Мета, завдання і тривалість роботи



 

Метою роботи є ознайомлення студентів з основним промислово-геофізичним обладнанням, будовою, призначенням, принципом роботи каротажної станції та пристроями, які використовуються у процесі проведення геофізичних досліджень свердловин.

Завдання:

- вивчити будову та призначення підйомників, лебідок, блок-балансів, колектора, датчика глибин, сельсинної передачі лубрікатора, міткоуловлювача, розмагнічуючого приладу, датчика натягу;

- вивчити типи кабелів, що використовуються при геофізичних дослідженнях свердловин;

- ознайомитись з будовою лабораторії типу ЛКС-7-02, вивчити будову та принцип роботи лабораторії, пристрої та призначення основних складових лабораторії.

Тривалість роботи - 4 години.

Основні теоретичні положення

1.2.1 Промислово-геофізичне обладнання. Промислово-геофізичне обладнання складається із таких основних одиниць:

- лебідка;

- колектор лебідки;

- блок-баланс;

- сельсинна передача;

- мітко уловлювач;

- датчик натягу;

- геофізичний кабель та з’єднуючі проводи;

- лубрікатор;

- вантажі, підвіски та перемикаючі пристрої;

- джерела електричного струму;

- предмети спеціального обладнання, допоміжні пристрої та різні інструменти.

При проведенні геофізичних досліджень в свердловинах використовуються станції, які складаються із лабораторії та підйомника, які змонтовані на автомобілях високої прохідності.

В залежності від виконуючих задач і глибини свердловин, що досліджуються, підйомник і лабораторія можуть бути змонтовані на окремих автомобілях, або у вигляді однієї загальної установки у кузові автомобіля.

Вказане обладнання може транспортуватись та використовуватись у вигляді розбірних комплектів, але переважно воно укомплектоване постійним монтажем на самохідних підйомниках.

Нижче, в якості прикладу, наводиться короткий опис підйомника СКП - 4.5, який призначений для спуску та підйому свердловинних приладів на одножильному та багатожильному кабелях у нафтових і газових свердловинах при виконанні промислово-геофізичних робіт разом із типовими лабораторіями.

Підйомник СКП-4.5 – це самохідна установка, яка змонтована в спеціальному металевому кузові на шасі автомобіля підвищеної прохідності.

Спуск та підйом кабелю здійснюється за допомогою лебідки типу ЛКП-М, на барабан якої намотаний кабель, та двох блоків (направляючого та підвісного), які встановлюються на усті свердловини.

Підйомник має органи керування лебідкою та трансмісією її приводу, прилади для вимірювання швидкості руху кабелю, глибини його спуску та натягу, світлову сигналізацію та двосторонній переговорний зв’язок із буровою та лабораторією, прилади для освітлення кузова та устя свердловини, різне обладнання для проведення монтажних робіт при геофізичних дослідженнях, а також обладнання для кріплення при перевезенні свердловинних приладів і вантажів.

Живлення підйомника здійснюється від промислової мережі з напругою 220 або 380 В із частотою струму 50 Гц. При відсутності промислової мережі живлення підйомника може бути здійснено від бензоелектричного агрегату типу АБ-2, який дає напругу 220 В.

Кузов підйомника розділений на дві частини: лебідчате відділення та кабіна лебідчика.

В лебідчатому відділенні розміщені: лебідка, направляючий та підвісний ролики, блок-баланс, вантажі, свердловинні прилади та інше обладнання. В задній частині лебідчатого відділення є широкі двері для спуску кабелю з лебідки.

В кабіні лебідчика розміщені: органи керування лебідкою та її приводом, струменевий блок та контрольний пульт. Кабіна має вікно для спостерігання за барабаном лебідки та рухом кабелю.

Лебідка обладнана напівавтоматичним кабелеукладувачем і колектором для з’єднання жил кабелю зі схемою лабораторії.

Зміна швидкості обертання лебідки, а відповідно і швидкості руху кабелю проводиться керуванням оборотів двигуна, переключенням передаточних відношень в коробці передач автомобіля та в двошвидкісному редукторі. Для плавного спуску кабелю та зупинки його на заданій глибині, лебідка обладнана стрічковим гальмом із ручним керуванням.

Для обертання барабана лебідок середнього типу можуть також використовуватися електродвигуни.

Передача від двигуна до барабана лебідки повинна забезпечувати можливість зміни швидкості підйому кабелю в діапазоні 150-4000 м/год. і мати передачу на плавний спуск кабелю.

Укладання кабелю на барабан лебідки робиться автоматичним кабелеукладувачем із ручним коректуванням. При довжині кабелю на лебідці до 400 м укладання кабелю рядами може не робитися в зв'язку з невеликою вагою кабелю.

Для під’єднання вимірювальної ланки до жил кабелю на лебідці встановлюються колектор.

