АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ ГИС Дисциплина «Геофизические исследования скважин» . (Лекция 2) Жылкыбаева Гульнара Ахметовна 1
Основные темы n Телеметрические системы n Каротажные станции n Скважинные приборы
СКВАЖИНА - ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИС необсаженный ствол скважины dc Диаметр скважины dк Диаметр зоны проникновения Dпп Диаметр промытой зоны hгк Мощность пласта толщина глинистой корки -цемент -колонна -известняк плотный - глина dок Диаметр обсадной колонны Диаметр каверны Dзп h обсаженный ствол скважины -песчаник проницаемый -промытая зона 3 -зона проникновения фильтрата промывочной жидкости
Способы измерения в ГИС В основу аппаратуры ГИС положены принципы телеметрии, т. е. дистанционных измерений. Функциональная схема телеметрического канала
Передающее устройство n Преобразует измеряемую величину X в сигнал А =φ i(X), удобный для передачи на расстояние и дальнейшего преобразования. n Основной блок первичный преобразователь. Дополнительные узлы источник питания датчика, вторичные преобразователи, элементы системы телесигнализации и телеуправления.
Линия связи n Передает сигнал на поверхность для последующего преобразования и регистрации. n К полезному сигналу от линии связи может примешиваться сигнал помеха.
Приемное устройство n Находится на поверхности n Отделяет полезный сигнал от помехи, усиливает его (или ослабляет, если это необходимо). n Выпрямляет (или преобразует в цифровой код) и выдает на регистрирующий или показывающий прибор в виде величины В = φ 2 (X ).
Регистрирующий прибор n Фиксирует новую величину С = φ 3 (X). Зависимость С = φ3 (X) называется передаточной характеристикой телеметрического канала (системы) ТС. n Определяющим элементом ТС является линия связи, поскольку от нее зависит выбор первичных преобразователей и конструкция приемных устройств.
Телеметрические системы n Основной вид ТС в ГИС - электрические проводные системы. n Датчики передающих устройств преобразуют измеряемый параметр в какую либо электрическую величину.
Схема каротажной станции n 1 скважинный n n n прибор, 2 каротажный кабель, 3 –измерительная панель , 4 – регистратор , 5 блок питания скважинного прибора, 6 панель контроля каротажа , 7 силовой блок
Блоки каротажной станции n Скважинный прибор (СП) включает в себя первичный преобразователь и некоторые вспомогательные устройства: источники питания этих преобразователей, вторичные преобразователи, элементы схем телеконтроля и телеуправления и прочее. n Каротажный кабель представляет собой линию связи между СП и наземной частью измерительной аппаратуры. n Измерительная панель содержит фильтры, отделяющие полезный сигнал от помех, усилители (или аттенюаторы) сигнала, выпрямитель. Измерительные панели могут быть сменными, для каждого СП своя.
Блоки каротажной станции n Регистратор —обеспечивает запись измеряемых параметров в функции глубины скважины в аналоговой или цифровой форме. Имеет несколько (от 2 до 16) измерительных каналов и включает в себя различные вспомогательные устройства : переключатели пределов измерения и масштабов глубин, отметчики марок времени и меток глубин, компенсаторы поляризации и др. n Блок питания скважинного прибора содержит устройства для регулировки, контроля и стабилизации питания СП. Эти блоки бывают сменными, т. к. одни СП питаются переменным током промышленной частоты (например, приборы радиоактивного каротажа), другие переменным током пониженной частоты от 5 до 25 Гц (зонды КС), третьи постоянным (каверномеры, термометры, инклинометры).
Блоки каротажной станции n Панель контроля каротажа содержит приборы для контроля за самим процессом каротажа: счетчик глубин, измеритель скорости подъема и силы натяжения кабеля, усилитель магнитного меткоуловителя и др. Эти панели обычно унифицированы и без изменений входят в состав различных каротажных станций. n Силовой блок содержит устройства регулировки, контроля и стабилизации напряжения и силы тока, необходимые для питания всех остальных блоков станции. Силовой блок подключается к внешнему источнику напряжения промышленной частоты или к собственному бензоэлектрическому генератору каротажной станции.
Блоки каротажной станции Спуско-подъемное и вспомогательное оборудование : n лебедка с каротажным кабелем. Скорость подъема – от нескольких десятков до нескольких тысяч м/час. Имеет коллектор и автоматический кабелеукладчик. Емкость лебедок каротажных станций до 2000 м кабеля. n бензоэлектрический агрегат автономный генератор переменного тока с бензиновым двигателем; n комплект соединительных проводов для подключения станции к внешней сети, для соединения станции с выносным оборудованием на устье скважины, для поверхностных электродов.
