SU1301322A3

SU1301322A3 - Устройство измерени в буровой скважине

Info

Publication number: SU1301322A3
Application number: SU772484353A
Authority: SU
Inventors: А.Шастер Ник
Original assignee: Шлюмбергер Оверсиз,С.А. (Фирма)
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1987-03-30
Also published as: DE2720562C2; DK154584C; IE45032B1; IN149024B; DE2720562A1; NL7705420A; FR2352312B1; EG13047A; PT66556A; JPS52140401A; NZ184115A; MY8500205A; CA1091797A; AU509996B2; DK154584B; AR226801A1; IE45032L; NL185243B; JPS6044480B2; ES468667A1

Description

Изобретение относитс к автоматическим устройствам компенсированного измерени в буровой скважине.

Известны различные устройства измерени в буровой скважине, в которых измерени осуществл ютс с помощью двух приемников и одного датчика (T-RR, где Т - датчик, R - приемник), однако такие устройства не компенсируют перекоса инструмента по отношению к оси буровой скважины . Чтобы исключить перекос, может быть предусмотрен дополнительный датчик, образующий инструмент, который имеет T-RR-T-расстановку.

Каждый из двух датчиков может быт селективно управл емым, при этом может измер тьс врем распространени до каждого из двух приемников.

Однако в скважинных инструментах типа T-RK-T увеличение рассто ни T-R влечет за собой удлинение инструментов , так как рассто ние T-R удваиваетс . Более длинные инструменты нежелательны, вследствие дороговизны затрудненности транспортировки и сложности опускани их в перекошенную или наклонную буровую скважину.

Известны также устройства измерени , в которых более длинные рассто ни T-R в расстановке T-RR-T увеличивают длину спусковых салазок , котора уменьшает веро тность удержани спусковых салазок в непрерывном контакте со стенкой буровой скважины.

Известна также частично компен- . сирующа система без изменени длины инструмента, в которой запоминаютс по меньшей мере два различных измерени дл двух различных рассто ний . Это приводит к удорожанию системы и большой у звимости проблем глубины установок, таких, которые внос тс движением инструмента. Кроме того, компенсаци инструмента не всегда полна .

Известно также устройство, в котором использован дополнительный приемник к каждому из двух существующих . Каждый дополнительный приемник отделен от существующего небольшим рассто нием, соответствующим приблизительно двойному смещению, внесенному рефракционной ошибкой (одно смещение дл каждого из двух различных направлений приема)..Таким образом , используютс четыре приемника.

5

0

5

по два дл каждого направлени приема . Однако такое выполнение усложн ет управление и увеличивает стоимость .

Известно устройство измерени в буровой скважине, содержащее две группы преобразователей, укрепленных вдоль суппортного элемента, установленного с возможностью перемещени в скважине и прот нувшегос вдоль направлени , параллельного направлению его перемещени , измерительную аппаратуру, включающую блок пам ти, блок управлени и блок индикации .

Однако такое выполнение устройства требует удлинени инструмента, усложн ет управление и увеличивает стоимость.

Цель изобретени - повьштение точности измерени путем компенсации отклонени буровой скважины и/или отклонени преобразователей внутри буровой скважины.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерен1 в бу0

0

пы преобразователей, укрепленных вдоль суппортного элемента, установленного с возможностью перемещени в скважине и прот нувшегос вдоль направлени , параллельного направлению его перемещени , измерительную аппаратуру, включающую блок 5 пам ти, блок управлени и блок I индикации, приемные преобразователи размещены один от другого на таком же рассто нии вдоль линии, что и передающие преобразователи, и размещены с одной стороны от них, причем преобразователи обеих групп имеют одинаковые рабочие характеристики ,

е При ЭТОМ измерительна аппаратура снабжена блоком выбора и комбинировани измерений, к входу которого подключены группы преобразователей и выходы блока пам ти, а к выходам л блок индикации и блок управлени .

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства измерени ; на фиг, 2 и 3 - два раздельных положени I и L преобразователей на отметках глубины d.j и на фиг, 4 - два поло- и J на отметках глубины d

5

жени

и dy,

УстройствЬ включает скважинный инструмент 1 с расстановкой датчиков , содержащей четыре преобразовател 2-5. Расстановка может входить в инструмент, который выполнен в виде полого шпиндел , приспособленного дл центральной или эксцентричной работы, или в спусковой салазочный элемент с датчиками, расположенными на салазках дл работы в тесном контакте со стенкой скважины.

Последующие по снени предполагают , что инструмент бъш опущен к основанию скважины так, что затем он может медленно возвращатьс по направлению к поверхности путем механического управлени регистрирующим кабелем 6, наматываемым на лебедку 7, на поверхности, что обеспечивает передачу сигнала и команд между инструментом и блоком 8 управлени на поверхности. Таким образом, перемещение инструмента южет быть непосредственно св зано с перемещением на поверхности проволочного троса.

