Устройство для измерения профиля поперечного сечения скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 31 51) Е 21 В 47/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Иилй подпружиненные изсвязанные с ползунадаточного механизмаузел, отличающеесяповышения точностиползуны расположеньперпендикулярно оситью поступательногоальном направленииремещению измерителгистрирующий узел вка изображения с ист2. Устройство потем, что оно снабженгом, расположенным скости, параллельнойния ползунов.3. Устройствотем, что свободньиены эластичным ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 622,241 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР350936, кл. Е 21 В 47/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР492651, кл. Е 21 В 49/00, 1974.3. Померанц Л. И., Чукин В. Т. Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования скважин, МНедра, 1978, с. 241 в 2 (прототип).(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус,мерительные рычаги, ми посредством переи регистрирующийтем, что, с целью измерения профиля, в одной плоскости, корпуса с возможносперемещения в ради- пропорционально пеьных рычагов, а реыполнен в виде блоочником света.п. 1, отличающееся о калибровочным круоосно корпусу в плосплоскости перемещеМщупо п. 1, отличающеесяе концы ползунов соедиэлементом.Изобретение относится к устройствамдля геофизических исследований скважини может быть использовано при определениии измерении конфигурации поперечного сечения стволов эксплуатационных и разведочных скважин, пробуриваемых на нефть, газ5и другие полезные ископаемые, как обсаженных, так и необсаженных.Известно устройство для измерения диаметра скважины, включающее корпус, лентопротяжный механизм и блок изображения, содержащий объектив, регистрирующий узел и щелевой проектор.Устройство опускают на кабеле до заданной глубины. Затем по команде наземногопульта управления подается питание на источник света, находящийся в щелевом проекторе. Световые лучи, преломляясь черезлинзу проектора, фиксируются на поверхности стенок скважины в виде узкой световой полосы. Отражаясь от световой полосы,лучи света проходят стекло нижнего концаустройства и фотографируются камерой.После этого устройство перемещается доследующей заданной глубины 1.Недостатками данного устройства являются необходимость точного центрированияего в скважине, возможность работы его толь 25ко в скважинах, заполненных оптически прозрачной жидкостью, и сложность определения конфигурации ствола скважины в случаеналичия глинистой корки,Известно устройство для фотографирования профиля поперечного сечения ствола 50скважины, содержащее корпус, лентопротяжный механизм, регистрирующий узел иблок изображения, содержащий объектив,щелевой проектор, источник света и узелориентации. Щелевой проектор расположенв эластичном гидрокомпесированном пакере,заполненным оптически прозрачной жидкостью 2).Недостатком данного устройства является невозможность фотографирования профиля во время перемещения прибора в скважине, что снижает скорость исследованияскважины. Кроме того, получая локальныепрофили в избранных точках, трудно судитьо профиле скважины вдоль всего ствола.Другим недостатком устройства являетсяобязательное его центрирование в скважине.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому результату является прибор скважинного каверномера;профилемера СКП. Данныйприбор состоит из корпуса, на котором шар цнирно закреплены измерительные рычаги,Измерительные рычаги через передаточныймеханизм, выполненный в виде толкателя,непосредственно соединены с ползунком реостата, Под действием пружины толкательповорачивает измерительный рычаг до упораего нижнего конца в стенку скважины.Реостаты с толкателем находятся в герметичной полости. Снизу к корпусу прибора прикреплен узел раскрытия рычагов, включающий электромагнит с якорем и спусковоЙ механизм. Через реостаты пропускается переменный ток. Напряжение, пропорциональное раскрытию измерительных рычагов, снимается с реостатов и передается на поверхность по кабелю.Устройство работает следующим образом Его опускают на кабеле до забоя, измерительные рычаги при этом находятся в сложенном состоянии. При достижении забоя с наземного пульта подается сигнал на электромагнит. При срабатывании последнего измерительные рычаги высвобождаются спусковым механизмом и поворачиваются на оси до упора нижнего конца каждого из них о стенку скважины. При перемещении прибора вверх измерительные рычаги постоянно прижимаются к стенке скважины под действием пружины толкателя и, поворачиваясь на оси, через толкатель перемещают ползунок реостата пропорционально их повороту. Напряжение, снимаемое с реостатов, пропорционально величине раскрытия рычагов и является мерой измерения профиля поперечного сечения скважины 3,Однако малое количество измерительных рычагов (4 - 10) не позволяет получить достоверный профиль скважины, увеличение их количества приводит к усложнению телесистемы для передачи измерительной информации на поверхность от каждого рычага, для построения профиля поперечного сечения скважины необходимо провести дополнительные расчеты и графические работы, кроме того, отсу. ствует наглядное изображение исследуемого профиля скважины в момент исследования.