Принцип роботи апаратури АБКТ

Апаратури АБКТ (Рис. 5.2) складається із свердловинного приладу з електричним зондом, блоку керування, встановленого в панелі ВПЧМ і пульта логарифмічних перетворювачів. Свердловинний прилад складається з вимірювальної системи передачі інформації, вимірювального підсилювача сигналу струму центрального електрода електромагнітного перемикача B₁, ланок живлення змінного та постійного струмів, блоку вимірювальних трансформаторів і зондової установки.

Живлення свердловинного приладу постійним і змінним струмом здійснюється через блок керування, який розташований у панелі ВПЧМ. Свердловинний прилад з’єднується із блоком керування через електричний зонд одножильним блокованим кабелем.

Вимірювання УО методом БКЗ проводиться шляхом виміру потенціалу між вимірювальними електродами зондової установки при стабільній величині струму живильного електрода. Вимірювальні величини передаються на реєстратор через телеметричну систему.

Телеметрична система передачі інформації представляє собою три частотних перетворювачі з несучими частотами 7,8; 14; 25,7 кГц і суматор S.

Сумарний сигнал із вторинної обмотки трансформатора Тр 14 надходить на блок керування по ЦЖК та обмотці кабелю.

У блоці керування сигнали через високочастотний фільтр надходять на вхідний тенюатор панелі ВПЧМ. У даній панелі відбувається фільтрація, посилення, демодуляція й фазочутливе детектування ЧМ-сигналів. Продетектовані сигнали з панелі ВПЧМ надходять на реєстратор або на пульт логарифмічних перетворювачів.

Вимір УО при боковому каротажі БК здійснюється шляхом роздільного виміру величини струму I ₀, що протікає через центральний електрод А₀ і напруги на екрануючому електроді U _x.

Виміряні величини U _∞й I ₀ передаються на пульт логарифмічних перетворювачів, де проводиться їх логарифмування з наступним перетворенням для одержання логарифма уявного питомого опору.

Вимірювання напруги U _∞ проводиться шляхом виміру напруги між екранним електродом А_е і питомим електродом N _∞, який розташований на зонді. Дана напруга через трансформатор Тр 4 передається по II каналі ЧМ. Вторинна обмотка трансформатора Тр 4 виконана з відводами, що дозволяє шляхом перемикань розширити межу вимірювання.

Вимірювання величини струму I ₀ проводиться шляхом виміру спаду напруги на опорі шунта Ш_н, який включений між центральним та екранним електродами.

Напруга, що знімається із шунта Ш_н, яка пропорційна величині струму I ₀, через трансформатор Тр 12 надходить на вхід підсилювача сигналу струму центрального електрода. З виходу підсилювача сигнали струму центрального електрода на входи частотних перетворювачів I та III каналів надходять два сигнали з відношенням 1:10 для подальшої передача параметра на поверхню.

Випрямлені панеллю ВПЧМ сигнали, пропорційні I _∞ та I ₀, подаються на пульт логарифмічних перетворювачів ПЛП, із виходу якого на фотореєстратор надходить сигнал, який рівний:

 

 

Блок керування БК виконаний на уніфікованому змінному шасі, яке вставляється у відповідне гніздо панелі ВПЧМ. На панелі блоку керування розташовані:

- перемикач режиму роботи свердловинного приладу із двома положення «Викл.» та «Вкл.» для передачі напруги живлення та запису ПС (у положенні «Викл.»);

- кнопка «Комутація» для комутації свердловинного перемикача;

- клеми «ЦЖК» та «ОК»;

- сигнальна лампочка для контролю включення живлення.

Перемикання позицій ряду робіт у свердловинному приладі здійснюється електромагнітним перемикачем, який має 6 напрямків (6 плат) і 22 положення. Під час роботи приладу електромагніт перемикача перебуває під струмом, у момент вимикання струму відбувається спрацьовування електромагніта – перехід на наступну позицію повзунків B_I-1 + B_I-6.

