Устройство для калибровки аппаратуры при исследовании скважин

Полезная модель относится к геофизическому приборостроению, в частности к средствам гамма-гамма каротажа, а именно к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры и созданию стандартных образцов для калибровки скважинной аппаратуры. Техническим результатом полезной модели является повышение быстродействия процесса калибровки скважинной аппаратуры плотностного и литоплотностного гамма - гамма каротажа, экономичности и уменьшения радиационной нагрузки на персонал. Технический результат достигается тем, что в корпусе устройства для калибровки скважинной аппаратуры плотностного и литоплотностного гамма - гамма каротажа радиально установлены три вертикальные перегородки, герметично соединенные со стенкой корпуса, его днищем и стеклопластиковой трубой, образуя одинаковые, изолированные друг от друга контейнеры, каждый из которых заполнен материалом породы с заданными плотностью и эффективным атомным номером Z_эф, в одном из контейнеров установлен дугообразный в поперечном сечении металлический экран, толщиной от 0,8 до 1,5 мм, плотно прилегающий к стеклопластиковой трубе, внутренний диаметр экрана равен внешнему диаметру тонкостенной стеклопластиковой трубы, а высота равна высоте стеклопластиковой трубы, при этом плотности материала породы в этом и одном из соседних контейнеров одинаковы. 1 с.п.ф. 4 илл.

Полезная модель относится к геофизическому приборостроению, в частности к средствам гамма-гамма каротажа, а именно к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры и созданию стандартных образцов для калибровки скважинной аппаратуры.

Известен прибор плотностного каротажа, содержащий корпус с коллимационными отверстиями напротив источника, рычаг для прижатия прибора, обеспечивающий усилие, достаточное для прижатия прибора со стороны коллимационных отверстий к одной из стенок скважины. Патент Российской Федерации 2105331, МПК: G01V 5/12, 1998 г. Устройство сложно в изготовлении и предназначено для однопараметрого исследования.

Известно устройство для калибровки аппаратуры плотностного и литоплотностного каротажа в виде полупластов, содержащее три калибра с известной плотностью материала и эффективного атомного номера Z_эф. Каждый калибр представляет собой плиту вдоль продольной оси, которой выполнен цилиндрический паз, поперечный размер которого чуть больше (в идеале практически равен диаметру) охранного кожуха прибора. Калибруемый прибор укладывают в паз коллиматорами вниз. Измерения проводят в каждом калибре, получают три информационных сигнала, соответствующих плотности материала калибра. Известны калибры из алюминия марки АДО, В95 и пластин магния. С.Б. Миндяров. Новый подход к градуировке и калибровке аппаратуры плотностного гамма-гамма каротажа. Научно-технический вестник «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2011. Вып. 204. с. 85-91. Недостатком устройства является то, обязательное соответствие паза диаметру прибора. Излучение от источника в этом случае попадает в образовавшийся зазор, что приводит к погрешности измерений. В процессе измерений прибор с источником гамма-квантов находится на воздухе и радиационно воздействует на персонал. Технология изготовления указанных выше калибров трудоемка и дорога.

Наиболее близким техническим решением для калибровки аппаратуры приближенным к реальным условиям измерений, является использование калибров в виде цилиндрического корпуса 3 (фиг. 3), заполненного породой и пересеченных скважиной, обсаженной тонкой стеклопластиковой трубой 4 расположенной вдоль его продольной оси и заканчивающейся зумпфом 5. Гулин Ю.А. Гамма-гамма метод исследования нефтегазовых скважин М.: Недра, 1975. 160 с. 1. Недостатком устройства является необходимость иметь столько калибров, сколько точек мы планируем использовать при калибровке аппаратуры. Кроме того, после измерения в одном калибре прибор необходимо вынимать и переносить в другой калибр, не вынимая источника гамма-излучения, что также приводит к нежелательному радиационному воздействию на персонал.

Данная полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом полезной модели является повышение быстродействия процесса калибровки скважинной аппаратуры плотностного и литоплотностного гамма - гамма каротажа, экономичности и уменьшения радиационной нагрузки на персонал.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для калибровки скважинной аппаратуры плотностного и литоплотностного гамма - гамма каротажа в виде насыщенной модели пласта, содержащем цилиндрический корпус, заполненный материалом породы и пересеченный скважиной в виде тонкостенной стеклопластиковой трубы, расположенной вдоль его продольной оси и заканчивающейся зумпфом, в корпусе радиально установлены три вертикальные перегородки, герметично соединенные со стенкой корпуса, его днищем и стеклопластиковой трубой, образуя изолированные друг от друга контейнеры, каждый из которых заполнен материалом породы с заданными плотностью и эффективным атомным номером Z_эф, в одном из контейнеров установлен дугообразный в поперечном сечении металлический экран, толщиной от 0,8 до 1,5 мм, плотно прилегающая к стеклопластиковой трубе, внутренний диаметр экрана равен внешнему диаметру тонкостенной стеклопластиковой трубы, а высота равна высоте стеклопластиковой трубы, при этом плотность материала породы в этом и одном из соседних контейнеров одинакова.

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1-4.

