Устройство для калибровки скважинной аппаратуры нейтронного каротажа

Полезная модель относится к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры, а именно к калибровке аппаратуры для исследования нефтяных и газовых скважин нейтронным методом с целью определения объемной пористости горных пород, в частности к созданию технических средств для базовой и полевой калибровки аппаратуры нейтронного каротажа нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритов устройства и расширение области его эксплуатации. Технический результат достигается тем, что в устройстве для калибровки скважинной аппаратуры нейтронного каротажа контейнер выполнен в виде цилиндрического стакана вдоль продольной оси, которого расположена цилиндрическая труба, а в пространстве между стенками корпуса и трубой параллельно ей установлены, по крайней мере, две трубки, внутри которых размещены цилиндрические стержни с возможностью их извлечения, при этом трубки и стержни выполнены из водородосодержащего материала, причем расстояние между поверхностями стакана и центральной трубы удовлетворяет условию:

2L, где:

L - длина замедления нейтронов,

а внутреннее оставшееся пространство контейнера заполнено крошкой из водородосодержащего материала. 1 с.п.ф. 2 илл.

Полезная модель относится к области метрологического обеспечения скважинной геофизической аппаратуры, а именно к калибровке аппаратуры для исследования нефтяных и газовых скважин нейтронным методом с целью определения объемной пористости горных пород, в частности к созданию технических средств для базовой и полевой калибровки аппаратуры нейтронного каротажа нефтяных и газовых скважин.

Согласно действующим нормативным документам, скважинную аппаратуру нейтронного каротажа калибруют не реже одного раза в квартал и/или после любых ремонтных работ, проводимых с ней.

В большинстве крупных геофизических предприятий для решения вопросов метрологического обеспечения имеются метрологические центры или лаборатории, оснащенные соответствующими средствами измерения параметров аппаратуры. Применительно к аппаратуре нейтронного каротажа для этих целей используют модели пластов и/или их имитаторы.

Однако эти известные средства измерения имеют достаточно большие габариты, что не позволяет их использование на удаленных труднодоступных площадях.

Кроме того, как правило, одним из ингредиентов этих устройств является вода, что делает не возможным их эксплуатацию при отрицательных температурах внешней среды.

Известно устройство для калибровки аппаратуры нейтронного каротажа, содержащее полый стальной герметичный цилиндрический корпус, заполненный водой, пересеченный внутренней трубой меньшего диаметра, заглушенной с одной стороны капролоновой заглушкой, и набор капролоновых стержней разного диаметра. В.В. Илюшин, С.А. Венско, Е.В. Громов, В.Г. Цейтлин. Центр метрологии и сертификации ОАО «Газпромгеофизика». Установка УКУ-НК, «Каротажник» 9 (162), Тверь. 2007 г. с. 110-112. При калибровке скважинный прибор устанавливают во внутренней трубе устройства на нижней его образующей. Для воспроизведения различных значений пористости в трубу вводят необходимое количество капролоновых стержней. Недостатком такого устройства является наличие в корпусе установки воды, а также габаритные размеры и вес.

Наиболее близким техническим решением является устройство в виде цилиндрического контейнера с толщиной стенки 50-70 мм, выполненного из замедляющего нейтроны водородосодержащего материала. Блюменцев А.М., Калистратов Г.А., Лобанков В.М., Цирульников В.П. Метрологическое обеспечение геофизических исследований скважин. М., Недра, 1991, стр. 138-142. Контейнер надевают на зондовую часть аппаратуры нейтронного каротажа при его калибровке. Недостатком устройства является имитация всего одной точки при калибровке.

Полезная модель устраняет недостатки аналога и прототипа.

Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритов устройства и расширение области его эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для калибровки скважинной аппаратуры нейтронного каротажа, содержащем контейнер с цилиндрическим каналом вдоль продольной оси, контейнер выполнен из замедляющего нейтроны водородосодержащего материала, контейнер выполнен в виде цилиндрического стакана, вдоль продольной оси, которого расположена цилиндрическая труба, а в пространстве между стенками контейнера и трубой параллельно и симметрично ей установлено, по крайней мере, две трубки, внутри которых размещены цилиндрические стержни, с возможностью их извлечения, при этом все внутренние трубы и стержни выполнены из водородосодержащего материала, расстояние между поверхностями стакана и центральной трубой удовлетворяет выражению:

2L, где:

- расстояние между поверхностями стакана,

L - длина пробега нейтронов,

а все внутреннее оставшееся пространство контейнера заполнено крошкой из водородосодержащего материала.

