Эхолот для буровых скважин

 

Изобретение относится к звуколокационной технике, применяемой для измерепараметрЬв буровых скважин с опознанием их топологических неоднородностфй вида: разрыв обсадной колонны (расширение) парафиновая пробка или шлзм о-глинистая корка (сужение), статический или динамический уровень жидкости и м.б. использовано в горной и нефте-газовой промышленности, геологоразведке. Цель изобретения: расширение технологических возможностей эхолота и повышение достоверности измерений в условиях топологической неоднородности скважин. Сущность изобретения: эхолот содержит акустический излучатель 15, приемник 16 отраженного сигнала, генератор 14 зондирующих импульсов , модуль 25 формирования блокирующего импульса, блок ИЛИ 26, двухполупериодный выпрямитель27, усилитель 17, амплитудный селектор 18, генератор 19 эталонной частоты, индикатор 22, счетчик 21 и блок 20 управления, состоящий из триггера 24 и элемента И 23, 15-14-25- 26-20-21-22; 16-17-27-18-26; 20-19. Новая схема коммутации блоков обеспечивает лучшую помехозащищенность эхолота при приеме отраженных сигналов. 3 ил, Ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 47/О

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСП ТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873726/03 (22) 12.10,90 (46) 15.03.93. Бюл. N 10 (71) Производственное геологическое объединение по.проведению специальных гидрогеологических и инженерно-геологическйх работ "Гидроспецгеология" (72) А,М.Хусаинов. (56) Авторское свидетельство СССР

N 989054,,кл. E 21 В 47/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1099063,,кл,,Е 21 В 47/04, 1983, (54) ЭХОЛОТ ДЛЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к звуколокационной технике, применяемой для измерения параметров буровых скважин с опрэнанием их топологических неоднородностей вида: разрыв обсадной колЬнны (расширение), парафиновая пробка или шлвмо-глинистая корка (сужение), статичеПредлагаемое изобретение относится к звуколокационной технике, применяемой для измерения параметров буровых скважин, и может быть использовано; — для контроля скважин перед заполнением их ВВ при проведении буровзрывных работ в горнодобывающей промышленности; — для измерения статического и динамического уровней в действующих нефтяных, Гидрогеологических (водозаборных) скважинах, колодцах и т.п. сооружениях; — для измерения глубины сухих .скважин;

„„ Ы„„1802105 А1 ский или динамический уровень жидкости и м.б. использовано в горной и нефте-газовой промышленности, геологоразведке. Цель изобретения: расширение технологических возможностей эхолота и повышение достоверности измерений в условиях топологической неоднородности скважин. Сущность изобретения: эхолот содержит акустический излучатель 15, приемник 16 отраженного сигнала, генератор 14 зондирующих импульсов, модуль 25 формирования блокирующего импульса, блок . ИЛИ 26, двухполупериодный выпрямитель 27, усилитель 17, амплитудный селектор 18, генератор 19 эталонной частоты, индикатор 22, счетчик 21 и блок 20 управления, состоящий из триггера 24 и элемента И 23, 15 — 14 — 25—

26 — 20 — 21 — 22; 16 — 17 — 27 — 18 — 26, 20 — 19. Новая схема коммутации блоков обеспечивает лучшую помехозащищенность эхолота при приеме отраженных сигналов. 3 ил, ЪФ вЂ” для уточнения конструкции скважин, содержащих топологические неоднородности (разрыв и вздутия обсадной колонны, изменения сечения ствола скважины и т.п.), а также с неизвестной топологией, Целью предлагаемого изобретения является расширение технологических воэможностей эхолота и повышение достоверности измерений в условиях топологической неоднородности скважин, На фиг. 1 — изображена исследуемая скважина, содержащая топологические неоднородности, продольный осевой разрез и диаграмма возникающих в ней импульсов отражения; на фиг. 2 — блок-схема эхолота;

1802105 на фиг. 3 — схема модуля формирования блокирующего импульса, Диаграмма импульсов отражений, возникающих в скважине (см. фиг. 1), содержит продольный разрез скважины 1 (условно расположена горизонтально) с топологическими неоднородностямИ вида: локальное сужение 2 ствола скважины (парафиновая пробка или глинистая корка), расширение 3 ствола (разрыв обсадной колонны с образованием, либо без образования каверны), муфта 4 выкидной линии, уменьшение 5 диаметра скважины (сужение), наличие статического или динамического уровня жидкости 6.

При излучении в скважину прямоугольного зондирующего импульса 7 с амплитудой А в скважине 1 возникают отражения, связанные с неоднородностями 2 — 6. Характер отражений зависит от xapakTepa неоднородностей. Например, при локальйом сужении 2 (парафиновая пробка или глинистая корка) возникает сначала положительный импульс 8, а по окончании сужения— отрицательный импульс 9. При расширении

3 сечения (разрыв обсадной колонны) возникает сначала отрицательный импульс 10 (при положительном зондирующем импульсе 7), а по окончании расширения — положительный импульс 11. При уменьшении диаметра 5 скважины, возникает положительный импульс 12. От уровНя в жидкости отражается один импульс 13, полярность которого совпадает с полярностью зондирующего импульса 7.