На фиг. 1 схематично представлен стандартный прибор для каротажа скважин, где: 1 - устройство в сборе, 2 - прижимное устройство для прижатия устройства коллимационными отверстиями к стенке скважины.

На фиг. 2 представлен внешний вид полупласт калибра из алюминия марки АДО, В95 и пластин магния и алюминия.

На фиг. 3 представлен продольный разрез устройства по прототипу, где: 3 - корпус; 4 - тонкостенная стеклопластиковая труба; 5 - зумпф; 8 - металлический экран дугообразного сечения.

На фиг. 4 схематично представлен поперечный разрез корпуса 3 с тремя перегородками, где: 6 - перегородки, 7 - поочередные положения устройства; ₁ и Z_эф1 - плотность и эффективный атомный номер одного материала породы, ₂ и Z_эф2 - плотность и эффективный атомный номер материала породы второго контейнера, ₃ и Z_эф3 - плотность и эффективный материала породы атомный номер третьего контейнера, 8 - металлический экран дугообразного сечения.

Гамма - гамма каротаж - исследования, основанные на регистрации плотности потока гамма - излучения, рассеянного горной породой при ее облучении стационарным ампульным источником гамма - квантов.

В зависимости от энергетического спектра регистрируемого гамма -излучения различают плотностной гамма - гамма каротаж, показания которого обусловлены в основном плотностью пород , и литоплотностной гамма - гамма каротаж, предназначенный для определения плотности пород и индекса фотоэлектрического поглощения, связанного с эффективным атомным номером Z_эф горных пород.

Устройство работает следующим образом, перед заполнением корпуса 3 материалами породы в нем устанавливают, три перегородки 6 (фиг. 4), герметично соединенные со стенкой корпуса 3, его днищем и тонкостенной стеклопластиковой трубой 4. Затем образовавшиеся независимые контейнеры корпуса 3 заполняют породой с ₁, Z_эф1 и ₂, Z_эф2.

В зависимости от конкретной калибровки контейнеры засыпают материалами породы с разными условиями:

₁₂₃, Z_эф1Z_эф2Z_эф3

₁₂₃, Z_эф1Z_эф2=Z_эф3

₁₂=₃, Z_эф1=Z_эф2Z_эф3 и т.д.

Затем калибруемый прибор помещают в скважину в виде тонкостенной стеклопластиковой трубы 4 устройства и прижимают его поочередно к стенке скважины в виде тонкостенной стеклопластиковой трубы 4 коллимационными отверстиями прибора так, как это показано позицией 7 (фиг. 4).

Таким образом, в итоге мы за один спуск прибора в устройство получаем, как минимум три значения для плотности и эффективного атомного номера Z_эф.

Уменьшается расход материала на изготовление устройства и снижается радиационная нагрузка на персонал.

При определении пористости карбонатных горных пород существует трудность. Скелет данных пород состоит преимущественно из смеси кальцита и доломита и непосредственная оценка пористости по значению плотности невозможна, так как погрешность ее определения на каждые 15% изменения содержания доломита составляет 2%.

Включение в оценку пористости карбонатных отложений, представленных в основном кальцитом и доломитом, параметра Pe позволяет проводить определение пористости с погрешностью не более 2%.

Для проведения калибровки и построения калибровочных зависимостей аппаратуры лито-плотностного каротажа в базовых метрологических центрах используют стандартные образцы плотности, аттестованные также и по параметру Ре.

Для выполнения ежеквартальной калибровки в метрологических участках производственных филиалов можно использовать комплект стандартных образцов плотности показанных на Фиг. 3 и Фиг. 4.

В этом случае два контейнера заполнены материалом с одинаковой плотностью , но для отличия значений Pe в одном из контейнеров установлен дугообразный в поперечном сечении металлический экран, с толщиной от 0,8 до 1,5 мм, плотно прилегающий к стеклопластиковой трубе, внутренний диаметр экрана равен внешнему диаметру тонкостенной стеклопластиковой трубы, а высота равна высоте стеклопластиковой трубы.

Плотность материала породы в этом и одном из соседних контейнеров одинакова, а третий контейнер заполнен материалом с другой плотностью и Pe.

Устройство для калибровки скважинной аппаратуры плотностного и литоплотностного гамма - гамма каротажа в виде насыщенной модели пласта, содержащее цилиндрический корпус, заполненный породой и пересеченный скважиной в виде тонкостенной стеклопластиковой трубы, расположенной вдоль его продольной оси и заканчивающейся зумпфом, отличающееся тем, что в корпусе радиально установлены, по крайней мере, две вертикальные перегородки, герметично соединенные со стенкой корпуса, его днищем и стеклопластиковой трубой, образуя изолированные друг от друга контейнеры, каждый из которых заполнен материалом породы с заданными плотностью и эффективным атомным номером _эф, в одном из контейнеров установлен дугообразный в поперечном сечении металлический экран, толщиной от 0,8 до 1,5 мм, плотно прилегающий к стеклопластиковой трубе, внутренний диаметр экрана равен внешнему диаметру тонкостенной стеклопластиковой трубы, а высота равна высоте стеклопластиковой трубы, при этом плотности материала породы в этом и одном из соседних контейнеров одинаковы.