Автоматическая газокароттажная станция

Автоматическая газокароттажная станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Жа 111477

Класс 42d, З.о

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И. Я. Ривкин, A. А. Дацкевич и Л. И. Померанц

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ГАЗОКАРОТАЖНАЯ СТАНЦИЯ

Заявлено 2! октября 1954 т. за ЛЪ 576074 в 1нннстE."ратно нефтянод нромь|ниенноетн

Изобретение относится к устройствам для исследований глинистого раствора, выходящего из буровой скважины, па содержание в нем углеводородных газов.

В известных подобнь;х автоматических самопишущих устройствах диаграмма требует камеральной обработки и перестройки кривой показаний газоанализатора в соответствии с действительными глубинами, к которым относятся указанные показания.

Описываемая автоматическая газокаротажная станция обеспечивает запись кривых показаний газоанализатора в функции истинных глубин, к которым эти показания относятся, вследствие чего камеральная обработка указанной диаграммы исключается.

Принципиальная схема автоматической газокаротажной станции представлена на рисунке.

Датчиком расхода глинистого раствора является трапецеидальный слив 1 с поплавком 2 и потенциометром 8.

Поплавок изменяет положения ползуна потенциометра в соответст. вии с изменением расхода глинистого раствора. Как известно, высота уровня жидкости в трапецендальном сливе пропорциональна расходу жидкости. Угол поворота ползуна потенциометра, связанного с поплавком, также пропорционален расходу. Следовательно, расходу пропорционально и напряжение, снимаемое с потенциометра. Зто напряжение подается на вход интегрирующего устройства, состоящего из тахогенератора 4, напряжение с которого включено навстречу измеряемому напряжению усилителя 5 и электродвигателя б, подключенного к выходу усилигеля. Тахогенератор связан с электродвигателем г.среда:сй 7. В этой схеме скорость вращения оси 8 электродвигателя пропорциональна входному напряжению, а следовательно, расходу глинистого раствора.

Очевидно, угол поворота оси 8 будет пропорционален интегралу скорости вращения оси по времени, т. е. объему вышедшей из скважины жидкости.

Вращение оси 8 интегратооа через ред ктор 9, при помощи которого устанавливается масштаб протяжки ленты в функции объема глинистого раствора, передается оси 10 и через дифференциал 11 и ось 12 лентопротяжному ролику 18. Одновременно с этим через передачу 14, электромагнитную муфту 15 и ось 16 вращение оси 8 интегратора передается приемному лентропротяжному ролику 17. При помощи роликов

13 и 17 обеспечивается протяжка бумажной ленты 18 в функции объема глинистого раствора, вышедшего из скважины.

В процессе бурения глубиномером 19, связа«l«b«M с датчиком проходки 20 (датчиком глубин), производится непрерывное измерение глубины забоя. Через каждые 0,25 м проходки контакты глубиномера замыкают цепь электромагнитного перфоратора 21, которым прокалываются отверстия на ленте. При прохождении ленты с отверстиями мимо чи.«а«ощей головки 22 фотореле и помещенного под лентой осветителя

23, импульс напряжения с головки 22 включает про««ежуточное реле, замыкающее цепь электромагнитного храпового устройства. протягивающего диаграммную бумагу в регистраторе. В качестве читающей головки может быть использован скользящий контакт или другое устройство. Перфоратор 21 и головка фотореле 22 сближены настолько, что расстояние между ними является минимальным и представляет собой постоянное смеще««ие кривой газопоказаний, учитываемое при установке величины отставания.

Для установления величины отставания в начале работ в бурильную колонну помещают ампулу с индикатором, например солью, а затем начинают прокачку глинистого раствора и бурение. Перед началом работ стрелка 24, указывающая на шкале величину отставания, устанавливается в положение, смещенное от нулевого положения стрелки 25 на расстояние, пропорциональное длине ленты в натянутом состоянии между электроперфоратором 21 и головкой фотореле 22. При этом, лента в натянутом состоянии протягивается роликами 18 и 17.

При прохождении сужения в долоте ампула раздавливается и индикатор попадает в глинистый раствор, создавая локальное изменение удельного сопротивления раствора. При раздавливании ампулы происходит гидравлический удар, улавливаемый датчиком 26 импульса or забоя (пъезодатчиком). Сигнал от датчика подается через усилитель

27 на реле 28, включающее контактами электромагнитную муфту 29, в результате чего стрелка соединяется через редуктор 80 с осью интегрирующего устройства и начинает вращаться в функции объема глинистого раствора, выходящего из скважины. При срабатывании реле 28 цепь реле замыкается контактами, блокирующими выключение цепи питания реле 28. При достижении стрелкой 25 стрелки 24 они сцепляются и начинают перемещаться вместе. При этом стрелка 25 замыкает контакты 31 на стрелке 24, включающие реле 82, контактами которого выключается электромагнитная муфта 15, отсоединяющая ролик 17 от оси интегрирующего устройства. В этом положении лента 18, на которой перфоратор 21 пробивает отвеостия при сигналах от глубиномера, протягивается только роликом 18 v„o«« o ««o«««o e««cTBHe««rI« . H 88, набирает величину отставания.

