которые расположены на уровне измерительных, но подключаются к колонне 5, Фиг.2, в точках, не совмещенных с точками контактов измерительных. Все остальные узлы электродов в группе являются чисто измерительными.A multi-electrode probe is made in the form of a group of five or more electrode assemblies sequentially and equally spaced along the axis of the well, each node of the
Работа полезной модели.Utility model work.
Режим измерения поточечный. Скважинный прибор опускается на заданную глубину в интервале исследований, затем все электровводы с помощью электропривода 25, Фиг.2, посредством выходного вала 35, Фиг.2, и прижимного механизма 26, Фиг.2, прижимаются к обсадной колонне 5, Фиг.2. С помощью ударного механизма 27, Фиг.2, производят на них периодическое ударное воздействие для обеспечения внедрения заостренных наконечников электровводов 40, Фиг.2, в тело металлической обсадной колонны 5, Фиг.2, одновременно включают с помощью наземного бортового компьютера 21, через интерфейсный блок 23, модем 30 и контроллер 20 блок контроля качества прижима электродов 22, в каждый электроввод с использованием источника тока 18 и устройства коммутации 14 последовательно подается небольшой ток, и при этом измеряется напряжение на каждом электровводе, по величине которого вырабатывается критерий качества прижима электродов, оптимальное сопротивление контакта должно быть не более 0,2 Ом, информация о сопротивлении контактов контроллером 20 через модем 30 по каротажному кабелю 24 и интерфейсный блок 23 передается в наземный бортовой компьютер, по достижению качественных контактов операция воздействия на электроды прекращается, блок контроля качества прижима 22 отключается от электровводов, и начинается цикл измерений на точке. В токовые электровводы А1 и А2, позиции 8 и 13 поочередно, с помощью источника питания 1, переключателя токовых электродов 6 и электрода В, 2 подают двуполярные трапециидальные импульсы электрического тока, и при каждой из подач тока измеряют, используя шунт 23 и АЦП 28, поданный ток, потенциал одного из измерительных электродов, используя цифровой измеритель потенциала 7 и электрод Nуд 3, а также первые и вторые разности в трех и более точках по глубине скважины с помощью цифрового измерителя разностей потенциалов электродов. Все оцифрованные сигналы соответствующим образом обрабатывают, фильтруют и на их основе, с использованием оригинального модуля программ расчета УЭС в бортовом компьютере, по предложенным формулам, с учетом возникающих при измерении мешающих факторов, обусловленных близким расположением токовых электродов к измерительным, одновременно по трем и более точкам глубины определяют УЭС горных пород. Затем электроприводом 25 электровводы складывают в транспортировочное положение и зонд перемещают на следующие точки интервала исследований.Point-to-point measurement mode. The downhole tool is lowered to a predetermined depth in the research interval, then all the electrical inputs using the
Макет полезной модели проверен в скважинных условиях. Анализ полученных материалов показывает высокое качество и увеличение скорости каротажа, работа полезной модели показала надежность, технологичность, удобство в обслуживании. Завершается выпуск партии приборов для электрического каротажа обсаженных скважин, соответствующих данной полезной модели.The layout of the utility model is tested in borehole conditions. The analysis of the obtained materials shows high quality and an increase in the logging speed, the work of the utility model has shown reliability, manufacturability, and ease of maintenance. The batch of instruments for cased hole electric logging, corresponding to this utility model, is nearing completion.
1. Кривоносов Р.Н., Кашик А.С. Способ и устройство электрического каротажа обсаженных скважин №2306582 от 21.11.2005 г. Реферат опубликован 11.08.2007 г.1. Krivonosov R.N., Kashik A.S. Method and device for cased hole electric logging No. 2306582 dated November 21, 2005. Abstract published on August 11, 2007
2. Рыхлинский Н.И., Бродский П.А. и др. Патент №3661245 от 19.02.2008 г.2. Rykhlinsky N.I., Brodsky P.A. and others. Patent No. 3661245 dated February 19, 2008.