Эхолот (см. фиг. 2) содержит генератор

14 зондирующего импульса (ГЗИ), подключенный к акустическому излучателю (АИ) 15, приемник (Il) 16 отраженного сигнала, к входу которого подключен усилитель (У) 17, амплитудный селектор (АС) 18 и генератор 19 эталонной частоты (ГЭЧ), соединенный через блок управления 20 со счетчиком 21, снабженный индикатором 22. Блок управления 20 включает в себя схему И 23 и триггер

24. Эхолот снабжен также модулем 25 формирования блокирующего импульса (МБИ), . элементом 26 ИЛИ и двухполупериодным выпрямителем (ДВ) 27. При этом ГЗИ 14 подключен к МБИ, выход которого соединен с одним из входов элемента 26 ИЛИ. К другому входу элемента 26 ИЛИ подключен

АС 18. Выход элемента ИЛИ соединен с блоком 20 управления, в ДВ 27 включен между У 17 и АС 18.

Эхолот работает следующим образом, Пусковой импульс, формируемый ГЗИ

14, запускает МБИ 25 и по цепи "ПУСК" устанавливает триггер 24 блока управления

20 в "1". При этом счетчик 21 считает импульсы ГЭЧ 19, поступающие через схему И

23. Тот же пусковой импульс через АИ 15 излучается в скважину 1. Отраженные от неоднородностей 2 — 6 сигналы 8 — 13 воспри5 нимаются приемником 16, усиливаются усилителем 17 и через ДВ 27 поступают в АС 18, АС 18 отделяют импульсы отражения 8-13 от шумов, формирует их по амплитуде и подает на вход элемента ИЛИ 26. На другой

10 вход элемента ИЛИ 26 подается одиночный импульс положительной поляоности с МБИ

25.Импульсы AC 18 могут пройти через элемент ИЛИ 26 только при отсутствии блоки-. рующего импульса.

15 На первом этапе работы длительность блокирующего импульса устанавливается минимальной и соответствует времени прохождения звукам расстояния примерно в 1 метр, Этот начальный блокирующий им20 пульс необходим для блокировки помехи, возникающей в приемном тракте при излучении зондирующего сигнала 7. Поскольку расстояние до сужения 2 и. например, до уровня жидкости 6 больше 1 метра. ибо оба импульса отражения 8 и 13, приходящие с

АС 18, пройдут через элемент ИЛИ 26 на вход установки в "0" триггера 24. Так как импульс отражения 8 от локального сужения 2 придет первым, то именно он устано30 вит в "0" триггер 24, заполнение счетчика 21 прекратится и на индикаторе 22 установится число, показывающее расстояние до сужения 2, На втором этапе работы длительность блокирующего импульса устанавливается соответствующей расстоянию до сужения 2.

Тем самым импульс отражения от сужения

2 блокируется и теперь уже остановка счета осуществляется импульсом отражения 10

40 от следующей неоднородности (расширения 3), а индикатор 22 покажет расстояние, до этого расширения. В этом случае полярность импульса отражения изменится, что учитывается наличие в схеме эхолота двух45 полупериодного выпрямителя 27.

Новое схемное решение эхолота исключает необходимость применение блока форс мирования зоны сужения (БЗС), селектора по длительности (СД) и регистра (P), которы50 ми оснащено устройство-прототип. Вместо указанных БЗС, СД и P в заявляемом устройстве применены модуль формирования блокирующего импульса, элемент ИЛИ и двухполупериодный вып рямитель. Новая

55 схема коммутации блоков обеспечивает заявляемому эхолоту лучшую помехозащищенность при приеме отраженных сигналов, Таким образом, выполнение предлагаемого эхолота в соответствии с предлагаемой

1802105

1 схемой и описанием позволит расширить его технологические возможности и повыСить достоверность измерений в условиях топологической неоднородности скважин, т.e. достичь целей изобретения, Формула изобретения

Эхолот для буровых скважин, содержащий:генератор зондирующего импульса, подключенный к акустическому излучателю, приемник отраженного сигнала, к выходу которого подключен усилитель, амплитуд, ный селектор и генератор эталонной частоты, соединенный через блок управления со

Счетчиком, выход которого подключен к индикатору. отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения достоверности измерений в условиях топологической

5 неоднородности скважин, он снабжен двухполупериодным выпрямителем и последовательно соединенными модулем формирования блокирующего импульса и элементом ИЛИ, к второму входу которого

10 подключен выход амплитудного селектора, выход элемента ИЛИ подключен к входу блока управления, в двухполупериодный выпрямитель включен между усилителем и амплитудным селектором, 1802105

9876 5432f 0

Составитель А.Хусаинов

Редактор 3,Ходакова Техред M.Mopãåíòàë Корректор Л;Ливринц

Заказ 836 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101