Перемикач здійснює наступні операції:

Цикл	Положення перемикача	Хід робіт	Канали	Межі вимірювання
I		Стандарт-сигнал БКЗ 200 0м	I, II, III
	Нуль-сигнал БКЗ
	Стандарт-сигнал БКЗ 40 0м
4-5-6	А2M0.5	I	200,1000,5000
N0.5M2.0А	II	200,1000,5000
N6.0M0.5А	III	200,1000,1000
II		Нуль-сигнал БКЗ	I, II, III
	Стандарт-сигнал БКЗ - 40 0м
9-10-11	А2.0М0.5N	I	200,1000,5000
A1.0M0.1N	II	200,1000,5000
А0.4M0.1N	III	200,1000,1000
III		Стандарт-сигнал БКЗ 40 См	I, II, III
13-14-15	А8.0М1.0
А4.0M0.5
Резистивіметр
IV		Стандарт-сигнал БК	I, II, III	5.5мА, 2В, 10В, 20В, 5,5мА
	Нуль сигнал БК	I, II, III
	Стандарт сигнал БК	I, II, III	5.5мА, 2В, 10В, 20В, 5,5 мА
	Вимірювання БК	I, II, III	1-55мА, 0,04 В 0,1-5,5мА
	Вимірювання БК	I, II, III	1-55мА, 0,2-10В 0,1-5,5мА
	Вимірювання БК	I, II, III	1-55мА, 0,4-20В 0,1-5,5мА
V		ПС	Гальванометр

 

Індикація положень здійснюється за допомогою показів стрілочних приладів панелі ВПЧМ згідно вищенаведеної таблиці.

Плити B_I-1 + B_I-3 служать для комутації зондових трансформаторів і вихідного трансформатора підсилювача струму центрального електрода із частотними перетворювачами; плита B_I-4 служить для підключення відповідно струменевих електродів А_I, А₂ та А_е (залежно від типу робіт) до ланки стабілізованого струму 300 Гц; плита B_I-5 підключає ланку загального мінуса до заземленого шасі при записі БК або до електрода А₂ при записі БКЗ і ПС; плита B_I-6 комутує вхід підсилювача з катодним повторювачем і ланками нуль-сигналу та стандарт-сигналу.

Живлення змінним струмом частоти 300 Гц здійснюється через конденсатор C₁₀...C₁₆ і високочастотний дросель Др₁, який служить для поділу ланки живлення та високочастотних сигналів від суматора. Ланка живлення постійного струму відділена від ланки змінного струму фільтром Др₁₂ С₁₈-С₂₄ та Др₃ С₃₅-С₃₁.

З резисторів R₂₄ та R₂₇, що є погашають ланку розжарювання ламп, знімаються також напруги +140 В і +100 В для живлення анодних ланок перетворювачів і підсилювача.

Розжарення лампи суматора Л₄ живиться змінним струмом 300 Гц від трансформатора розжарення Тр13. Вхідні трансформатори зондової установки Tp₁-Tp₃ і ТР₅-Р₈ служать для ведення рівня сигналів, які надходять від вимірювальних електродів, різних зондів до одного діапазону, і передачі їх на частотні перетворювачі.

Вимірювальні електроди кожного зонда з’єднані з первинною обмоткою свого вхідного трансформатора (ввід 1 і 2). Вторинні обмотки трансформаторів виконані з відводами, що дозволяє реєструвати граничні значення уявних опорів 200, 1000 та 5000 Ом.

Трансформатор резистивіметра Тр не має відводів, так як його вимірювальний діапазон укладається в робочий діапазон перетворювача.

Більше детальне вивчення апаратур АБКТ здійснюється у процесі виконання лабораторної роботи з використанням принципової електричної схеми свердловинного приладу, панелі ВПЧМ станції АКСл-7 і додаткової інструкції, в якій дається порядок перевірки працездатності апаратури.

 

Порядок виконання роботи

Після детального вивчення конструкції приладу в дійсності та принципу роботи функціональної та електричної схеми апаратури АБКТ приступають до перевірки й працездатності, для цього необхідно:

1. Зібрати схему для перевірки роботи каналу БК згідно Рис. 5.3.

2. Встановити на магазині-еквіваленті R _е опір 0,4 Ом, а на магазині-еквіваленті R ₀ - опір 1000 0м.

3. Включити апаратуру, встановити змінний струм живлення свердловинного приладу 500±5 мА, постійний – 195±5 мА.

4. Встановити свердловинний перемикач у положення 16 (стандарт-сигнал БК) і зробити фазирування вимірювальних каналів панелі ВПЧМ за максимумом вихідної напруги.

5. Свердловинний перемикач встановити в положення 17 (нуль-сигнал БК) і компенсувати вихід кожного каналу панелі ВПЧМ за допомогою потенціометрів «вст.нуля».

