Устройство для исследования нефтяных и газовых скважин

Авторы патента:

E21B47/09 - обнаружение или определение местонахождения предметов в буровых скважинах; определение свободных или прихваченных частей труб (измерение глубины E21B 47/04; измерение диаметра E21B 47/08)

E21B47 - Исследование буровых скважин (регулирование давления или потока бурового раствора E21B 21/08; геофизический каротаж G01V)

Устройство позволяют исследовать в динамике и статике процессы, происходящие в скважине, повысить информационную насыщенность визуальной информации о скважине. Уменьшение степени сжатия информации при ее записи в электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство приводит к повышению информационной насыщенности визуальной информации о скважине, а периодичность записи до 24-х кадров в секунду позволяет исследовать динамику процессов, происходящих в скважине.

Устройство относится к измерительным комплексам для геофизических исследований, предназначено для контроля технического состояния нефтяных, газовых, артезианских скважин путем их визуального исследования. Устройство позволяет решать следующие задачи: изучать интервалы нарушений обсадной колонны и насосно-компрессорной трубы (НКТ), определять типы и размеры нарушений, степень коррозионного износа внутренней поверхности обсадной колонны, точное положение интервалов перфорации, уточнять количество (плотность) перфорационных отверстий; проводить исследования аварийных скважин, элементы скважинного оборудования, оставленные в скважине, исследовать динамику процессов происходящих в скважине, повысить информационную насыщенность визуальной информации о скважине.

Известно устройство для визуального исследования скважин (см. АС СССР №309122, МПК Е21b 47/00). Устройство является измерительным комплексом, который содержит связанные каротажным кабелем скважинный прибор с блоком освещения и наземное оборудование.

Недостатком известного устройства является ограниченность диапазона скважин, в которых возможно их использование, что объясняется невозможностью использования оптоволокна при исследовании глубоких скважин, подверженности оптоволокна воздействию коррозионно-активных жидкостей и высоких температур.

Наиболее близким техническим решением, взятым в качестве прототипа, является устройство для исследования технического состояния скважин (см. С.А.Журиков, С.А.Муратов «Система визуального контроля технического состояния эксплуатационных колонн». НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС.2007. Вып.2(155). С.79-84). Устройство содержит наземное оборудование, включающее каротажный регистратор, персональный компьютер, каротажный кабель, связывающий наземное оборудование и скважинный прибор, в котором размещены

видеокамера, блок освещения, блок обработки видеоинформации. Для передачи визуальной информации из скважины на поверхность используют электрический геофизический каротажный кабель и контроллер приема-передачи информации. Каротажный регистратор обеспечивает питание скважинного прибора, управление им, преобразование сигнала, привязку изображения по глубине, передачу информации для ее регистрации в цифровой форме на персональный компьютер. К наземному оборудованию следует отнести стандартную каротажную лебедку, с помощью которой производят спуск-подъем скважинного прибора. Устройство позволяет получать видеоизображение, пригодное для анализа неподвижных объектов. Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет оператору исследовать процессы, происходящие в скважине, в динамике, так как изображение появляется на мониторе в виде последовательности статических кадров, смена которых происходит примерно каждые 3 секунды, другим недостатком являются потери информационной насыщенности сжатого визуального изображения.

Задача предлагаемого технического решения: исследовать в динамике процессы, происходящие в скважине, повысить информационную насыщенность визуальной информации.

Указанная задача решается за счет того, что в устройство для исследования нефтяных и газовых скважин, включающее регистратор, персональный компьютер, каротажный кабель, связывающий наземное оборудование и скважинный прибор, в котором размещены видеокамера, блок освещения, блок обработки видеоинформации, контроллер приема-передачи информации, дополнительно введены центральный процессор, буферное оперативное запоминающее устройство, электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство и интерфейс связи с персональным компьютером, а в наземное оборудование введен блок управления интерфейсом связи.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена схема заявляемого устройства. Устройство для исследования скважины содержит наземное оборудование, включающее каротажный регистратор 1 и персональный компьютер 2, каротажный кабель 3, связывающий наземное оборудование и скважинный прибор, в котором размещены видеокамера 4, блок освещения 5, блок

обработки видеоинформации 6, контроллер приема-передачи информации 7, интерфейс связи с персональным компьютером 8, центральный процессор 9, буферное оперативное запоминающее устройство 10, электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство (EEPROM) 11, а в наземное оборудование введен блок управления интерфейсом связи 12.

