Скважинное оптическое устройство

Скважинное оптическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(54) СКВАЖИННОК ОПТИЧИЖОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к геофизическим скважинам приборам и предназначено для выделения в разрезе скважины горных пород, обладающих различной отражательной способностью, (например, выделение жищас

$ асбеста во вмещающих породах в стволах скважин:, заполненных мутным буровым раствором.

Известно устройство, предназначенное для анализа состава веществ. оптическим способом, состоящее из источника освещения и фотоприемника, регистрирующего интенсивноСть отраженного света. Известное устройство используется дпя анализа состава

1 веществ s условиях лабораторий,где есть воэможность в системе источник освещения - анализируемое вещество .- фотоприемннк вьщержнвать постоянным расстояние между элемента мн системы и не изменять оптическую плотность средЫ, заполняющей промежутки между ними ).

Ф

Однако устройство непригодно для измерений в скважине, поскольку и, оптическая платность среды и расстояния между элементамн системы меняются из-эа;непостоянства диаметрЖ скважин н:различной эамутненности иромывочиой жидкости на разных участках ствола скважины.

Наиболее .близким к иреднагаемому является еквакинное оптическое устройство, содержащее соединенные каналом связи, регистрирующую и гаубинную части последняя нз KoTopb3x имеет измерительный блок, содержащий фотоириемник, коллиматор и систему осветителей с ди44 узными рассеива» телями f2 )

В известном сквазмнном оптическом устрс йстве при измерениях в скважинах, заполненных промывочной жндкостьЬ, результирующий сигнал зависит от оптической плотности

I промывочной жидкости н диаметра скважины. Поэтому в оценку отражатель824!О иой способности вносится значительная погрешность. Цель изобретения — повышение точности измерения отражательной способности горных пород в скважине путем устранения влияния промывочной жидкости и изменений диаметра скважины.

Указанная цель достигается тем, что в известном скважинном оптическом устройстве, содержащем соеди- 1о .пенные каналом связи регистрирующую и глубинную части, последняя иэ которых имеет измерительный блок, включающий фотоприемник, колпимагор и систему осветителей с диффузными 35 рассеивателями, глубинная часть до:полнительно снабжена операционным усилителем и компенсационным блоком, .в котором вынолнен сквозной канал прямоугольного сечения, нижняя стен- о ка которого закреплена неподвижно и на ней размещена система осветителей с диффузными рассеивателями, а верхняя стенка закреплена с возможностью перемещения в нанравшении оси глубинной части и на ией размещены фотопршемник а коллиматором, ось которого совпадает с осью системы осветителей с диффузными рассеивателями и и она снабжена узлом регулирования ее положения, при этом выходы фотоприемников измерительного и компенсационного блоков соединены соответственно с прямьм и инвертирующими входами операционного усилителя, выход которого соединен с каналом связи.

Узел регулирования еодержит центрирующее устройство, две шестерни .е передаточным числом 1:2, два толкателя одни концы которых выполнеt

40 ны гребенчатыми и контактируют с одной из шестерен, а вторые концы тол. кателей, контактирующего с малой шестерней и контактирующего с большой шестерней, соединены соответственно с центрирующим устройством и верхней подвижной стенкой.

С целью улучшения циркуляции .промывочной жидкости через канал, нижняя и верхняя стенки его выпол.нены параллельными между.собой и закреплены наклонно к оси глубинной части.

На чертеже изображена схема скважинного оптического устройства.

Устройство содержит глубинную часть 1, состоящую из измерительно- . 55

1::го блока, включающего систему осветителей 2 с диффузными рассеивателямн 3., размещенными между осветителя-

3 4 ми 2 и стенкой скважины 4, колли иатор 5> ось которого совпадает с осью системы осветителей 2, и .фотоприемник 6 компенсационного бло,ка, в котором выполнен сквозной канал 7 прямоугольного сечения. Нижняя стенка 8 канала 7 закреплена неподвижно и на ней размещены система осветителей 9 с диффузными. рассеивателями 10 идентичная системе осветителей 2 с диффузными рассеивателями

З..Верхняя стенка 11 канала 7 закреплена с возможностью перемещения и иа ней расположены коллиматор 12 с фотоприемником !3, идентичные коллиматору 5 и фотоприемнику 6, при этом ось коллиматора .12 совпадает с осью системы осветителей 9 с диффузными рассеивателями 10. Подвиж- . ная верхняя стенка 1! снабжена узлом регулирования ее положения, содержа-. щим центрирующее устройство 14, малую

15 и большую 16 шестерни и толкатели .

17 и 18 соответственно малой 15 и большой )6 шестерен. Одни концы тол.кателей выполнены греренчатыми и ,контактируют с шестернями,,а второй ,конец толкателя 17 соединен с центри1 рующим устройством 14, а толкателя

l8 — с подвижной стенкой ll. Шестерни 15 и 16 выполнены с передаточным числом 1:2 для того, чтобы луч света проходил равное расстояние как в из- .мерительном, так и в компенсационном блоках при изменении диаметра скважины. Выходы фотоприемников. 6 и 13 соединены соответственно с прямым и иивертирующим входами операционного усилителя 19, выход которого соединен с каналом связи 20 для пере- дачи информации на поверхность в регистрирующую часть 21.