Цель изобретения - повышение точности измерения профиля.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения профиля поперечного сечения скважины, содержащем корпус, подпружиненные измерительные рычаги, связанные с ползунами посредством передаточного механизма и регистрирующий узел, ползуны расположены в одной плоскости, перпендикулярно оси корпуса с возможностью поступательного перемещения в радиальном направлении пропорционально перемещению измерительных рычагов, причем радиальные направления их перемещений совпадают, а регистрирующий узел выполнен в виде блока изображения с источником света.Кроме того, устройство снабжено калибровочным кругом, расположенным соосно корпусу в плоскости, параллельной плоскости перемещения ползунов.Свободные концы ползунов соединены эластичным элементом.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг, 2 - сечение А - А и Б - Б на фи". 1 (совмещенное сечениеего двумя плоскостями, перпендикулярными оси прибора и проходящими через плоскость ползунов и исследуемый профиль).Устройство состоит из корпуса 1, к которому шарнирно, посредством осей 2, прикреплены измерительные рычаги 3. Каждый из рычагов жестко соединен с зубчатым сектором 4, который посредством передаточного механизма, представленного в виде рейки 5 и рычага 6, трансформирует поворот измерительного рычага 3 в поступательное движение ползуна 7. Прижатие измерительных рычагов 3 к стенке скважины 8 осуществляется винтовой пружиной 9. Внутри корпуса 1 размещена перегородка 10, выполненная из оптически прозрачного материала, например стекла. Перегородка 10 зафиксирована в приборе гайкой 11. В перегородке имеются сквозные отверстия а, в которых расположены ползуны 7 с возможностью поступательного движения в них, На свободном конце ползунов 7 имеются углубления б, в которые уложен эластичный резиновый жгутик 12. Под перегородкой расположен источник 13 света, соединенный проводной связью с наземным пультом управления. Источник света расположен на крышке 14. Сверху перегородки расположен объектив 15 и система, передающая изображение фигуры, отображаемое жгутиком 12 в стеклянной перегородке 10, на дневную поверхность. Герметизация корпуса осуществляется резиновыми кольцами 16 и 17, уложенными соответственно в кольцевые канавки цилиндрической части рейки 5 и под гайку 18 крепления крышки 14. На перегородке 10 соосно прибору выполнен калибровочный круг 19, который в известном масштабе представляет цилиндрический профиль скважины и относительно которого осуществляется интерпретация показаний устройств. Для раскрытия измерительных рычагов используется специальный механизм (не показан), аналогичный описанному устройству прототипа.Устройство работает следующим образом.Его опускают на кабеле до забоя скважины, измерительные рычаги 3 при этом находятся в сложенном состоянии. При достижении забоя с наземного пульта подается сигнал на механизм раскрытия рычагов, последние под действйем пружины 9 поворачиваются на оси 2 до упора нижнего конца их о стенку скважины 8. При перемещении устройства вверх измерительные рычаги, постоянно касаясь стенки скважины, перемещают ползуны 7 пропорционально их повороту. Кривая С (фиг, 2), получаемая жгутиком 12 на стеклянной перегородке 10, подобна профилю д исследуемой 10 скважины в момент измерения.Точность воспроизведения исследуемогопрофиля крайними точками ползунов определяется пропорциональностью передачи углового перемещения измерительного рычага в поступательное перемещение ползу на и точностью изготовления деталей передаточного механизма - зубчатого сектора 4, рейки 5 и рычага 6. Предлагаемый передаточный механизм обеспечивает строго пропорциональную передачу угла поворота измерительного рычага 3 в перемещении ползуна 7, а современное технологическое оборудование позволяет изготовить детали передаточного механизма с высокой степенью точности. Реально достижимая точность воспроизведения исследуемого профиля может 2 быть в пределах 1 - 3 мм. Фиксирование изображений кривой С может производиться как при помощи фотокамеры, так и телекамерой, представляющих блок изображения. При использовании фотокамеры получают серию изображений кривой С в различные моменты 30 измерений на фотоленте непосредственно вустройстве. При использовании же телекамеры изображение кривой С постоянно передается на дневную поверхность, что дает возможность визуального непрерывного наблюдения профилей скважины непосредственЗ 5 но в момент измерения. Интерпретация полученных профилей производится относительно калибровочного круга 19, изображение которого получается одновременно с изображением кривой С, Размер калибровочно О го круга (диаметр) является уменьшенныйв известное число раз цилиндрический профиль скважины. Таким образом происходит измерение профиля скважины.Испытание макета устройства на модели скважины показало высокую степень воспроизводимости профиля скважины.1084431 ель В. С Тигор ком ите и откр шская н од, ул. едактор М. Яновичаказ 1948/26 ВНИИПИ по де 113035, Мое лиал ПППА -А б-б Состави Техред И. Ве Тираж 564 Государственного ам изобретений ва, Ж - 35, Рау Патент, г. Ужго