Промысловая геофизика (стр. 11 )

В лаборатории имеются также пульт управления, предназна­ченный для управления работой аналогового и цифрового (лен­точного перфоратора) регистраторов; блок согласования глубин, обеспечивающий совмещение по глубинам точки записи различ­ных параметров, поступающих с комплексного скважинного прибора на цифровой регистратор; воспроизводящее устройство для перевода информации, зарегистрированной в цифровой фор­ме, в аналоговую. В качестве цифрового регистратора исполь­зуют ленточный перфоратор ЦПЛ или магнитный регистратор ЦМР. В опробовании находится принципиально новый вид ла­боратории— измерительная система, оборудованная бортовой ЭВМ.

С датчиков, которые размещены в комплексном скважинном приборе (рис. 68), информация поступает на блок управления скважинным прибором БУСП. Назначение БУСП: определение глубины точки записи и совмещение диаграмм по глубинам ре­гистрируемых параметров; проверка, настройка и градуировка измерительных каналов.

Предварительно обработанная информация в аналоговой форме с БУСП и цифровой форме с цифрового преобразователя ЦП поступает на бортовую ЭВМ, которая обеспечивает: уп­равление работой станции; интерпретацию получаемых резуль­татов; выдачу информации на аналоговые регистраторы АР; запись ее в цифровом коде на магнитную ленту ЦМР и переда­чу на экран дисплея.

Рис. 68. Функциональная схема компьютизированной лаборатории с программным управлением

В понятие управления работой станцией включаются: авто­матизированная настройка измерительных и регистрационных каналов; калибровка приборов; градуировка каналов; выбор и установка масштабов регистрации; диагностика неполадок.

Автоматизированная обработка получаемой информации обеспечивает контроль качества материала. Кроме того, непо­средственно на скважине в процессе проведения исследований получают данные о литологии вскрываемого разреза, о наличии в нем коллекторов, проводят предварительную оценку пористо­сти и характера насыщения коллекторов.

Управление бортовой ЭВМ осуществляется из блока накоп­ления, где на магнитной ленте БНМЛ сконцентрирована биб­лиотека программ управления процессом измерения и интерпре­тации результатов, а также с терминала ручного управления.

Для сокращения времени проведения исследований на сква­жине большое значение имеют комплексные скважинные при­боры. Наибольшее распространение в настоящее время получи­ла аппаратура серии «Э», предназначенная для проведения ис­следований стандартным методом, методами БЭЗ, СЭЗ в глубо­ких скважинах. Разрабатываются комбинированные приборы.

§ 2. ОБОРУДОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПАРТИИ.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Проведение геофизических исследований скважин — сложный технологический процесс. Спуск прибора в скважину, его пере­мещение в процессе измерений и подъем на поверхность осу­ществляются с помощью специализированного спуско-подъемного оборудования и аппаратуры. Спуско-подъемное оборудова­ние включает следующие основные элементы: кабель; подъем­ник, на котором установлена лебедка; блок-баланс (направ­ляющий ролик); сельсинная передача.

Промыслово-геофизический кабель — очень важный элемент геофизического оборудования и должен соответствовать ряду жестких требований.

Прежде всего кабель предназначен для спусков геофизиче­ских приборов в скважину и подъема их на поверхность. При этом по его длине определяют глубину нахождения прибора. Кабель должен обладать достаточной прочностью, чтобы вы­держать собственную массу, массу прибора и дополнительные нагрузки, возникающие в процессе подъема приборов за счет трения о стенки скважины, прилипания к глинистой корочке и др. Кроме того, кабель должен быть эластичным и сильно не удлиняться под действием нагрузок.

Кабель является каналом связи между скважинным прибо­ром и наземной аппаратурой. По нему подается электрический ток для питания скважинного прибора, осуществляется управ­ление электронной схемой, передается на поверхность измеряе­мый сигнал, регистрируемый измерительной аппаратурой. Токоведущие жилы должны быть надежно изолированы от окру­жающей среды, которая характеризуется высокими давлениями и температурами и часто бывает агрессивной. При выполнении геофизических исследований применяют од­ножильные, трехжильные и многожильные кабели. По конструк­ции кабели бывают оплеточные, шланговые и бронированные. В зависимости от вида работ, глубины скважин, температуры, давления и других факторов выбирают тот или иной тип кабеля.

Каждому типу кабеля присвоен шифр. Например, шифр КГ означает: КГ — кабель геофизический, 1—число жил, 24— номинальное разрывное усилие (в кН), 180 — макси­мальная рабочая температура (в °С). В кабелях с оплеточным или шланговым покрытием токопроводящие жилы одновременно несут и механическую нагруз­ку, поэтому скручены они из медных и стальных проволок. В бронированных кабелях механическую нагрузку несет верх­няя стальная оплетка, два слоя которой скручены из стальной проволоки. Устройство брониро­ванных кабелей показано на рис. 69.

В настоящее время при прове­дении геофизических исследова­ний в глубоких скважинах, буря­щихся на нефть и газ, оплеточные и шланговые кабели применяют ограниченно. Чаще всего исполь­зуют бронированный кабель.

