SU741222A1

SU741222A1 - Скважинный снар д дл термокаротажа

Info

Publication number: SU741222A1
Application number: SU762578659A
Authority: SU
Inventors: Гавриил Сергеевич Смирнов; Анатолий Николаевич Буров; Олег Васильевич Богомолов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Геофизика"
Priority date: 1976-02-10
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1980-06-15

Description

Изобретение относится к геофизической технике для поисков рудных месторождений, а более конкретно, к устройствам для термокаротажных сква- , жин.

Известны многие разновидности термокаротажной аппаратуры, применяющейся для измерения температуры по глубине скважин [1]. В известных скважинных термометрах, использующих терморезисторы в качестве датчиков температуры, с их помощью измеряется температура заполняющей скважину во-

Недостатком этой аппаратуры является то, что проводимые с ее помощью измерения не дают достоверной информации о температуре стенок скважин, так как температура воды ей не соот- 20 ветствует.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является скважинный снаряд для термокаротажа, содержащий корпус, двигатель И подвижные рычаги с укрепленными на ИХ концах термопроводящими колодками И термореэисторами [2]. Контакт терМопроводящих колодок терморезистора со стенками скважины осуществляется 30 посредством механизма, приводимогов действие электродвигателем, управляемым с поверхности. Парные рычаги с терморезисторами расположены в горизонтальной или вертикальной плоскости по отношению к оси скважины, что позволяет измерять разность температур по выбранным направлениям.

Однако, эти устройства не могут обеспечить высокую точность измерения разности температур, противоположных стенок скважин или точек по вертикальной оси ( д Т порядка π. 10⁴- 10’® С) , необходимую для определения направления на источник тепла - рудное тело. Во-первых, в устройствах не предусмотрены условия тепловой балансировки терморезистбров и схем по нулевой разности (дТ = 0) перед каждым измерением разностной температуры стенок скважин, а первоначальный баланс схемы не сохраняется вследствие значительного изменения общей темпера- туры по глубине скважин за счет нормального градиента температуры Земли (grad Т = О, 01-0,03°с/м) . Во-вторых, на термореэисторы воздействуют омывающие их скважинные воды,- искажающие результаты измерений разности температур стенок скважин.

Цель изобретения - повышение точ ности измерения разности температур противоположных стенок скважины.

Поставленная цель достигается тем, что термопроводящие колодки снабжены заслонками из термоизоляционного материала, которые укреплены с возможностью их смещения при сведении рычагов для осуществления теплового контакта между термопроводящими колодками, и что на заслонках выполнены скосы.

На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг. 2 - схематический разрез скважинного снаряда для термокаротажа, на фиг. 3 - сечение А-А· на фиг. 2·

Устройство содержит (фиг. 1) спускаемый на трехжильном каротажном кабеле 1 скважинный снаряд 2, а также наземный пульт управления 3 с регистратором результатов измерений.

Скважинный снаряд 2 (фиг.2) содержит исполнительный механизм, состоящий из электродвигателя 4, связанной 'с ним с помощью штанги 5 двухпарной системы рычагов 6 с термопроводящими колодками 7, в которых расположены терморезисторы 8. Термопроводящие колодки 7 снабжены заслонками 9, на которых выполнены скосы 10. На колодках 7 укреплены эластичные колпаки 11, предохраняющие колодки от воздействия водной среды. Заслонки 9 находятся в подвешенном состоянии на пластинчатых пружинах 12. Между штангой 5 и рычагами 6 установлен дифференциал 13. Для, получения , информацииоб азимутальной ориентации 'терморезисторов по инклинометрическим данным скважинный снаряд изготавливается неуравновешенным в поперечном сечении или применяется в его составе устройство, фиксирующее его магнитный азимут ( на чертеже не показано). ·

Устройство работает следующим образом.

Под. действием электродвигателя 4,^;на который подается напряжение определенной полярности, штанга 5 совершает поступательное движение вверх или вниз. При движении штанги 5 вниз рычаги 6 раздвигаются, термопроводящие колодки 7 с терморезисторами 8 приводятся в состояние теплового контакта с противоположными стенками скважины. При достижении определенной силы прижима электродвига- 55 тель автоматически выключается (переключатели на чертеже не показаны). В этом положении производятся основные измерительные операции - измерение разности температур стенок скважины по каждой 'паре терморезисторов и средней температуры стенок.