При достижении объемом глинистого раствора (с локальным изменением удельного сопротивления) датчика 84, например проточного ре. зистивиметра, устанавливаемого в трубопроводе 85, в датчике 34 возникнет импульс, передающийся через усилитель 86 на реле 87, которое ко«««актами 37-1 выключает реле 28 и муфту 29. При этом стрелка 24 остается на месте, а стрелка 25 пружиной 88 возвращается в нулевое положение. Одновременно размыкаются контакты 81 и реле 82, обесточиваясь снова контактами 82-1, включает электромагнитную муфту 15 «» ролик 17 к оси интегрирующего устройства, а лента 18 начинает протягиваться роликами 18 и 17 с одинаковой скоростью. Когда мимо головки 22 проходит лента с отверстиями, происходит срабатывание реле 39, контакты 39-1 которого приводят в действие электромагнит 40, осуществляющий передвижение диаграммной бумаги в регистраторе.

При забрасывании следующей ампулы с индикатором работа происходит аналогичным образом.

При поступлении забойного импульса включается электромагнитная муфта 29 и стрелка 25 начинает перемещаться. При достижении стрелкой 25 стрелки 24 обе стрелки начинают перемещаться вместе.

Г1ри этом замыкаются KOHTBKTbI 81, B1i IIOMBeTC51 3aleKTpOMBI HHTI|2H Mliôта 15 и ролик 17 останавливается. При этом груз 83 начинает выбнрать ленту 18, протянутую роликом 18, увеличивая величину отставания.

При поступлении импульса от датчика 84 электромагнитная муфта

29 выключается и пружина 38 возвращает стрелку 25 в нулевое положение. Стрелка 24 остается на месте, показывая на шкале установленную величину отставания. При расцеплении стрелок 24 и 25 размыкаются контакты 81, включается электромагнитная муфта 15 и ролик 17 начинает снова протягивать ленту.

При новом забрасывании ампулы с индикатором процесс повторяе ся в той же последовательности.

Корректировка величины отставания в интервалах между определением величины отставания при помощи индикаторов производится таким образом. От контакта реле 89-2 срабатывает электромагнитный храповой механизм 41, поворачивающий ось 42 на определенный угол.

С этой осью связаны стрелка 24 и сателлит дифференциала 11. Таким образом, через каждые 0,25 я длина петли между роликами 13 и 17 и угол поворота стрелки 24, соответствуюгцие отставанию, увеличиваются.

Редуктор 48 предназначен для изменения величины коррекции при бурении инструментами различного диаметра; для возможности определения камеральным способом времени бурения 1 л (механический каротаж) электромагнитный перфоратор 44, срабатывающий при замыкании контактов часового механизма и через каждые 15 мин. пробивавший отверстия на ленте 18, служит для определения скорости бурения; одновременно отметчик времени регистратора наносит на диаграмму газопоказаний отметки времени, позволяющие привязать участки ленты

18 к участкам кривой газопоказанпй.

Описанное устройство обеспечивает автоматическое определение и введение поправки на отставание и запись кривой газопоказаний в функции истинных глубин; при этом обеспечивается протяжка диаграммной бумаги в функции скорости проходки, имевшей место во время вскрытия газоносного или нефтеносного пласта. Одновременно происходит регистрация кривых газового каротгжа после прекращения бурения при продолжающейся прокачке глинистого раствора. После прекращения бурения прекращается подача импульсов на электромагнитный перфоратор 21, но так как прокачка раствора продолжается, лента 18 перемещается, а фотореле 22 посылает импульсы для протяжки диаграммной ленты до того момента, когда мимо него пройдет последнее и рфорированное отверстие, что соответствует приходу из дегазатора 45 на газоанализатор 46 газа, попавшего в глинистый ра твор на забое в момент прекращения бурения.

Описываемое устройство также обеспечивает проведение газового каротажа после бурения, когда в пробуренную скважину опускают трубы и одновременно прокачивают глинистый раствор.

Корректировка величины газопоказаний, записываемых регистратором, в зависимости от объема глинистого раствора, приходящегося на

¹ 111477 единицу проходки. т. е. на определенный объем выбуренной породы, производится при помощи следующего устройства. При прохождении огвсрстия на ленте 18, соответствующего какой-либо глубине скважиiibI, мимо головки 22 и фотореле, электромагнитная муфта 47 через редуклор 48 подключает ползунок потенциометра 49 к оси интегрируюшего устройства. При этом ползунок потенциометра начинает вращатьс;i в функции объема глинистого раствора, прошедшего через скважину.

