Пластовый наклономер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 В 47/О 51) ОСУДАРСТВЕННЫЙ О.ИЗОБРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИ РЕТ Я ВИДЕТЕЛ ЬСТВ К АВТОРСКО роектно- зических доров,1 пез пс. югОПИСАНИЕ И(71) Научно-исследовательский иконструкторский институт геофисследований(57) Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для определения элементов залегания пластов. Цель - упрощение конструкции и повышение геологической ин-. формативности. Наклономер включает источник 1 переменного тока и связанные каротажным кабелем 4 наземный и скважинный блоки (Б) 2 и 3. В металлическом корпусе (К) Б 3 размещен зонд электрического каротажа с изолятором 7 и электро1596094 20 30 40 дами Э) Ао, Аз, В, соответственно измерительным, экранным и токовым. Верхняя часть 5 К а виде Э В соединена с первой клеммой источника 1, вторая клемма которого соединена с Э Аз, выполненным в виде электрически изолированной части 6 К, Кроме того, в К размещены передающая часть 8 телеизмерительной системы с Б 9 согласования зонда и силовой механизм 10 с измерительными рычагами и датчиками радиуса скважины. Каждый рычаг выполнен в виде упругой вогнутой к оси Б 3 проводящей электрический ток рессоры 11, которая одним концом закреплена через изолятор 12 на Э Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин и предназначено для определения элементов залегания пластов.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение геологической информативности в скважинах без промывочной жидкости или заполненных промывочной жидкостью на непроводящей ток основе.На фиг,1 приведен пластовый наклономер в скважине, общий вид; на фиг,2 - блоксхема электрических соединений скважин ного блока наклономера; на фиг,З - схема электрических соединений электродов зонда.Пластовый наклономер включает источник 1 переменного тока, наземный блок 2 и скважинный блок 3, связанные бронированным каротажным кабелем 4, в котором ЦЖК - центральная изолированная жила кабеля, ОК-броня кабеля фиг,2), Металлический корпус скважинного блока 3 состоит из верхней 5 и нижней б частей, которые жестко соединены между собой герметичным изолятором 7. В верхней части 5 корпуса расположены передающая часть 8 телеизмерительной системы (ТИС) и блок 9 согласования зонда с ТИС. Верхняя часть 5 корпуса соединена с броней кабеля 4 и вместе они представляют собой токовый электрод В зонда, а экранный электрод Аэ зонда выполнен в виде электрически золированной части б корпуса.В нижней части 6 корпуса, заполненной непроводящей жидкостью, размещен силовой механизм 10 электрогидропривода с независимыми по раскрытию измерительнымИ рычагами, каждый из которых выполнен в виде упругой вогнутой к оси скважинного блока 3 проводящей электрический ток рессоры 11. Рессора 11 одним концом (основанием) Аз, а другим концом соединена с Э Ао, выполненным в виде наконечника 14, контактирующего со стенкой 15 скважины. В скважинах с промывочной жидкостью на проводящей ток основе работа осуществляется по схеме бокового микрозонда. В пустых скважинах или с промывочной жидкостью на непроводящей основе сопротивление заземления Э Аэ увеличивается и зонд автоматически включается в режим измерения сопротивления заземления, Сигналы зонда поступают к Б 2, где обрабатываются для получения элементов залегания пластов. 1 з,п, ф-лы, 3 ил. жестко закреплена через изолятор 12 на экранном электроде А(нижней части 6 корпуса), Вблизи основания рессоры 11 на ее незакрепленной части установлен тензорезистор (не показан), являющийся вместе с рессорой 11 датчиком радиуса скважины. Основание рессоры 11 и тензорезистор закрыты гибким герметичным выводом барокомпенсатора 13, Другим концом рессора 11 соединена с измерительным электродом Ао зонда, выполненным в виде сферического или иной формы наконечника 14, размещенного на рессоре 11 с возможностью контактирования со стенкой 15 скважины,что обеспечивает электрический контакт электрода Ао и механический контакт рычага радиусомера со стенкой скважины.Электрическое соединение рессор 11 и электрода Аэ осуществляется проводами через герметичные токовводы изолятора 7,Силовой механизм 10, обеспечивающий закрытие рессор 11, состоит из подвижной обоймы 16, охватывающей рессоры 11 и соединенной жестко со штоком 17 силового гидроцилиндра,Блок 9 согласования зонда с ТИС(фиг,2) подключен к центральной жиле и броне кабеля 4, к экранному электроду Аэ и центральным измерительным электродам Аы (1 от 1 до и) зонда. Выход блока 9 согласования подключен к передающей части 8 ТИС, которая связана через ЦЖК с приемной частью ТИС наземного блока 2.Один из примеров схемы электрических соединений зонда электрического каротажа показан на фиг.З. Блок 9 согласования представлен а виде токового трансформатора ТЗ питания зонда, измерительных трансформатороа ТИ, и резисторов Я 1 = 1,п), Одна из клемм источника 1 переменного тока заземлена и соединена через приемную часть5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ТИС наземного блока 2 с броней ОК каротажного кабеля 4 и металлической частью 5 (токовым электродом В) корпуса скважинного блока 3, Вторая клемма источника 1 тока через жилу ЦЖК кабеля 4, трансформатор ТЗ (его вторичную обмотку) соединена со средними точками первичных обмоток измерительных трансформаторов ТИ и с электрически изолированной частью 6 корпуса (экранным электродом Аэ). Один из концов вторичной обмотки трансформатора ТЗ объединен с концом его первичной обмотки и соединен с верхней частью 5 корпуса, броней ОК кабеля 4 и одноименными выводами резисторов