При движении штанги 5 вверх рычаги б попарно сжимаются в центре скважины. При этом скважинные термоизоляционные заслонки 9 под влиянием ₍силы сжатия сдвигаются в стороны и каждая пара колодок 7 приводится в, состояние теплового контакта между собой. В этом положении проводится попарная балансировка терморезисторов,. т. е. выводятся на ''нуль'' обе (или более) дифференциальные схемы прибора, и измеряется температура воды в скважине.

Следует отметить, что в предложен· ном приборе перемещение термоизоляционных заслонок может быть осуществлено и иным отличным способом, например, с помощью подъемного устройства, связанного с механизмом перемещения рычагов 6. При сжатии рычагов б в центре скважины это устройство поднимает задние заслонки 9 для создания теплового контакта между парными колодками с терморезисторами 8, при разводке рычагов 6 для прижима к стенкам скважины устройство освобождает тяги заслонок 9 и последние смещаются вниз под влиянием дополнительных пружин (на чертеже не показаны) .

Предложенное устройство скважинного снаряда позволяет произвести на любой глубине скважины предварительную балансировку каждой пары терморёзисторов, изолированных от влияния воды. Этим обеспечивается проведение измерений разности температур противоположных стенок скважин с высокой точностью, достаточной для того, чтобы по разностному значению· ь Т и азимутальной ориентации измерительных пар термореэисторов определить направление на источник избыточного тепла, каким является искомое рудное тело.

Кроме измерения горизонтального градиента температуры, предложенный скважинный снаряд обеспечивает измерение средней температуры стенок скважины, а также температуры заполняющей скважину воды для оценки ее динамики по стволу скважины.

Информация о трех геотермических параметрах существенно увеличивает надежность и достоверность геологической интерпретации данных термока50 ротажа и повышает эффективность поив- ков рудных теи в пространстве.