Наземный блок 8 управлени действует как программный селектор датчиков и приемников, который через кольцевой коллектор на лебедке 7 соединен с регистрирующим кабелем 6 и подземным блоком 9.управлени в инструменте 1, наход щимс в скважине. Синхронно с перемещением кабел на управл ющий блок 8 и блок 10 пам ти измерений подаютс импульсы приращени глубины через какое-либо механическое или электрическое соединение 11, а также на блок 12 выбора и комбинировани измерений, если оно имеетс у местоположени скважины, так что обработ- ка измерений может производитьс в то же врем .-Таким образом, выбор датчиков и соответствующие измерени синхронизированы.

Устройство работает следующим образом.

Текущий выбор и комбинирование измерений нет необходимости делать одновременно с получением отдельньпс замеров. Эти измерени могут быть обеспечены дл обработки в более позднее врем от обычного цифрового или аналогового накопительного устройства , в месте, удаленном от скважины .

Однако важно, чтобы вместе с измерени ми регистрировались приращени глубины, соответствующие перемещений инструмента, так как это необходимо дл точного соотношени измерений друг к другу на основе глубины .

Когда инструмент 1, содержащий четырехпреобразовательную расстановку , перемещаетс вверх через положени глубины I, J, К.и L, систематическим методом выбираютс различные

датчики, так что при регул рных приращени х выполн етс последовательность измерений. Обычно на инструменте определенна точка вь бирает- с в качестве опорной,поэтому измерени , полученные с различными преобразовател ми , могут быть отнесены одно к другому и к глубине инструмента , расположенного в скважине , так, как зарегистрировано на

поверхности. Хот может быть выбрана люба точка (фиг. 1 изображает), а описание далее основываетс на выборе опорной точки глубины, расположенной на инструменте 1 у самого

верхнего преобразовател , т.е. преобразовател , который наиболее близок к поверхности -земли, когда инструмент продвигаетс в скважине. На фиг. 2, 3 и 4 показано четыре преобразовател расстановки инструмента 10, обозначенные с 1 по 4, В описании буква Т с индексом используетс как обозначение преобразователей , приемников или датчиков.

Кроме того, два самых верхних преобразовател Т, и Т работают как приемники , а два самых нижних преобразовател Т и Т работают как датчики .

Желательно, чтобы преобразователи определенного типа, как те, что работают в качестве приемников, были сгруппированы в инструменте или спарены вместе, и чтобы преобразователи перемещались горизонтально и вертикально в скважине координатным . образом. Кроме того, заранее выбранный разнос между преобразовател ми

в каждой группе должен быть едина- . ковым, т.е. разнос между Т, и Т вдоль длины суппортного элемента с преобразовател ми должен быть таким же, как разнос между датчиками Т и

Т. Рассто ние между группами преобразователей различных типов, например рассто ние между приемником Tj и датчиком Тд, может быть или может не быть таким же, как разнос между

однотипными преобразовател ми, в зависимости от физических характеритик измер емого земного пласта, глубины исследовани в требуемом земном пласте,и др. факторов.

Фиг, 2-4 изображают расстановку преобразователей Т,, Tg, Т, и Т в двух раздельных положе ш х, по- казанных индексами уровн глубины у вершины каждой расстановки. Эти индексы от I до L относ тс к верхнему преобразователю Т,

На фиг, 2 и 3 эти положени буду I и L, т.е. верхний преобразователь 1 находитс на отметках глубины d., и с1ц- соответственно. На фиг. 4 два положени обозначены I и J, так как верхний датчик Т, находитс на отметках глубины d-j и dj соответст- венио,

Когда расстановка продвигаетс из положени I в положение L (фиг.2 и 3) и из положени I 9 положение J (фиг. 4), она поднимаетс по скважине с глубины d-j через d|, использу Tj как опорную точку глубины. Датчик Т генерирует сигнал, которы распростран етс вверх по направле- , нию к приемникам Т и Т,. Каждый из этих приемников преобразовывает прин тый сигнал в соответствующий электрический сигнал, который может быть обработан в измерение тп. Так как обычно ожидаетс , что сигнал, распростран ющийс от Т по направ-- лению TJ и Т, прибудет сперва к Т, а затем к Tj , измерение Т обозначаетс как т,, а Т, как Затем измерени m, и га могут быть объединены дл получени измерени подповерхностной физической характеристики в зависимости от измер емых характеристик.

Например, если Т,передает акус тический импульс, измерени тп, и trig представл ют врем распространени сигнала через пласт и среду, окружающую скважину, от Тд к Т2 и Т, соответственно , а затем -они могут . быть объединены дл определени интервала времени распространени между Т и Tj , называемого it.