Схема размещения (на примере СК-1 -74)
Регистрирующие приборы каротажных станций n В аппаратуре ГИС используются аналоговые и цифровые регистраторы. n Аналоговые регистраторы бывают двух видов: каротажные осциллографы и автоматические каротажные потенциометры. n Цифровые регистраторы. Регистрация диаграмм в цифровой форме облегчает их обработку и интерпретацию на ЭВМ. n Цифровая запись обычно дублируется аналоговой. Аналоговая запись необходима для предварительной оценки результатов каротажа прямо на буровой
Компьютеризированные каротажные станции n n n БУСП блок управления скважинным прибором. АЦП – аналогово цифровой преобразователь АР – аналоговый регистратор ЦМР цифровой магнитный регистратор НМЛ – накопитель на магнитной ленте
Компьютеризированные каротажные станции n С датчиков СП, информация поступает на БУСП для определения точки n n записи и совмещения по глубинам диаграмм различных регистрируемых параметров; проверки, настройки и градуировки измерительных каналов. С БУСП информация в аналоговой форме и преобразованная в цифровую форму на АЦП подается на бортовую ЭВМ, которая обеспечивает: управление работой станции, интерпретацию получаемых результатов, выдачу информации на аналоговый регистратор АР, запись ее в цифровом коде на магнитную ленту цифрового магнитного регистратора ЦМР и передачу информации на экран дисплея. Управление бортовой ЭВМ осуществляется из блока накопления НМЛ, где на магнитной ленте сконцентрирована библиотека программ управления процессом измерения и интерпретации. Предусмотрена также возможность ручного управления ЭВМ с терминала ручного управления. Примером компьютеризированных станций могут служить станции "Гектор", "Мега", "Карат П", "Гранит Оникс", "Кедр" и др.
Скважинные приборы n взаимодействует с исследуемым объектом, вырабатывает соответствующую информацию или производит необходимую работу. n работают в весьма сложных условиях: ограниченный диаметр скважин, высокое внешнее давление, высокая температура, химически активная среда. n должен обладать минимальным диаметром, баро и термостойкостью, высокой механической прочностью, надежностью, стабильностью и точностью измерений. Конструкция СП должна обеспечивать легкий доступ к его внутренним частям для осмотра и ремонта
Основные элементы СП n Многообразие решаемых задач и геолого технических условий эксплуатации обуславливает наличие большого количества видов и типо размеров СП. n Все СП имеют следующие общие элементы: верхний (кабельный) наконечник с изолированным и герметичным электровводом; герметичный охранный корпус; размещенную в корпусе электронную, электрическую или электромеханическую схему и нижний наконечник.
Верхний часть СП
Нижняя часть СП
Внутренняя часть СП n Электронные, электрические или электромеханические схемы, составляющие внутреннее содержание или "начинку" скважинных приборов, крайне разнообразны по своему назначению и устройству и будут рассмотрены при знакомстве с соответствующими методами.
Каротажные кабели n осуществляют электрическую связь СП с наземной измерительной аппаратурой и несут механическую нагрузку; n должны иметь высокую прочность на разрыв, низкое электрическое сопротивление и хорошую изоляцию. n Спуск кабеля вместе с СП осуществляется с помощью специальных устройств, называемых блок балансами
Каротажные кабели n Существуют одно , трех и многожильные кабели (4, 7 или 17 жил). n По конструкции кабели бывают шланговые, оплеточные и бронированные а шланговый кабель, б бронированный
Конструкция рамочного и подвесного блок-балансов
n Синхронизация записи с движением кабеля и СП осуществляется с помощью электрической сельсинной передачи. n Передача состоит из двух идентичных электрических машин: сельсин датчика и сельсин приемника.
Контрольные вопросы n Назовите основные узлы скважинной телеметрической системы. n Какой из узлов ТС играет определяющую роль? n Какие n n n n n блоки включает в себя функциональная схема измерительной аппаратуры каротажной станции? Устройство спуско подъемного оборудования каротажных станций. Преимущества цифровой регистрации результатов каротажа. Какие функции выполняет бортовая ЭВМ в компьютеризированных каротажных станциях? Укажите назначение скважинных приборов. Характеристика условий эксплуатации скважинных приборов. Чем объясняется Существование большого количества видов и типо размеров СП? Назовите общие элементы всех скважинных приборов. Требования, которые предъявляются к каротажным кабелям. Что такое "блок баланс" и как он устроен? Назначение сельсинной передачи.
Скачать презентацию АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ ГИС Дисциплина Геофизические исследования скважин
2_apparat.ppt