около ск в ажи ином

Claims

Изобретение относитс к геофизической технике дл поисков рудных месторождений, а более конкретно/ к устройствам дл термокаротажных сква жин. Известны многие разновидности тер мокаротажной аппаратуры, примен ющей с дл измерени температуры по глубине скважин 1. В известных скважинных термометрах, использующих терморезисторы в качестве датчиков температуры, с их помощью измер етс температура заполн ющей скважину воды . Недостатком этой аппаратуры вл етс то, что проводимые с ее помощью измерени не дают достоверной информации о температуре стенок скважин, так как температура води ей не соответствует . Наиболее близким по технической сущности к насто щему изобретению в л етс скважинный снар д дл термока ротажа, содержащий корпус, двигатель Н подвижные рычаги с укрепленньзми на 1Х концах термопровод щими колодками и терморезисторами 2. Контакт терМопровод щих колодок терморезистора со стенками скважины осуществл етс посредством механизма, приводимого в действие электродвигателем, управл емым с поверхности. Парные рычаги с терморезисторами расположены в горизонтальной или вертикальной плоскости по отношению к оси скважины, что позвол ет измер ть разность температур по выбранным направлени м. Однако, зти устройства не могут обеспечить высокую точность измерени разности температур, противоположных стенок скважин или точек по вертикальной оси ( л Т пор дка п. ) , необходимую дл определени направлени на источник тепла - рудное тело. Во-первых, в устройствах не предусмотрены услови тепловой балансировки терморезистбров и схем по нулевой разности (й Т 0) перед каждым измерением разностной температуры стенок скважин, а первоначальный баланс схемы не сохран етс вследствие значительного изменени общей темпера- . туры по глубине скважин з.а счет нормального градиента температуры Земли (groidl Т О, 01-0/03°с/м) . Во-вторых , на терморезисторы воздействуют омывающие их скзажинные воды,- искажающие результаты измерений разности температур стенок скважин. Цель изобретени - повышение точ ности измерени разности температур противоположных стенок скважины. Поставленна цель достигаетс тем что термопровод щие колодки снабжены заслонками из термоизол ционного мат риала, которые укреплены с возможностью их смещени при сведении рычагов дл осуществлени теплового контакта между термопровод щими колодками, и что на заслонках выполнены скосы. На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг. 2 - схематический разрез скважинного снар да дл термокаротажа , на фиг. 3 - сечение А-А- на фиг. 2. Устройство содержит (фиг. 1) спус каемый на. трехжильном каротажном кабеле 1 скважинный снар д 2, а также наземный пульт управлени 3 с регистратором результатов измерений. Скважинный снар д 2 (фиг.2) содержит исполнительный механизм, состо щий из электродвигател 4, св занной с ним с помощью штанги 5 двухпарной системы рычагов 6 с термопровод щими колодкс1ми 7, в которых расположены терморезисторы 8. Термо провод щие колодки 7 снабжены заслонками 9, на которых выполнены скосы 10. На колодках 7 укреплены эластичные колпаки 11, предохран ющи колодки от воздействи водной среды Заслонки 9 наход тс в подвешенном состо нии на пластинчатых пружинах Между итайгой 5 и рычагами 6 установ лен дифференциал 13. Дл ,получени информации об азимутальной ориентац терморезисторов по инклинометрическим данным скважинный снар д изготавливаетс неуравновешенным в попе речном сечении или примен етс в ег составе устройство, фиксирующее его Магнитный азимут ( на чертеже не показано). Устройство работает следующим об разом. Под. действием электродвигател 4 на который подаетс напр жение опре деленной пол рности, штанга 5 совер шает поступательное движение вверх или вниз. При движении штанги 5 вниз рычаги б раздвигаютс , термопровод щие колодки 7 с терморезисто рами 8 привод тс в состо ние тепло вого контакта с противоположными ст ками скважины. При достижении определенной силы прижима электродвигатель автоматически выключаетс (пер лючатели на чертеже не показаны). В этом положении производ тс основны измерительные операции - измерение разности температур стенок скважины по каждой паре терморезисторов и средней температуры стенок. При движении штанги 5 вверх рычаги б попарно сжимаютс в центре скважины. При этом скважинные термо изол ционные заслонки 9 под вли ние Силы сжати сдвигаютс в стороны и кажда пара колодок 7 приводитс в, состо ние теплового контакта между собой. В этом положении проводитс попарна балансировка терморезисторов ,, т. е. вывод тс на нуль обе ( или более) дифференциальные схемы прибора, и измер етс температура воды в скважине. Следует отметить, что в предложенном приборе перемещение термоизол ционных заслонок может быть осуществлено и иным отличным способом, например , с помощью подъемного устройства, св занного с механизмом перемещени рычагов б. При сжатии рычагов б в центре скважины это устройство поднимает задние заслонки 9 дл создани теплового контакта между парными колодками с терморезисторами 8, при разводке рычагов 6 дл прижима к стенкам скважины устройство освобождает т ги заслонок 9 и последние смещаютс вниз под вли нием дополнительных пружин (на чертеже не показаны ) . Предложенное устройство скважинного снар да позвол ет произвести на любой глубине скважины предварительную балансировку каждой пары терморёзисторов , изолированных от вли ни воды. Этим обеспечиваетс проведение измерений разности температур противоположных стенок скважин с высокой точностью, достаточной дл того, чтобы по разностному значению- ь Т и азиму .тальной ориентации измерительных пар термореэисторов определить направление на источник избыточного тепла , каким вл етс искомое рудное тело . Кроме измерени горизонтального градиента температуры, предложенный скважинный снар д обеспечивает измерение средней температуры стенок скважины , а также температуры заполн ющей скважину воды дл оценки ее динамики по стволу скважины. Информаци о трех геотермических параметрах существенно увеличивает надежность и достоверность геологической интерпретации данных термокаротажа и повышает эффективность поив- ков рудных тей в околрскважинном пространстве. Формула изобретени 1. Скважинный снар д дл термокаротажа , содержащий корпус, двигатель и подвижные рычаги с укрепленными на их концах термопровод щими колодками и терморезисторами, отличающийс тем, что, р целью, повышени точности измерени разности температур противоположных стенок скважины , термопровод щие колодки снабжены заслонками иэ термоизол ционноГО материала, которые укреплены с возможностью их смещени при сведении рычагов дл осуществлени теплорого контакта между термопровод щими колодками.
2. Снар д по п. 1, отличающийс тем, что на заслонках выполнены скосы.

2

упроЬ ЛЛМые испойнитвльным . не аниьл

Источники информации, трин тые во внимание при экспертизе

1. Дь конов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Т.Е. Общий курс геофизических исследований скважин. М., Недра, 1977, с. 260.

2. Патент США 3. 745. 822, кл. 73-154, опублик, 1973 (прототип).

S

Т

ffl fla6 I ubiftftumebH. I

I . atHue . усилитель .

i

//

k 7

8v// ;L.

ГГГП-ГГ

iO w