Бронированный кабель обла­дает более высокой прочностью при меньшем диаметре, выпуска­ется кусками большой строитель­ной длины, меньше подвержен влиянию нефти и газа. Это поз­воляет использовать его для ис­следования глубоких и сверхглу­боких скважин. Этот кабель обеспечивает высокую проходимость в скважинах, заполненных тя­желым буровым раствором. Бронированный кабель позволяет проводить исследования в эксплуатационных скважинах под давлением через лубрикатор.

Техническая характеристика греофизических кабелей при­ведена в табл. 5.

Жилы кабеля (кроме электрического сопротивления) обла­дают индуктивностью и емкостью относительно земли и друг друга. Для кабеля в оплетке и шланге, намотанного на барабан лебедки, индуктивность жилы по однопроводной линии изменя­ется в зависимости от длины и типа кабеля и лебедки от 0,05 до 1,2 Гн. При размотке кабеля его индуктивность быстро уменьшается. У бронированных кабелей индуктивность жил значительно меньше, чем у оплеточных. Емкость между жилами многожильных кабелей, а также между жилой кабеля и землей (броней) находится в пределах 0,1—0,3 мкФ/км.

В промысловой геофизике высокие требования предъявляются к электрической изоляции жил кабеля с целью предотвра­щения искажения результатов измерений вследствие утечек то­ка. Обычно сопротивление изоляции нового кабеля составляет 50-100 МОм при 20 °С. С повышением температуры, а также при износе кабеля сопротивление изоляции уменьшается, но оно не должно быть ниже нескольких миллионов омов.

Таблица 5. Техническая характеристика геофизических кабелей

Марка кабеля	Число токо-проводящих жил	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км, кг	Плотность, г/см3	Сопротивле­ние жилы кабеля по­стоянному току, Ом/км	Допустимая температу­ра, ºС	Строитель­ная длина, м	Допустимая глубина спуска, м
Оплёточные кабели
КГЗ-10-70ВО	3	16,0	295	1,56	60	70	500	700
КГЗ-18-70ВО	3	18,8	435	1,56	40	70	1000	2000
КГЗ-35-70ВО	3	28,8	750	1,46	22	70	1000	3000
Шланговые кабели
КГЗ-3-70Ш	3	12,4	150	1,24	50	70	500	500
КГЗ-18-70Ш	3	19,4	480	1,62	42	70	1000	2000
КГЗ-36-70Ш	3	25,6	905	1,74	22	70	1000	3000
Бронированные кабели
КГ 1-24-90	1	6,3	178	5,0	36	90	3200—4000	4000
КГ 1-	1	6,3	195	5,0	36	180	3000—5000	4000
КП-59-220	1	9,4	361	4,5	36	220	3500—5500	5000
КГЗ-67-180	3	12,1	530	4,7	18	180	5000—6000	5000
КГ	3 (основные),	18,4	1056	4,0	6; 40	180	3000—5000	4000
	3 (сигналь­ные)
КГ	7	12,5	602	4,7	17	180		5000
Примечание. В обозначении кабеля: «К» — кабель, «Г»—геофизический; следующая цифра означает число жил (1; 3; 7), две последующие цифры — разрывное усилие в кН; цифры в конце — рабочая температура, ºС.

При работе в скважинах, температура которых не превы­шает 100—120 °С, изоляцию для токоведущих жил изготовляют из специальной термостойкой резины ; для работы в средах, температура которых достигает 180—200 °С, изоляцию выполня­ют из фторопласта различных марок.

Рис. 70. Схема размещения оборудования в самоходном подъемнике.

1 - шасси автомобиля; 2 - кузов; 3 - кресло лебедчика; 4 - рычаг переключателя коробки передач; 5 - рычаг ручного тор­моза барабана лебедки; 6 - рукоятка корректора кабелеукладчика; 7 - пульт лебедчика; 8 - лебедка с кабелем

Подъемник представляет собой самоходную установку, смонтированную в специальном металлическом кузове на шасси автомобиля повышенной проходимости.

Спуск и подъем приборов осуществляют с помощью лебед­ки, установленной в кузове подъемника, на барабан которой намотан кабель. Барабан лебедки выполнен из немагнитного материала. Он имеет радиальное отверстие, через которое про­пускается кабель для геофизических работ. Броня кабеля в большинстве подъемников крепится на оси барабана. Токоведущие жилы кабеля подсоединяются к коллектору. Выбор автома­шины, емкость лебедки и ее конструктивные особенности опре­деляются глубиной исследования и типом кабеля.

Кузов подъемника (рис. 70) разделен на два отделения. Передняя часть, примыкающая к кабине автомобиля, отведена под кабину лебедчика. Здесь установлен пульт управления ле­бедкой 7, контрольные приборы, силовой блок энергопитания, дублеры рычагов управления автомашины 4, рычаги управления лебедкой 5 и 6.

Во втором отделении установлена лебедка с кабелем 8. При необходимости в нем могут быть размещены бензоэлектрический агрегат или стационарный контейнер для транспортировки ис­точников радиоактивного излучения. Здесь же перевозят грузы, скважинные приборы, блок-балансы. Для спуска прибора в скважину в торцевой части кузова предусмотрена широкая дверь.