Устройство работает следующим образом. Скважинный прибор соединяют геофизическим кабелем с наземным оборудованием. При подаче электропитания включаются и начинают работать электронные блоки, входящие в состав устройства. Источник света, находящийся в блоке освещения 5, освещает внутреннюю поверхность и объем скважины. Излучение, отраженное от объектов, находящихся в скважине, проходит через скважинный флюид (среду) и попадает в объектив видеокамеры 4, который переносит изображение объектов в плоскость светочувствительной матрицы видеокамеры. Электроника видеокамеры преобразует оптическое изображение в электрический сигнал, который поступает в блок обработки видеоинформации 6. Блок обработки видеоинформации 6 кодирует и сжимает полученные данные, посылает их в центральный процессор 9 и параллельно в контроллер приема-передачи информации 7. С центрального процессора 9 в контроллер приема-передачи информации 7 поступает запрос о готовности произвести запись сжатого кадра в буферное оперативное запоминающее устройство 10. Получив подтверждение, центральный процессор 9 подает команду контроллеру приема-передачи информации 7 записать кадр в буферное оперативное запоминающее устройство 10 и параллельно записывает сжатое видеоизображение в электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство (EEPROM) 11. Проведя запись кадра, центральный процессор 9 подает команду контроллеру приема-передачи 7 передать сжатый кадр на поверхность, блоку обработки видеоинформации 6 уменьшить степень сжатия информации и одновременно проводит запись последовательности расширенных кадров в электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство (EEPROM) 12 до окончания передачи сжатого кадра из буферного оперативного запоминающего устройства 10 на поверхность.

Уменьшение степени сжатия информации при ее записи в электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство (EEPROM) 11

приводит к повышению информационной насыщенности визуальной информации о скважине, а периодичность записи до 24-х кадров в секунду позволяет исследовать динамику процессов, происходящих в скважине.

Получив информацию от контроллера приема-передачи, что сжатый кадр передан на поверхность и блок обработки видеоинформации 6 свободен, центральный процессор снова переводит блок обработки видеоинформации в режим формирования сжатого кадра.

Приняв информацию из блока обработки видеоинформации 6, каротажный регистратор 1 осуществляет преобразование сигнала, привязку изображения по глубине, передачу информации в персональный компьютер для ее регистрации в цифровой форме. Закончив видеокаротаж, скважинный прибор поднимают на поверхность, включают блок управления интерфейсом связи 12 и переносят информацию из электрически стираемого перепрограммируемого запоминающего устройства (EEPROM) 11 в память и на экран монитора персонального компьютера.

Оператор анализирует предоставленную ему последовательность динамических изображений, определяет интервалы нарушений обсадной колонны и НКТ, типы и размеры нарушений, степень коррозионного износа внутренней поверхности обсадной колонны, уточняет количество (плотность) перфорационных отверстий; визуально обследует элементы оборудования, оставленные в скважине, делает заключение о техническом состоянии скважины, анализирует динамику процессов, в ней происходящих.

Устройство исследования нефтяных и газовых скважин, содержащее наземное оборудование, включающее регистратор, персональный компьютер, каротажный кабель, связывающий наземное оборудование и скважинный прибор, в котором размещены видеокамера, блок освещения, блок обработки видеоинформации, контроллер приема-передачи информации, отличающееся тем, что в скважинный прибор дополнительно введены центральный процессор, буферное оперативное запоминающее устройство, электрически стираемое перепрограммируемое запоминающее устройство и интерфейс связи с персональным компьютером, а в наземное оборудование введен блок управления интерфейсом связи.