За глубинность исследования нейтронным методом обычно принимают такой радиус цилиндрического слоя R _0.9, из которого поступает к детектору 90% нейтронов относительно потока нейтронов из цилиндра бесконечного радиуса.

Глубинность слабо зависит от расстояния между источником и детектором нейтронов и определяется главным образом длиной замедления нейтронов L:

R_0.9=2.1L.

Выполнение этого условия обеспечивает регистрацию многократно рассеянных нейтронов. Для полимерных углеводородных материалов, из которых выполнено калибровочное устройство, длина замедления L_ув=7 см.

В.А. Арцыбашев. Ядерно-геофизическая разведка. Москва. Атомиздат 1972, с. 187-189

Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 схематично представлен поперечный разрез устройства для тестирования скважинной аппаратуры нейтронного каротажа, где: 1 - цилиндрический корпус, 2 - по крайней мере, две трубки (на фиг. 1 приведены четыре трубки); 3 - стержни из капролона, 4 - замедлитель нейтронов, А - расстояние между поверхностями стакана и центральной трубы, 5 - скважинный прибор, 6 - центральная труба.

На фиг. 2 схематично представлен продольный разрез устройства для тестирования скважинной аппаратуры нейтронного каротажа, где: 1 - цилиндрический корпус, 3 - стержни из капролона, 4 - замедлитель нейтронов, 6 - центральная труба.

Водородосодержащий материал для заполнения внутреннего пространства может быть выполнен и на основе отходов полимерного производства из полимеров высокого давления (ПВД), полимеров низкого давления ПНД, полипропилена ГШ и других. ООО «Полимер Ресурс». «Высококачественные полимеры в виде дробленки, гранулята». Гранулят ПВД, ПНД, ГШ. Дробленка ПВД, ПНД, ПВХ, ГШ, ПС, ПК, УПМ, ПСМ, АБС. «Высококачественные вторичные полимеры», 2008 г.

ПВД: 10803-020, 11503-70, 15313-003, 15813-020. ПВД-кабельный: 153-02К, 153-10К. ПНД: 277-73, 276-73, 271-274К, 273-83, ПЭ 80Б-275, ПНД 293-285Д, ПЭ2НТ05-5. ЭБФ, ЖГШ. ООО "РАЙФ+", 2009 г.

Устройство работает следующим образом. Скважинный прибор - 5 устанавливают в центральную трубу - 6, располагая измерительный зонд скважинного прибора 5 полностью в теле цилиндрического корпуса 1. Проводят измерения без капролоновых стержней - 3, далее поочередно в каждую трубку - 2 устанавливают капролоновый стержень - 3 и выполняют новые измерения.

Таким образом, для тестирования аппаратуры получают минимум три тестовые точки. При этом устройство из-за отсутствия в нем воды может храниться и эксплуатироваться при отрицательных температурах. Имеет компактные габариты, поэтому его переносят при помощи двух человек и перевозят на новое место работы.

Для увеличения числа калибровочных точек увеличивают число трубок, а и имеют набор стержней - 3 разного диаметра.

Радиационная безопасность при работе с устройством обеспечивается стандартными общепринятыми способами, например, использование кадмий - свинцового экрана.

Устройство для калибровки скважинной аппаратуры нейтронного каротажа, содержащее контейнер с цилиндрическим каналом вдоль продольной оси, контейнер выполнен из замедляющего нейтроны водородосодержащего материала, отличающееся тем, что контейнер выполнен в виде цилиндрического стакана, вдоль продольной оси которого расположена цилиндрическая труба, а в пространстве между стенками контейнера и трубой параллельно и симметрично ей установлено, по крайней мере, две трубки, внутри которых размещены цилиндрические стержни, с возможностью их извлечения, при этом все внутренние трубы и стержни выполнены из водородосодержащего материала, расстояние между поверхностями стакана и центральной трубой удовлетворяет выражению

2L,

где - расстояние между поверхностями стакана,

L - длина пробега нейтронов,

а все внутреннее оставшееся пространство контейнера заполнено крошкой из водородосодержащего материала.