3. Рыхлинский Н.И., Бродский П.А. и др. Способ электрического каротажа обсаженных скважин Патент №2382385 от 26.01.2009 г.3. Rykhlinsky N.I., Brodsky P.A. et al. Method for electric logging of cased wells. Patent No. 2382385 dated January 26, 2009.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151447U RU173699U1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Device for electric logging through a metal column |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011151447U RU173699U1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Device for electric logging through a metal column |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU173699U1 true RU173699U1 (en) | 2017-09-06 |
Family
ID=61198442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011151447U RU173699U1 (en) | 2011-12-16 | 2011-12-16 | Device for electric logging through a metal column |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU173699U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117328855A (en) * | 2023-10-31 | 2024-01-02 | 山东省地震工程研究院 | Open-air probing core monitoring devices |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229735C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-05-27 | Кашик Алексей Сергеевич | Process of electric logging of cased well |
RU2306582C1 (en) * | 2005-11-21 | 2007-09-20 | Ростислав Иванович Кривоносов | Method and device for electric logging of cased well |
RU2382385C1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-02-20 | Валентин Цой | Method for electrical logging cased wells |
-
2011
- 2011-12-16 RU RU2011151447U patent/RU173699U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2229735C1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-05-27 | Кашик Алексей Сергеевич | Process of electric logging of cased well |
RU2306582C1 (en) * | 2005-11-21 | 2007-09-20 | Ростислав Иванович Кривоносов | Method and device for electric logging of cased well |
RU2382385C1 (en) * | 2009-01-26 | 2010-02-20 | Валентин Цой | Method for electrical logging cased wells |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117328855A (en) * | 2023-10-31 | 2024-01-02 | 山东省地震工程研究院 | Open-air probing core monitoring devices |
CN117328855B (en) * | 2023-10-31 | 2024-04-26 | 山东省地震工程研究院 | Open-air probing core monitoring devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Keys | A practical guide to borehole geophysics in environmental investigations | |
CN103967476B (en) | With boring physical prospecting forward probe device and detection method | |
CN201486545U (en) | Underground vibration measuring instrument | |
RU2536732C2 (en) | Method and apparatus for electrical cased well logging | |
RU173699U1 (en) | Device for electric logging through a metal column | |
CN105137504A (en) | Advanced geological forecast system and method under tunnel borer construction conditions | |
US7899622B2 (en) | Sequential resistivity imaging with asymmetric electrode arrays | |
RU2631099C2 (en) | Device for electrical logging through metal column | |
JP2008051502A (en) | Multi-electrode electrical logging method for small diameter | |
CN1794013A (en) | High resolution ratio static natural potential well logging instrument and its measuring method | |
US20210255127A1 (en) | A method, a system, and a probe for determining in-situ an oxidation-reduction potential in a formation having a surface | |
CN102102513A (en) | Through casting resistivity logging instrument | |
RU2630991C1 (en) | Device for logging wells cased with metal string | |
RU2368779C1 (en) | Electric logging device used during boring | |
Kumavat et al. | Condition assessment of concrete with NDT–Case study | |
RU173713U1 (en) | A device for logging wells cased by a metal column | |
CN204925406U (en) | Leading geology early warning system of tunnel boring machine | |
RU2691920C1 (en) | Method and device for electric logging of cased wells | |
CN201277031Y (en) | Integrated combination logging instrument | |
DK2550551T3 (en) | SYSTEM FOR SCANNING THE EARTH'S SELF-POTENTIAL EEL | |
NO20141481A1 (en) | Multi-capacitor system for electromagnetic logging tools | |
US10191179B2 (en) | Measuring current from an electrode using a non-linear element | |
RU2615404C1 (en) | Method of electrical logging in wells cased with metal column | |
RU174509U1 (en) | Autonomous module for acoustic quality control of cementing of well construction elements during drilling | |
Berro | Development and testing of alternative methods for speeding up the hydraulic data transmission in deep boreholes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RZ1K | Other changes in the information about an invention | ||
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20180709 |