й;. Другие два вывода первичной обмотки трансформатора ТИь являющейся шунтом малого сопротивления, соединены соответственно со вторыми концами резисторов В и через рессоры 11 с наконечниками 14 (измерительными электродами Ао). Выходные обмотки трансформаторов ТИ подключены к передающей части 8 ТИС, выход которой соединен с жилой ЦЖК кабеля 4,Тело рессоры 11 может быть выполнено с диэлектрическим покрытием или из композитных диэлектрических материалов с электрическим токоподводом к измерительному электроду, При этом в скважинах с и ромы воч ной жидкостью на не п ровадя щей электрический ток основе измерительные электроды зонда электрического каротажа включены по схеме зонда метода сопротивления заземления. а при добавках проводящей промывочной жидкости или в самой этой жидкости измерительные электроды включены по схеме бокового зонда,Пластовый наклономер работает следующим образом. Складывание рессор 11 перед спуском в скважину производится подвижной обоймой 16, которая, перемещаясь вдоль продольной оси наклономера, укладывает рессоры 11 в нижнюю часть 6 корпуса. В сложенном состоянии рессоры 11 выпрямлены и не выступают за габариты корпуса. В таком виде скважинный блок 3 опускается на забой скважины или к нижней границе интервала исследования,При достижении интервала исследования перед подъемом наклономера по команде с поверхности производится раскрытие рычажной системы наклономера с помощью силового механизма 10, при этом шток 17 силового гидроцилиндра, перемещаясь с обоймой 16 вверх, освобождает рессоры 11, которые прижимают наконечники 14 к стенке 15 скважины. В этом положении рессоры 11 не касаются металлических деталей нижней части 6 корпуса.При подъеме скважинного блока 3 вогнутая форма и упругость рессор 11 обеспечивают непрерывный точечный контакт наконечника 14 со стенкой скважины 15 при изменении ее диаметра.Переменный ток от источника 1 через жилу ЦЖК кабеля 4 и его броню запитывает электрическую схему скважинногоблока 3 и через трансформатор Т 3 питания зонда, электроды Аэ, Ао и токовый электрод В горные породы в околоскважинном пространстве. При работе в скважинах с промывочной жидкостью на проводящей основе работа осуществляется по схеме бокового микрозонда с тем отличием, что электрод Аэ не прижимается к стенке скважины, а расположен по ее оси за счет цент- рации рессорами 11, При работе в пустых скважинах или с промывочной жидкостью на непроводящей основе сопротивление заземления электрода Аэ увеличивается и первичная обмотка трансформатора ТИ автоматически включается в режим измерения сопротивления ВА заземления по трансформаторной мостиковой схеме, при этом сопротивление заземления каждого электрода Ао сравнивается соответственно с резистором Вь который может быть выбран достаточно большим.Сигнал от тока разбаланса моста или с полуобмотки а трансформатора ТИь пропорциональный проводимости горных пород, поступает на передающую часть 8 ТИС. Туда же поступают сигналы от датчика ориентации наклономера (на схеме не показан) и далее через жилу ЦЖК кабеля 4 к наземному блоку 2, где обрабатываются для получения элементов залегания пластов.Возможны и другие решения при реализации схемы блока 9 согласования зонда. Например, мост может балансироваться автоматически путем изменения сопротивления резистора Бь величина которого в этом случае служит в качестве информационного параметра. Возможно применение дифференциальных усилителей и других известных технических решений для измерения электрического сопротивления проводников, При этом в проводящей промывочной жидкости вертикальная разрешающая способность зонда увеличится за счет изменения соотношения площадей поверхности экранного и измерительного электродов, Для улучшения электрического контакта с горной породой измерительный электрод- наконечник может быть выполнен сферическим или иной формы с несколькими степенями свободы, а также иметь специ 1596094альное покрытие, уменьшающее абразивный износ наконечника и контактное сопротивление. Формула изобретения 1. Пластовый наклономер, включающий наземный и скважинный блоки, связанные каротажным кабелем, источник переменного тока, одна из клемм которого соединена с металлическим корпусом скважинного блока, в котором размещены зонд электрического каротажа с изоляторами. измерительными и экранным электродами, передающая часть телеизмерительной системы с блоком согласования зонда и силовой механизм с независимыми по раскрытию измерительными рычагами и датчиками радиуса скважины, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения геологической информативности в скважинах без промывочной жидкости или заполненных промывочной жидкостью на непроводящей ток основе, экранный электрод выполнен в видеэлектрически изолированной части корпуса,которая соединена с второй клеммой источника тока, а каждый измерительный рычаг5 выполнен в виде упругой вогнутой к осискважинного блока проводящей электрический ток рессоры, которая одним концомжестко закреплена через изолятор на экранном электроде, а другим концом соедине 10 на с измерительным электродом,выполненным в виде наконечника, размещенного на рессоре с возможностью контактирования со стенкой скважины, приэтом измерительные электроды зонда элек 15 трического каротажа включены по схемезонда метода сопротивления заземленияили по схеме бокового зонда,2. Наклономер по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что тело рессоры выполнено с диэ 20 лектрическим покрытием или из композитнйхдиэлектрических материалов с электрическим токоподводом к измерительному электроду.