6. Встановити свердловинний перемикач у положення 18 (стандарт-сигнал БК) і за допомогу потенціометрів регулювання чутливості каналів ВПЧМ встановити напругу на виході 1-го каналу - 25 мВ, а на виході 2-го та 3-го каналів по 250 мВ. При цьому стрілки вимірювальних приладів панелі ВПЧМ повинні перебувати на відмітці «25» (шкала 100 мВ) у першому каналі та «50» (шкала 500 мВ) – другому й третьому каналах.

7. Встановити свердловинний перемикач у положення 19 (вимір БК).

8. Розірвати ланку струму центрального електрода (R ₀=∞).

9. Переконаєтеся у відповідності стандарт-сигналів БК сигналам, отриманим при струмі центрального електрода I ₀=5,5 мА, U _∞=2В (10, 20В).

10.Змінюючи опір у ланках центрального та екранного електродів відповідно до табл.1, оцінити нелінійність «чутливого» струменевого каналу в діапазоні струмів центрального електрода від 0,1 до 5,5 мА та «Грубо» струменевого каналу в діапазоні від 1 до 55 мА, а також нелінійність каналу «напруги» у діапазоні від 0,1 до 10 В.

Таблиця 5.1

R 0, Ом
R е, Ом	0,2	1,0	2,0	20,0	20,0	20,0
I 0, мА	0,1	0,5	1,0	5,0	10,0	50,0

Нелінійність за струмовими каналами та каналу напруження в зазначених діапазонах повинна бути не гірше 5% відносно стандарт-сигналів.

 

5.5 Контрольні питання

1. Коли доцільно застосовувати боковий каротаж?

2. Модифікації зондів методу БК.

3. Від чого залежать радіус дослідження в боковому каротажі?

 

Література

1.Померанц Л.И., Чукин В.Т. Аппаратура и оборудование геофизических методов исследования скважин. – М: Недра, 1978, с.167-176.

2.Дьяяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. – М.: Недра, 1977, с.85-96.

Лабораторна робота №6

Вивчення будови і принципу роботи апаратури індукційного каротажу (АИК-М)

 

Мета роботи

Метою роботи є ознайомлення з різновидністю використання апаратури при індукційному каротажі, вивчити функціональні та електричні схеми і вміти перевіряти працездатність апаратури АИК-М.

 

Теоретичні основи

У даний час індукційному каротажу дослідження свердловин надається велике значення. Це пов’язано з там, що індукційний каротаж має ряд специфічних особливостей, які вигідно відрізняють його від інших електричних методів. У той же час вивчення індукційним каротажем питомої електропровідності гірських порід σ =1/ ρ у порівняння з питомим електричний опором ρ, що вивчається стандартними електричними методами, дозволяє в ряді випадків проводити надійне співставлення між ними та отримати додаткову інформацію про розріз і особливо про породи низького питомого опору. Особливий інтерес представляє індукційний каротаж при дослідженні сухих свердловин і свердловин, які заповнені буровим розчином на нафтовій основі.

За допомогою зонда індукційного каротажу в породах, що складають розрізи свердловин, збуджується електромагнітне поле. У результаті цього в породах, що оточують зонд, індукуються вихрові струми. Останні утворюють вторинне магнітне поле, напруженість якого визначається питомою електропровідністю та магнітною проникністю середовища. Отже, при зміні електропровідності та магнітопроникності середовища вторинне магнітне поле буде функцією даних величин при збереженні інших умов незмінними. Збудження електричного поля в породах проводиться генераторною котушкою, через яку пропускається змінний струм частотою 20-50к Гц. Сигнал, що реєструється, знімається з приймальної котушки, в якій вторинне магнітне поле індукує ЕРС. Генераторна та приймальна котушки індукційного зонда встановлені на ізольованому магнітному стержні, на деякій відстані L одного від іншого, що називається розміром зонда. Спрощена модель індукційного зонда зображена на рисунку 6.1.

Індукційний каротаж базується на вивченні розподілу електромагнітного поля в просторі, яке оточує зонд, в залежності від електропровідності середовища. Простір, що оточує індукційний зонд, можна розглядати як суму елементарних витків, які мають форму кілець, центр яких розміщений на осі свердловини. Вторинне магнітне поле елементарного витка індукує в приймальній котушці ЕРС, величина якої виражається наступним виразом:

 

,

 

де K_п – коефіцієнт зонда:

 

;

B_п – параметр простору:

 

;

 

ν – частота струму в генераторній котушці; μ – магнітна проникність середовища, що досліджується; n_г, n_п – кількість витків у генераторній та приймальній котушках; S_г, S_п – площа витків.