За время бурения 0,25 .я скважины ползунок потенциометра поварачиваезся на угол, пропорциональный объему глинистого раствора, приходящемуся на этот интервал проходки. При поступлении второго импульса от фотореле, т. е. через 0,25 и проходки, к потенциометру 49 подключается пуль-индикатор 50, и положение ползунка потенциометра отрабатывается на ползунок потенциометра 51 и связанный с ним механически ползунок потенциометра 52 делителя напряжения, включенного в измерительную диагональ газоанализатора 46.

После того, как оудет зафиксирован угол поворота потенциометра

49, он отключается от нуль-индикатора 50, затем выключается электромагнитная муфта 47 и пружина 58 возвращает ползунок потенциометра

49 в нулевое положение. электромагнитная муфта 47 снова включается, подсоединяя ползуiloK потенциометра 49 к оси 10 интегрирующего устройства, и работа устройства продолжается в порядке, изложенном выше.

Управление описанным процессом производится при помощи следующего устройства. При прохождении отверстия на ленте 18 мимо головки 22 реле 89 срабатывает и контакты 89-4 замыкают цепь электродвигателя 54 типа СД-60. (: вязанная с электродвигателем через редуктор 55 ось 56 делает 1 оборот за 3 сек. ПРи начале вращения оси

56 кулачок 57 переключает контакты 54-1, закорачивающие нуль-индикатор 50 и подключающие нуль-индикатор к потенциометру 49. Через промежуток времени, достаточный для отрабатывания положения ползунка потенциометра 49, кулачок 57 снова отключает нуль-индикатор от потенциометра 49 и закорачивает его. Одновременно кулачком 58 замыкаются конз акты 54-2, блокируюшне выключение цепи питания электродвигателя 54 и обеспечивающие его вращение при выключенном фотореле. При дальнейшем вращении оси 56 кулачок 59 контактами размыкает на короткое время цепь электромагнитной муфты 47 и пружина 53 возвращает ползунок потенциометра в нулевое положение. После этого контакты 54-8 вновь замыкают цепь муфты 47 и ползунок нотенциометра 49 снова подсоединяется к оси 10 интегрирующего устройства. При окончании оборота оси 56 кулачок 58 контактами 54-2 разрывает цепь питания электродвигателя 54 и электродвигатель останавливается до получения следу ощего сигнала от фотореле. Для обеспечения выключения электродвигателя после одного оборота оси с кулачками в случае, е лн лента 18 движется настолько медленно, что после полного оборота оси 56 (3 сек.) отверстие на ленте еше будет находиться под головкой фотореле, при срабатывании реле 89 одновременно с замыканием цепи электродвигателя 54 контактами 39-3 включается реле замедленного действия 60, нормально замкнутые контакты 60-1 которого включены последовательно в цепь питания электродвигателя 54.

Время замедления реле 60 выбрано с таким расчетом, чтобы электродвигатель при своем врашении успел заблокировать себя во включенном состоянии при помощи контактов 54-2. Очевидно, что электродвигатель 54 сможет в этом случае начать второй оборот только после того, как реле 88 сначала выключит, а потом снова включит его, № 111477

Предмет изобретения

1. Автоматическая газокаротажная станция с регистрацией кривых показаний газоанализатора на диаграммной ленте, перемещаемой лентопротяжным механизмом в функции скорости проходки, содержащая расходомер, интегрирующее устройство, угол поворота оси которого пропорционален объему выходящего из скважины глинистого раствора, глубиномер, газоанализатор и регистрирующее устройство, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью осуществления записи кривой показаний газоанализатора в функции истинных глубин, в самопишущем аппарате станции применен запоминающий механизм, содержаший ленту, перемещаемую от выходной оси интегрирующего устройства, отмстчик, наносящий на эту лс. Iòó метки при получении сигналов от глубиномера и смещенный по лепте на расстояние, соответствующее величине отставания, датчик, срабатывающий от указанных меток и подающий на электромагнитный привод лентропротяжного механизма регистратора электрические импульсы, приводящие в движение ленту записи газопоказаний.

2. Автоматическая газокаротгжная станция по п. 1, о т л и ч а ю щ а яся тсм, что, с целью уменьшения погрешности в величине отставания глинистого раствора, изменяющейся в процессе углубления скважины, в запоминающем механизме применено корректирующее устройство, cocIoÿùeå из электромагнитного механизма, поворачивающего ось ролика запоминаюшего механизма и изменяющего длину ленты между двумя

Ооликами указанноГО механизма, уВеличиВающеГО ВследстВие этОГО Величину запаздывания движения ленты для записи кривой газопоказаний в соответствии с увеличением глубины скважины. № 111477

Комитет по делам изобретений и стирытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. М. Струвс Гр 16

Г 166

Типография Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Информационно-издательский отдел.

Объем 0.51 и. л. Зак 7662

Подп. к печ. "8.IX-59 г.

Тираж 1010 Цена 75 коп