Отделения разделены перегородкой с широким смотровым окном, через которое лебедчик наблюдает за процессом спуска-подъема кабеля в скважину, укладки кабеля на барабан лебед­ки. Тяговое усилие на барабан лебедки передается от двигате­ля автомобиля через механизм сцепления и коробку отбора мощности, карданную передачу, двухскоростной редуктор и двухрядную цепь.

Изменение скорости движения кабеля и величины тягового усилия осуществляется регулированием числа оборотов двига­теля, переключением передаточных отношений в коробке пере­дач автомобиля и в двухскоростном редукторе. Для плавного спуска кабеля и установки его на заданной глубине лебедка снабжена ленточным тормозом с ручным и пневматическим управлением. Лебедка оборудована полуавтоматическим кабелеукладчиком и маслонаполненным коллектором с металли­ческими щетками для соединения жил кабеля со схемой лабо­ратории.

В кабине лебедчика в подъемнике установлены приборы для измерения скорости движения и натяжения кабеля, глубины спуска прибора, световой сигнализации и двусторонней перего­ворной связи со скважиной и лабораторией, приборы для осве­щения кузова и устья скважины. Питание всех приборов осуще­ствляется напряжением 110 В. Энергопитание на подъемник по­дается от промысловой сети через силовой блок, рассчитанный на напряжение 110, 210 и 380 В. При отсутствии промысловой сети подъемник может питаться от бензоэлектрического агрега­та типа АБ-2, дающего напряжение 220 В.

Техническая характеристика промыслово-геофизических подъемников, используемых на производстве, дана в табл. 6.

При проведении геофизических исследований необходимо контролировать перемещение скважинного прибора, т. е. знать глубину нахождения и скорость перемещения прибора, нагрузку на кабель. Кроме того, необходимо согласовывать перемещение прибора по стволу скважины с протяжкой диаграммной бумаги. Эти задачи решают путем применения блок-баланса с датчи­ками глубины и натяжения, а также сельсинной передачи.

Блок-баланс с роликом служит для направления кабеля в скважину и может быть установлен на стволе ротора — рамоч­ный блок-баланс (рис. 71, а); он может быть также подвешен над устьем скважины на крюке буровой лебедки — подвесной блок-баланс (рис. 71, 6).

При работе с рамочным блок-балансом подставку 2 уста­навливают на роторе над устьем скважины и прижимают к сто­лу ротора буровым инструментом. Для предотвращения горизонтального смещения снизу к подставке приваривают попереч­ную планку, упирающуюся во вкладыш ротора.

При отсутствии ротора, а также при работах через буровые или компрессорные трубы применяют блок-баланс, в котором подставка заменена патрубком с кронштейном. Патрубок снаб­жен резьбой под муфту обсадной колонны или фланцем, кото­рый затем крепят к фланцу обсадной колонны,

С помощью роликов 3, 3а обычно определяют длину опущен­ного в скважину кабеля. Для этого длину окружности ролика выбирают такой, чтобы за 1 оборот через него проходило опре­деленное количество кабеля, примерно 1,5 или 2 м. С роликом шестеренчатой передачей связаны счетчик, показывающий коли­чество опущенного кабеля, и сельсин-датчик. Соотношение зубь­ев в шестеренчатой передаче таково, что при прохождении 1 м кабеля через ролик блок-баланса ротор сельсин-датчика делает 4 оборота.

Таблица 6. Основные типы каротажных подъемников

Тип	Наименование	Марка кабеля	Макси­маль­ная глубина сква­жины, км	База монтажа	Диапазон скоростей подъема. м/ч
ПК-С	Самоходный каротажный	КГ КГ	7,2 6,0	Шасси автомоби­ля КрАЗ-255Б	85— 12000
ПК-4	То же	КГ	4,0	Шасси автомоби­ля «Урал-375А»	105—8100
ПК-2	То же	КГ КГ	4,0 4,5	Шасси автомоби­ля ЗИЛ-131	182— 12900
ПК-2В	Несамоходный каротажный подъемник	КГ КП-53-180	2,8 6,0	Рама, транспорти­руемая вертоле­том, другим тран­спортом	50—8000
АЭКС-1500	Самоходная каротажная	КГ3-18-70ВО	1,5	Шасси автомоби­ля ЗИЛ-131	220— 12300
СК-1А	То же	КГ	2,7	Шасси автомоби­ля ЗИЛ-131	62—9446
ВПС-63	То же	КГЗ-10-70ВО	0,9	Шасси автомобиля ЗИЛ-131	165—9340

Сельсинная (автосинхронная) передача состоит из сельсин-датчика СД и одного или нескольких сельсин-приемников СП, представляющих собой электродвигатели переменного тока с двухполюсными статорами и трехфазными роторами. В качест­ве датчика обычно используют сельсин ДИ-511. Приемником служит сельсин СС-501. Принципиальная электрическая схема включения сельсинной передачи показана на рис. 72.