Устройство работает следующим образом.

Оптическое сканирование стенки . ,скважины 4 по образующей осуществляется при движении глубинной части 1 устройства вдоль нее, при этом промывочная жидкость, заполняющая скважину, проходит через сквозной канал 7. Для улучшения циркуляции промывочной жидкости через канал, нижняя и верхняя стенки его .выполнены цараллельно друг другу и установлены наклонно к оси глубинной части.

Центрирующее устройство 14 узлй регулирования при увеличении (уменьшении) Диаметра скважины 4 разлима-, ется (сжимается) и передвигается !

824103 6 жины не сказываются на полученных результатах.

После регистрации лучей фотоприемников 6 и 13, сигнал с выхода фотоприемника 6 измерительного блока поступает на прямой. вход операционного усилителя 19 а сигнал с выхода

/ фотоприемника 13 компенсационного блока поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 19, где происходит их вычитание, и с выхода операционного усилителя 19 сигнал поступает в канал связи 2О.

5 соединенный с ним толкатель 17, который поворачивает малую шестерню

15 против часовой стрелки (по часовой стрелке). Большая шестерня 16 поворачивается по часовой стрепке (против часовой стрелки) и передвигает толкатель 18 на расстояние вдвое большее, чем передвижение толкателя 17, так как передаточное число шестерен 15 н 16 равно 1:2.

Толкатель 18 передвигает подвижную стенку 1! и ширина канала 7 компен-.

1 1 сированного блока увеличивается (уменьшается) вдвое.

Таким образом, луч света в ком пенсационном блоке (осветители 9 с рассеивателями 10 — коллиматор 12— фетоприемник 13) проходит такое же расстояние по промывочной жидкости, как и в измерительном блоке (ocseтители 2 и рассенвателями 3 — стенка скважины 4 — коллиматор 5 — фото.приемник 6)..

Сигнал измерительного блока зави-. сит от отражательной способности горных пород, слагающих стенку скважины,оптической плотности промывочной жидкости и диаметра скважины, . а сигнал компенсационного блока saвисит от оптической плотности промы.вочной жидкости и диаметра скважины, поэтому разность этих сигналов (результирующий сигнал) характеризует отражательную способность горных пород и не зависит от оптической плотности промывочной жидкости и диаметра скважины. Результирующий сигнал по .каналу связи 20 передается в регистрирующую часть 21 устройства, фиксирующую, например,- мощность жилок асбеста. При этом обеспечивается возможность контрольных измерений сразу же после предыдущих, причем влияние замутненности промывочной жидкоСти и изменение диаметра сква =

10 !

ЗО

Формула изобретения

1. Скважинное оптическое устройство, содержащее соединенные каналом регистрирующую и глубинную части, последняя из которых имеет измерительный блок, включающий фотоприемник, коллиматор и систему осветителей с диффузными рассеивателями, р т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, р целью повышения точности измерений ртражательной способности горных рород путем устранения влияния промывочной жидкости и изменений диаметра скважины, глубинная часть снабжена операционным усилителем и компенсационным блоком, в котором выполнен сквозной канал прямоугольного сечения, нижняя стенка которого эакреп» лена неподвижно и иа ней размещены система осветителей с диффузными рас.ееивателями, а верхняя стенка закреплена с возможностью перемещения в направлении оси глубинной части, иа ней размещены фотоприемник с коллиматором, -ось которого совпадает с осью системы осветителей с диффузными рассеивателями и она снабжена узлом регулирования ее положения, при.этом выходы фотоприемников измерительного и компенсационного блоков соединены соответственно с пря- . мым и ннвертирующим входами операционного усилителя, выход которого соединен с каналом связи.

2; Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, узел регулирования содержит центрирующее устройс.тво, две шестерни с передаточным числом 1:2, два толкателя, одни концы которых выполнен гребенчатыми и контактируют с одной иэ шестерен, а вторые концы толкателей, контактирующего с меньшей. шестерней и контактирующего с большей шестерней, соединены соответственно с центрирующим устройством и верхней подвижной стенкой.

3. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения циркуляции промывочной жидкости через канал, нижняя и рерхняя стенки его выполнены парал лельными между собой и закреплены на слонно. к оси .глубинной части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

824I03

I.,Авторское свидетельство СССР

У 376966, кл. G 01 J 3/4 .

2. Авторское свидетельство СССР

В 541136, кл. G 01 Ч 9/00, !977

{прототип) . Составитель g. Городничев . Ре анто А. щишкина Те ед Н.Граб . Кор ектоФ.N, Макаренко чаказ 2102 66 ТиРаж 732 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