Телеметрическая система для геофизических исследований скважин в процессе бурения

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

Сома Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетель

Заявлено 17. т .1968 (№ 1240 с. присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 04.XI.1969. Б

Дата опубликования описан

/12

Комитет ло делам иаооретеннй и открытий при Совете Министров

СССР.834.622.241

8.8) Авторы изобретения А. А. Молчанов, И. Г. Жувагин, А. Х. Сираев и А. Г. Хайров

Заявитель

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин в процессе их бурения, в частности, к телеметрическим системам с передачей электрических сигналов по колонне бурильных труб.

Геофизические измерения, выполненные через минимальный промежуток времени после вскрытия пластов, позволяют получить достаточно полные и надежные сведения о разрезе для принятия соответствующего технического решения. Как правило, для передачи информации о горных породах на поверхность используется беспроводной электрическ1ьй капал связи по бурильным трубам, в качестве передатчика служит электромашинный генератор переменного тока.

Поскольку основные параметры генераторапередатчика рассчитываются исходя из усредненных данных по скважинам определенных разрезов и условий, то надежная связь с устьем может бчть осуществлена только в тех случаях, когда сквмкинные условия не имеют значительных отличий от расчетных. Более того, даже при бурении одной и той же скважины не исключена возможность чередования пластов. с очень низкими и сравнительно высокими элек|рическими сопротивлениями, поэтому на отдельных участках разреза выходное сопротивление генератора может не соответствовать величине внешней нагрузки. Все это значительно снижает дальность действия канала, помехоустойчивость и универсальность системы.

В предлагаемой системе обеспечивается дп5 скретная автоматическая регулировка величины внутреннего сопротивления генератора за счет переключения секций его обмотки (низкоомной и высокоомной) релейным устройством срабатывающим в зависимости от величины

10 внешней нагрузк11, что позвол»ст согласовать передатчик с тем пли иным разрезом.

Управляющая цепь релейного устройства соединена с выходом дополнительного измерительного устройства.

15 Последнее содержит генератор переменного напряжения, соединенный через первичную обмотку трансформатора с корпусом забойного снаряда, и последовательно соедпнснныс выпрямитель, вход которого соединен с вто20 ричной обмоткой трансформатора, и пороговое устройство, выход которого соединен с управляющей цепью реле.

Телсметрпческа» система состоит нз забойного снаряда и наземного устройства для прп25 ема, выделеьн1» и регистрации данных глубинных измepeе1ий с прив»экой их к глу оине с!<вaжины. Наземная аппаратура скомпонована из известных типовых блоков.

На чертеже изображен глубинный прибор в

30 разрезе, состоящий нз геофизического зонда, 255883 аппаратурного контейнера и турбогенераторного агрегата.

Геофизический зонд содержит разделитель 1 для электрического разобщения колонны бурильных труб и изолированную трубу 2 с зондовыми электродами А и М. В герметичный аппаратурный контейнер 3 помещена измерительная аппаратура и схема согласования генератора передатчика с внешней нагрузкой в канале связи. Измерительная аппаратура состоит из генератора 4 зондирующего тока, измерительного усилителя 5, блока управления б, модулятора 7 и релейного блока 8.

Схема согласования передатчика включает в себя генератор 9, трансформатор тока 10, выпрямитель 11, пороговое устройство 12 и релейное устройство 18.

Турбогенераторный агрегат содержит гидротурбину 14, уплотнительный сальник 15, трехфазный генератор 16 с силовой 17 и передающей обмотками. Передающая обмотка состоит из высокоомной 18 и низкоомной 19 секций. Обмотка 17 трехфазного генератора 16 и выпрямитель 20 служат для стабилизированного питания электронной системы снаряда.

Работает глубинная аппаратура следующим образом.

При наличии промывки в скважине турбина 14 приводит в движение трехфазный генератор 16, вырабатывающий переменный ток с частотой, равной частоте вращения турбины.

Релсйный блок 8, управляющий широтноимпульсным модулятором 7, осуществляет коммутацию сигналов в канале связи, подключая или отключая передающую обмотку генератора на определенные отрезки времени, причем длина паузы определяется величиной соответствующих параметров, измеренных усилителем 5, например 11 — — f(AC) и t =-1(ПС); разница в длительности токовых посылок i или 2t3 используется для разделения каналов.

Блок управления 6 производит последовательный опрос каналов и управляет модулятором при формировании токовой посылки. Полупроводниковый генератор 4 зондирующего тока создает измерительное электрическое поле.

Релейное устройство 18, управляемое пороговым ус.ройством 12, автоматически подключает к каналу связи высокоомную 18 или низкоомную 19 секцию передающей обмотки генератора в зависимости от величины внешней нагрузки, определяемой в основном сопротив5 лением заземления низа оурильной колонны.

Сопрогивление заземления колонны определяется генератором 9, подкл,оченным к каналу связи и работающим по частоте, отличной от частоты тока генераторов 4 и 16. Поскольку

10 генератор 9 и передающая обмотка генератора 16 нагружены на одну и ту же цепь, ток в цепи генератора 9 будет характеризовать нагрузку передающей обмотки гснератора 16 и степень его согласования с ней.

15 Напряжение с трансформатора тока 10, выпрямленное выпрямителем 11, подается на пороговое устройство 12 чувствительного на изменение тока в цепи измерительного генератора (например, триггера Шмитта) и срабаты20 вающего в зависимости от его величины.

Предмет изобретения

Телеметрическая система для геофизических

25 исследований скважин в процессе бурения, использующая гальванический канал связи и состоящая из забойного снаряда, содержащего геофизические датчики, канальные преобразователи, электрический разделитель колонны, 30 электромашинный генератор " силовой и передающей обмотками, стабилизированный источник питания, и наземного устройства для приема, выделения и регистрации данных глубинных измерений, отличающаяся тем, что, с

35 целью повышения дальности действия и помсхоустойчивости системы, обмотка генератора содержит низкоомную и высокоомную секции, попеременно подсоединяемые в зависимости от величины внешней нагрузки к каналу связи

40 релейным устройством, управляющая цепь которого соединена с выходом дополнительного измерительного устройства, содержащего генератор переменного напряжения, соединенный через псрвичную обмотку трансформато45 ра с корпусом забойного снаряда, и последовательно соединенные выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, и пороговое устройство, выход которого соединен с управляющей цепью реле.

255883

Составитель Ю. И. Сериков

Рсяа:,и ор T. 3. Орловская Тскрса Л. В. Куклина 1,оррсктор В. И. Жолудева

Вака.h 555,,12 Тиран; 480 11о.аписнос

1ЯП11ИПИ Кочитста по аслам иаойрсгспий и откпгвтип при Совстс М,:пиетров (.((P

Л1оскиа,>К-35, 1 ат!нская пап., д. 4 о

Типография, пр. Сапунова,