Через некоторый временной промежуток после генерировани сигнала датчиком Т генерируетс сигнал датчиком-Т, как показано на фиг. 3 который принимаетс приемниками Т

и

Т, и преобразуетс в измерени in.

5

0

5

0

5

0

5

и т соответственно.

Полна последовательность измерени на глубине d-j включает, следовательно , все измерени п , т, mJ и m. Далее m обозначает отдельное измерение в общем, безотносительно к типу, причем т, выполн етс в течение работы Т с Т , а п с Т,, т-5 в течение работы Т с Т , а п с Т,.

Так как четыре измерени могут быть получены за очень короткий промежуток времени по отношению к перемещению инструмента, то они могут считатьс полученными на той же самой глубине. Например, акустический датчик может выдавать импульсы пор дка 20 раз в секунду. Эта скорость обеспечивает по меньшей мере п ть полных последовательностей в секунду, в течение которых при нормальной скорости регистрации имеет место очень незначительное перемещение инструмента. Четыре измерени передаютс на поверхность и запоминаютс в блоке 10 пам ти дл последующего использов.ани .

Через некоторое врем , когда инструмент продвинетс в скважине до глубины d, как показано на фиг.2 и 3, может быть произведена втора последовательность измерений т, ш, т и т и использована дл компенсировани вли ний буровой скважины на отдельные измерени .

Например, когда Т вл етс акустическим импульсным датчиком, интервал времени распространени д t между Т и Т, будет с ошибкой, если участки пути распространени сигнала , которые расположены в буровой скважине, будут различной длины дл двух приемников. Така разность

,возникает в случае перекоса инструмента .

Такой тип компенсации буровой скважины возможен с расстановкой, имеющей значительно более короткую общую длину. Путем объединени первой группы измерений т и га, полученных на глубине d, (см. фиг. 2 дл случа I), с измерени ми т, и т, полученными на глубине d(cM. фиг.2 дл случа L), получаетс нова комбинаци замеров от датчиков, имеющих обратные ближние и дальние со отношени , котора обеспечивает

требуемую компенсацию буровой скважины .

Кроме того, одновременно со скомпенсированным измеренным дл отреза в скважине может быть проделано второе скомпенсированное измерение дл большего отрезка. Объедин вторую группу измерений т и т, полученных

на глубине d (см. фиг. 3 дл случа J

I), с измерени ми т и т, полученными на глубине d (см. фиг. 3 дл случа L), получим второе измерение скомпенсированное дл буровой скважины , но имеющее здесь большее рассто ние T-R, нежели первое измерение . Так получаетс потому, что втора группа измерений относитс к преобразовател м более удаленным, чем при первой группе.

Дальнейшее достоинство расстановки преобразователей относитс к ее использованию дл компенсации статистических или систематических погрешностей получаемых измерений и может быть описано со ссьшкой на фиг, 4,

При -этом измерение ш на глубине d-j повтор етс измерением п. при dj когда Т замещает Т,, а 1 замещает Т , при продвижении инструмента в скважине. При идеальных услови х измерений т равно т. Однако при обычных услови х измерени буровой скважины существуют некоторые известные причины, по которым этого может не произойти. Если могут ожидатьс даже небольшие статистически изменени , например, когда выполн ютс акустические измерени интервала времени прохождени , усреднением т„

при dj получают улучшенные измерени , обеспечиваюпри d, и го

d (отрезок Т до Т,, работает Т); d, (отрезок Т, до Т4, работает d(отрезок Т до Т,, работает Т); d(отрезок Т, до Т4, работате Т,); до Т, ) и tn при до Т); до Tj ) и m при d (Т

до Т) .

Как показано на фиг. 1, каждое измерение cm, по га дл каждого приращени глубины d.j, ,-.. и т.д. запоминаетс блоком 1 пам ти, причем каждое приращение пор дка шести дюймов (152,4 мм) или менее.

Если емкость блока пам ти измерений ограничена, вл етс выгодным объединение некоторых измерений, чтощие компенсацию этих статистических изменений. Тогда как сравнима статистическа компенсаци могла бы быть достигнута повторением измере ни при d-j , подобные повторные измерени ограничивают рабочий цикл инструмента наполовину. В противоположность этому, дл получени та кого результата комбинированием

уже имеющихс измерений гп,,

чени рабочего цикла не требуетс .

Могут быть так же скомбинированы другие измерени дл компенсации случайных шумов или различных эф5 фектов преобразователей и их относительных положений в скважине. Напри глубине d 1 может быть

п увели0

пример, т

использовано с m-j при иц,

В некоторых случа х могут также сравнитьс такие измерени , как т и mj дл детектировани искажений

буровой скважины, таких как перекос инструмента. Сравнение таких измерений может дать показание ком5 пенсации скважины, приложенной к Основным измерени м, и тем самым показание надежности скомпенсированных Измерений .

