Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения "экз-пб"

Полезная модель относится к области геофизических исследований в скважинах, а именно к приборам электромагнитного каротажа, и может быть использовано для измерения электрических характеристик горных пород в процессе бурения скважин на нефть и газ, а также геонавигации в процессе бурения. Прибор обладает повышенной надежностью и содержит металлический корпус 1, в котором установлены не менее двух приемных 2 и не менее двух передающих 3 антенных узлов, соединенных с блоком 4 электроники. Металлический корпус 1 прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия: сквозное отверстие 5 для пропуска бурового раствора и отверстие 6 для установки блока 4 электроники соответственно. Каждый антенный узел 2 и 3 выполнен в виде антенного провода 7, содержащего, не менее, чем один виток и резонансного конденсатора 8, съемной гильзы 9, в боковых сторонах которой выполнены продольные щели 10, в которых установлены ферритовые вставки 11. Антенный провод 7, проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы 9 перпендикулярно ее щелям 10 и соединен через гермовводы 12 с блоком 4 электроники. Для упрощения установки на корпусе 1 съемная гильза 9 антенного узла выполнена разрезной вдоль ее оси. Изоляция антенного провода 7 в кольцевой выемке гильзы 9 выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана. Блок 4 электроники содержит не менее двух передатчиков 13 и не менее двух приемников 14, соединенных с измерителем 15 удельного электрического сопротивления горной породы. 4 з.п.ф., 4 ил.

Полезная модель относится к области геофизических исследований в скважинах, а именно к приборам электромагнитного каротажа, и может быть использовано для измерения электрических характеристик горных пород в процессе бурения скважин на нефть и газ, а также геонавигации в процессе бурения.

Известны приборы электромагнитного каротажа в процессе бурения (RU 2231091, G01V 3/28, 2004; US 4808929, G01V 3/28, 1989; US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V 3/30, 2010), содержащие передающие и приемные антенные узлы, расположенные в корпусе, выполненном в виде металлической трубы, входящей в колонну бурильных труб. Антенные узлы соединены с блоком электроники, обеспечивающим в процессе бурения измерение удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому прибору является прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения (RU 2392644, G01V 3/30, 2010), содержащий металлический корпус, в котором установлены не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники.

При этом в качестве металлического корпуса используется труба для протока бурового раствора, внутри которой установлен баропрочный охранный кожух для размещения блока электроники.

Недостатком известного прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения является невысокая надежность, связанная с износом баропрочного кожуха, установленного в потоке бурового раствора, и мест его крепления к внешней трубе проточным буровым раствором.

Задачей полезной модели является повышение надежности прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения.

Техническим результатом, обеспечивающим решение этой задачи, является повышение износоустойчивости прибора и увеличение его срока службы.

Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной задачи обеспечивается тем, что прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержащий металлический корпус, в котором установлены не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники, согласно полезной модели корпус прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники.

При этом каждый антенный узел содержит антенный провод, содержащий не менее чем один виток и резонансный конденсатор, съемную гильзу для установки на внешней поверхности корпуса прибора, в боковых сторонах съемной гильзы выполнены продольные щели, в которых установлены ферритовые вставки, антенный провод проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы перпендикулярно ее щелям и соединен через гермовводы с электронным блоком измерения удельного электрического сопротивления горной породы. Съемная гильза антенны выполнена разрезной вдоль ее оси. Изоляция антенного провода в кольцевой выемке выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана. Блок электроники содержит не менее двух передатчиков и не менее двух приемников, соединенных с измерителем удельного электрического сопротивления горной породы по разности фаз и отношению амплитуд принятых сигналов.

Выполнение металлического корпуса прибора в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники, позволяет повысить износоустойчивость прибора и надежность его работы.

На фиг.1 - фиг.4 представлены графические материалы, поясняющие устройство прибора. На фиг.1 представлен общий вид прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения «ЭКЗ-ПБ», на фиг.2 - конструкция его антенного узла, на фиг.3 - его поперечное сечение, на фиг.4 - функциональная схема его блока электроники.

Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения содержит металлический корпус 1, в котором установлены не менее двух приемных 2 и не менее двух передающих 3 антенных узлов, соединенных с блоком 4 электроники. Металлический корпус 1 прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия: сквозное отверстие 5 для пропуска бурового раствора и отверстие 6 для установки блока 4 электроники соответственно. Каждый антенный узел 2 и 3 выполнен в виде антенного провода 7, содержащего, не менее, чем один виток и резонансного конденсатора 8, съемной гильзы 9, в боковых сторонах которой выполнены продольные щели 10, в которых установлены ферритовые вставки 11. Антенный провод 7, проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы 9 перпендикулярно ее щелям 10 и соединен через гермовводы 12 с блоком 4 электроники. Для упрощения установки на корпусе 1 съемная гильза 9 антенного узла выполнена разрезной вдоль ее оси. Изоляция антенного провода 7 в кольцевой выемке гильзы 9 выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана. Блок 4 электроники содержит не менее двух передатчиков 13 и не менее двух приемников 14, соединенных с измерителем 15 удельного электрического сопротивления горной породы.

Работа прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения состоит в следующем. При установке прибора в колонну бурильных труб буровой раствор проходит через сквозное отверстие 5 корпуса 1 прибора, не мешая работе электронного блока 4, установленного в отличие от прототипа в отдельном отверстии 6 корпуса 1. Одновременно блок 4 электроники по заданной программе измерений вырабатывает сигналы управления передатчиками 13 и приемниками 14 электромагнитных волн. При этом передатчики 13 генерируют высокочастотные электрические сигналы, которые через гермовводы 12 поступают на антенный провод 7 передающих антенных узлов 2. При этом антенный провод 7 совместно с ферритовыми вставками 11 через щели 10 съемной гильзы 9 излучает электромагнитные волны, распространяющиеся через горную породу. Информация об удельном электрическом сопротивления (УЭС) горной породы, содержащаяся в амплитуде и фазе электромагнитной волны, регистрируется приемными антенными узлами 3. Сигналы с выходов антенных узлов 3 поступают на входы приемников 14 блока 4 электроники и далее на его измеритель 15 удельного электрического сопротивления горных пород. Измерение электрического сопротивления горных пород в измерителе 15 осуществляется на основе измерения разности фаз и отношения амплитуд принятых сигналов от различных приемных антенных узлов по известной методике (US 5530358, G01V 3/10, 1996; RU 2392644, G01V 3/30, 2010). Измеренные значения электрического сопротивления горных пород при электромагнитном каротаже в процессе бурения скважин записываются в память измерителя 15 или передаются на поверхность земли в процессе бурения через соответствующую телеметрическую аппаратуру.

Полезная модель разработана на уровне опытного образца. Его испытания показали повышение надежности и механической прочности прибора электромагнитного каротажа в процессе бурения скважин малого диаметра при сохранении его измерительных характеристик.

1. Прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержащий корпус, в котором установлены не менее двух приемных и двух передающих антенных узлов, соединенных с блоком электроники, отличающийся тем, что корпус прибора выполнен в виде цельнометаллического цилиндра, внутри которого высверлены два продольных отверстия, одно из которых выполнено сквозным для пропуска бурового раствора, а в другом размещен блок электроники.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что каждый антенный узел содержит антенный провод, содержащий не менее чем один виток и резонансный конденсатор, съемную гильзу для установки на внешней поверхности корпуса прибора, в боковых сторонах съемной гильзы выполнены продольные щели, в которых установлены ферритовые вставки, антенный провод проложен в кольцевой выемке на внутренней поверхности гильзы перпендикулярно ее щелям и соединен через гермовводы с электронным блоком измерения удельного электрического сопротивления горной породы.

3. Прибор по п.2, отличающийся тем, что съемная гильза выполнена разрезной вдоль ее оси.

4. Прибор по п.2, отличающийся тем, что изоляция антенного провода в кольцевой выемке выполнена путем плазменного напыления слоя керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана.

5. Прибор по п.1, отличающийся тем, что блок электроники содержит не менее двух передатчиков и не менее двух приемников, соединенных с измерителем удельного электрического сопротивления горной породы по разности фаз и отношению амплитуд принятых сигналов.