Устройство для исследования физико-механических свойств горных пород в скважине

Устройство для исследования физико-механических свойств горных пород в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3498419/22-03 (22) 12.10.82 (46) 15.02.84. Бюл. Р 6 (72) В.П.Белов и -В.Н.Павлючков (71) Куйбьзаевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (53) 622.24.082(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 627704, кл. Е 21 B 49/00, 1978 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 457793, кл. E 21 В 49/00, 1975. (54)(57) 1 YCCРОЙСТВО ДЛН ИССЛЕДОВАННА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ГОРНЫХ ПОРОД В СКВАЖИНЕ, содержащее блок механического каротажа, кабель-. трос и регистратор, о т л и ч а ю.— щ е е с я тем, что, с целью повыше„„SU„„1 3445 A ния точности исследования за счет замера силы прижатия глубинного оборудования к стенке скважины, блок механического каротажа выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого эксцентрично установлен груз, а в верхней и нижней его частях расположены телескопические што-. ки,на одном конце каждого иэ которы>. расположена прижимная лапа, а на другом - коаксиально-концентрические электромагнитные катушки, од-. на из которых жестко связана со штоком, а другая — с корпусом.

2; устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что прижимные лапы выполнены в виде сегмента циР линдрической поверхности.

1073445

Изобретение относится к бурению 9, причем прижимные лапы установлескважин, а точнее к области исследо- ны диаметрально противоположно эксенном г узу 2, ин.вания ствола скважин при бурении, в центрично расположенному грузу, инчастности определения прихватоопас- дикатор усилия рас астяжения 10, кабельности стенок скважины. трос 11. Измеряемые величины запиИэвестны приборы для определения 5 сываются на регистраторе 12, расадгезии, начального напряжения сдви- положенном на поверхности.

ra материалов и фильтрационных ко- Корпус пр д с 1 и е назначен для размерок в лабораторных условиях на по- щения внутри него эксцентрично расверхности при атмосферном и повышен- положенного груза 2, электромагнит° х r1 l 10 ных устройств, выдвижных штоков 7, ных давлениях изл чателей 10 и приемОднако эти приборы характеризуют- акустических излучателе ся недостаточной точностью модели- ника у

4 и сл жит одной из контактй стояния

Р ования реальных услови со ных поверхностей при определении нав скважине. чального напряжения сдвига, когда горных пород в скважине, н пове хностью явИзвестно также устройство для 5 другой контактной и р исследования физико-механических ля ется стенка скважины. скважине содер- Прижимная лапа 9 предназначена свойств грунтов в скважи им ко и са 1 к стенке скважащее блоки механического и радиоак для отжима корпуса к жины, а также служит одной из контивного каротажа, кабель-трос и ретактных поверхностей при определеР Р 2 20 ", " р" (, „„

Недостатком этого устройства яв11 не заполненной жидляется невозможность замера адгезии ко ки 1 в скважине за р и начального апр н яжения сдвига на костью. по о в Для осуще дл ствления плотного и пол границе контакта горных р д ст ойства. ного контакта лапы со с стенкой скваскважине с элементами устр

25 н в виде сегмента — повышение точ-, жины она выполнена в

Цель изобретения — п ндрической поверхности диаметности исследования за счет за р ме а . ЦИЛИ силы прижатия глубинного оборудования Р Р ди

1 к стенке скважины. та 15-45 .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследожестког ого соединения прижимной лапы

9 с нут нней т и 8 горных пород в скважине, содержащем отажа кабель- магнитного у б О механическо О аротажа а трос и регистратор, блок механичес-, нд 35 н значено для привода выдвижного кого каротажа выполнен в виде ц Нд илинджимной лапы к.стенке скважины и заме а силий отрыва ее при оп еделен и верхней и нижней час а геэии пород на стенках скважины. жены телескопические е штоки на од- адгеэи и

Р

Оно состоит иэ двух концентрично ном конце каждого из которых Распо- 40 оложенных электромагнитных катуложена прижимная лапа, а дру на гом — Располо ие электро- шек, питание которых осуществляется коаксиально-концентрически х жил кабель-троса 11, ки одна из которых от различных магнитные катушки, од а двух сигнализаторов 6. Внутренняя жестко связана со штоком, дру а гая - и двух катушка 8 жестко соединена с выдвижс корпусом. выполнены ным штокОм 7, а внешняя катушка 5

Нри этом прижимные лапы выполнены ным

1 стройства. Внешняя в виде сегмента цилиндрическо покатушка 5 служит для создания электверхности. ние ромагнитного поля в ее внутренней