Дл получени одного скомпенсированного измерени необ зательны все четыре измерени в каждой последовательности и не об зательно делать каждое измерение после отдельного запуска датчика. Однако каждое от-.

5 дельное измерение используетс по меньшей мере дважды в различных комбинаци х , обеспечива два различных компенсированных измерени при выбранном отрезке скважины, соот0 ветствующие двум различным рассто ни м исследовани между датчиком и приемником:

ботает Т ботает Т ботает Т ботате Т о Т);

до Т) .

бы минимизировать необходимую емкость . Например, измерени тп, го .дл одного и того же приращени глубины (см. фиг. 2 в полозкении 1 с приращением d-j) могут быть вычтены

в блоке }2 выбора и комбинировани измерени дл образовани нового измерени m m, , которое в свою очередь, может быть запомнено, замен т, и nij, или если имеетс дос91

таточна емкость пам ти, как дополнительное измерение.

Когда расстановка продвигаетс в скважине от d.. до dj , могут комбинироватьс другие измерени , образу замену или дополнительные измерени . Когда расстановка продви- нетс до глубины d (см.положение L на фиг. 2, 3), будет произведена полна группа измерений. Те измерени , что быпи выполнены ранее, могут быть получены из элемента накоп лени блока tO пам ти, а те, что получены на глубине d теперь существуют как текущие измерени . Таким образом, возможно затем объединить эти проделанные измерени дл получени скомпенсированньп измерений отрезка.буровой скважины, изображенного на фиг. 2 - А под d-j.

Например, вычита т, из га, полу ченные при d,, текущей глубине в положении L, изображенном на фиг, 2, и объедин этот результат с измерени ми т и т, при d-j, полученными ранее в положении I, или с прежней комбинацией т при d-|, обеспечиваютс скомпенсированные измерени дл отрезка буровой скважины, показанного на фиг. 2-4, соответствующие короткому рассто нию исследовани T-R.

Описанные комбинации выражаютс дл акустического примера реализации измерений в добавлении двух из0132210

мерений дл того же отрезка буро- , вой скважины, одно соответствующее измерению с двум приемниками, а j другое измерению с двум датчиками,

5 обеспечива требуемую компенсацию буровой скважины-. Б зависимости от разноска однотипных пар пг еобразова- телей может быть необходимость в преобразовании г асштаба. Если, на 0 пример, разнос составл ет один фут (30,48 см), правильна величина ut, как показано выходом А, будет получена делением окончательной комбинации на два.

5 В дополнение к объединению этих двух измерений ь t различные измерени на различных уровн х глубины могут сравнитьс дл индикации условий буровой скважины, требую20 щих компенсации, или объедин тьс таким образом, чтобы получить средние измерени , Например, m при d.. (см. фиг. 4 дл случа I) и т,при d,

//ч

(см. фиг. 4 дл случа J) могут быть сложены или усреднены дл образовани т. Эти средние измерени могут затем объедин тьс дл образовани измерений и t или дл других целей.

Использование предлагаемого устройства позвол ет обеспечить более полную компенсацию буровой скважины, включа перекос инструмента, и позвол ет производить измерени по 35 всей длине скважины,

/

iJ

К

- /

1 7/ Т

Г/

. -

.i, -L

T .mf

7i

Г,

.MJ...

J

т

i. y:

.4 jJ4 J:zaL , . Nr« . .Х . I

-/77,

4-

I Ъ

rfjlK j . Z л I r

/77y

I

r k

/ l

/77j.

74

,/77/,

/7 /77y

r k

1ПГ5 IL

1

t t r/. . . I

(Риг.г

Фиг.ь

fus4

Редактор Н. Киштулинец Техред А.Кравчук Корректор Л, Пилипенко

Заказ 1164/59Тираж 533 Подписное ,

ВИИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

- /

7/ Т

J

т

jJ4 J:zaL/77 - Г,

MJ..

-/77,

4-

rfjl j . Z л

-

/7 /77y

I

r k

ПГ5 IL

Фиг.ь

fus4

Claims

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ В БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ, содержащее две группы приемных и передающих преобразователей, укрепленных вдоль суппортного элемента, установленного с возможностью перемещения в скважине и 'протянувшегося вдоль направления, параллельного направлению его перемещения, измерительную аппаратуру, включающую блок памяти, блок управления и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения путем компенсации отклонения, буровой скважины и/или отклонения преобразователей внутри буровой скважины, приемные преобразователи размещены один от другого на таком же расстоянии вдоль линии, что и передающие преобразователи, и размещены с одной стороны от них, причем преобразователи обеих групп имеют одинаковые рабочие характеристики,

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная аппаратура снабжена блоком · выбора и комбинирования измерений, к входу которого подключены группы преобразователей и выходы блока памяти, а к выходам - блок индикации и блок управления.

SU <,.,1301322___АЗ