Такое конструктивное выполнение вн т ения катушка 7 слу-. т амерять адге- пОлОС ти, а устройства поз воляет за электромагнитом. Сигнали затор зию и начальное напряжение д е с вига жит эл мате иала предназначен н для подачи четкого сигР корпуса устройства. иаль- ки внутри внешней. Эксцентрично фиг. îð р ицю 55 строгой .фи ж oaoesz узел 1 на фиг. 1. для стр стпс1с пуса у устройст.ва в искривленном уча

Устройство содержит кор у скважины. ПРИчем он устаи него эксцент- ке ствола сква закрепленными внутри ен диаметрально противоположно рично расположенным ру г зом 2 двумя новлен и ижимным лапам. акустическими иэлуча телями 3 и двумя прижи

Акустические приемники 4 и излуприемниками 4, двумя вне нешними катуш- 69 ст ойств, чатели пр

3 едназначены для измерения ками 5 электромагнитных у р ами б на двух ширины зо ны контакта корпуса устройи двумя сигнализаторами стенкой сква><ины,позволяюестко закреплены ства со выдвижных штоках 7 ж лект омагнит- ще и судить о величине площади конвнутренние катушки 8 элек р ного устро р йства и прижимные, лапы 5 такта.

1073445

Индикатор усилия растяжения 10 жины и катушка с выдвижным штоком преднаэчен для замера усилия от натя- приобретает, подвижность. При контакжения кабель-троса, передаваемого на те катушки с сигнализатором, последкорпус устройства для измерения на- ний подает об этом сигнал на поверхчального напряжения сдвига горных по- ность. Сила тока во внутренней катушрод на границе контакта с корпусом 5 ке при этом характеризует величину устройства. силы адгезии. . Кабель-трос предназначен для подво- Затем.при помощи акустических да энергии к акустическим излучате- излучателей и приемников определяетлям, приемникам и электромагнитным ся ширина зоны контактов корпуса устройствам, создания усилий растя- 10 устройства со стенкой скважины, посжения на корпус прибора и передачи ле чего кабель-тросом создается наснгналов о регистрируемых величинах тяжка, величина которой регистрируна поверхйость. ется индикатором усилия растяжения.

Регистратор 12 предназначен для Максимальная величина усилия расрегистрации1 и записи поступаемых 15 тяжения характеризует начальное усина поверхность сигналов о величине лие сдвига горных пород относительно регистрируемых параметров. .корпуса устройства. Напряжение на-а

Устройство работает следующим чального сдвига пропорционально этообразом. му усилию и площади контакта корпуУстройство опускают на кабель- 0 са устройства со стенкой скважийы. тросе в заданный интервал глубины Вся информация об измеряемых вескважины. Затем через электромагнит- личинах передается по кабель-тросу, ные катушки пропускают постоянный который также служит для подвода ток одного направления ° Причем ве- энергии к электромагнитному устройличину силы тока во .внешней катуш- 25 ству, акустическим приемником и из«е поддерживают постоянно. В ре- лучателям, индикатору усилия растязультате, взаимодействия магнитных . жения. полей катушек появляется сила, вытал-, После проведения замера устройсткивающая внутреннюю катушку из во поднимается на 20-25 м и делаетвнешней. Так как внутрення катушка ся следующий замер и т.д. В резульжестко связана с выдвижным штоком и тате можно получить зависимость ад30 прижимной лапой, то она передает гезии и начального напряжения сдъиусилие на них и отжимная лапа выд- га горных пород на границе контакта. вигается от, корпуса к стенке сква- стенки скважины с прижимной лапой . жины, а корпус устройства приживает- и с корпусом устройства. ся к другой стенке скважины. В ре- З5 Это позволит характеризовать сос.зультате этого обеспечивается кон- тояние стенок скважины с точки зретакт отжимных лап и корпуса со стенкой скважины. устройство выдержи- но принимать необходимые меры по обвают в неподвижном состоянии определенное время, например 15-20 мин, 40 предупреждения прихвата бурильных

I после этого через электромагнитные и обсадных колонн, каротажных прибо катушки пропускают постоянный ток ров и инструментов. Применение устразных направлений. Во внешней ка- ройства позволит осуществлять конттушке величину силы тока поддержива- роль состояния ствола при бурении ют йостоянной, а по внутренней — 45 скважин, за счет чего может быть постоянно увеличивают. При взаимо- достигнуто значительное сокращение ействии магнитных полей катушек по- непроизводительного времени на ликZl является сила, втягивающая внутреннюю видацию прихватов и получена эко он катушку во внешнюю, которая через -мия в среднем 6-8 тыс. руб. на сквашток. передается прижимной лапе. При 50 жину. достижении величины этой силы, рав- Устройство может бить принято ной величине силы адгеэии, прижим- на вооружение геофизическими органая лапа отрывается от стенки сква- ниэациями, обслуживающими буровиков.

Составитель И. Карбачинская

Редактор И.Товтин Техред О.Неце Корректор Г.Решетник

Ф

Эаказ 288/31 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4