Колектор складається із рухомої частини, яка зв’язана із барабаном лебідки і нерухомої – корпусу, який закріплений на рамі лебідки. На одній із цих частин - переважно на рухомій - є ізольовані металічні кільця, по яким ковзають щітки. До кілець підведені жили кабелю; від щіток беруться виводи на вимірювальну схему.

У процесі геофізичних досліджень необхідно направляти рух кабелю по центру свердловини і безперервно контролювати положення свердловинного приладу. Повинні бути відомі дані про глибину знаходження, швидкість переміщення приладу по свердловині та натягу кабелю. Крім того необхідне чітке узгодження переміщення приладу по свердловині з рухом діаграмного паперу, на якому реєструються криві геофізичних параметрів, що вимірюються. Ці задачі розв’язуються використанням блок-балансу із датчиками глибини та натягу і сельсинної передачі.

Блок-баланс складається з ролика для направлення та подачі кабелю у свердловину і підставки, яка встановлюється над устям свердловини і притискається до стола ротора буровим інструментом.

Застосовуються блок-баланси декількох типів для різних кабелів. Вони відрізняються в основному розмірами ролика та будовою кріплення до свердловини. Крім того, ролик для броньованого кабелю сталевий, а для кабелів із резиновою обмоткою – алюмінієвий.

На загальній осі з роликом блок-балансу насаджена шестерня, яка передає обертання датчику глибини. Співвідношення чисел зубів таке, що при проходженні через ролик блок-балансу 1 м кабелю ротор сельсинного механізму датчика глибини робить 4 обороти. Швидкість та глибина спуску кабелю визначається із числа обертів вимірювального підвісного блоку, на якому встановлений сельсин-датчик глибин. На контрольному пульті підйомника встановлений сельсин-приймач, який обертається синхронно із сельсин-датчиком.

Сельсинна (автосинхронна) передача складається як мінімум із двох ідентичних електричних механізмів - датчика та приймача, що представляють собою електродвигуни змінного струму з двополюсними статорами і трифазними роторами. Принципова схема сельсинної передачі показана на рис. 1.1.

.

СД –сельсин-датчик; СП - сельсин-приймач

Рисунок 1.1 – Принципова схема сельсинної передачі.

 

Якщо в деякий момент часу ротори датчика і приймача знаходяться в ідентичних положеннях, то в трьох з’єднуючих їхніх проводах електричний струм дорівнює нулю, так як збуджуючі в обмотках ротора електрорушійні сили (е.р.с.) однакові і протилежні за знаком. Якщо ж ротор датчика буде повернений на деякий кут, то е.р.с. у його обмотках зміниться і по проводах піде струм. Цей струм, пройшовши по обмотках ротора приймача, у взаємодії з магнітним полем статора створить обертовий момент, який буде обертати другий ротор. Дія обертового моменту продовжується до тих пір, поки струм знову не стане рівним нулю, тобто коли другий ротор стане в положення, ідентичне положенню першого ротора. Таким чином, обертання ротора датчика приводить до строго узгодженого обертання ротора приймача.

У сельсинній передачі паралельно можуть бути з’єднані декілька приймачів. Практично, при промислово-геофізичних дослідженнях свердловин, зв’язок датчика, встановленого на ролику блок-балансу, здійснюється з трьома приймачами:

- лічильником глибини у кабіні лебідчика;

- лічильником глибини на контрольній панелі лабораторії;

- стрічкопротяжним механізмом реєстратора.

Через наявність пружного подовження кабелю і можливості ковзання кабелю в жолобі ролика блок-балансу і діаграмного паперу в стрічкопротяжному механізмі реєстратора, дистанційна передача не завжди забезпечує достатньо добру відповідність масштабу глибини діаграми фактичним глибинам. Тому для внесення поправок у масштаб глибин діаграми на кабелі через 10 м встановлюються магнітні мітки.

Міткоуловлювач магнітних міток представляє собою соленоїд, який встановлюється на блок-балансі та фіксує проходження магнітних міток і передає відповідні сигнали на реєстратор.

Датчик натягу призначений для визначення натягу кабелю при спускопідйомних операціях. Сила, яка діє на динамометр, в даному випадку приблизно рівна 1/30 фактичного натягу кабелю в свердловині. На блок-балансах легкого типу динамометри вказують силу, яка рівна 1/10 натягу кабелю у свердловині.

Для перетворення змін опорів датчика натягу у покази вимірювального приладу служить схема, яка показана на рис. 1.2. Регулювання схеми проводиться при позиції “контр” на контрольній панелі. В даному положенні до схеми підключається замість реостата датчика еталонний опір R2; реостатом установка струму R4 встановлюються покази, які відповідають натягу при опорі датчика рівному еталонному (визначається експериментально, при відомих натягах кабелю).

 

Рисунок 1.2 – Принципова схема вимірювання натягу кабелю

 

В усіх промислово-геофізичних станціях прилади, які служать для контролю за рухом кабелю, змонтовані на спеціальних контрольних панелях, основними елементами яких є: лічильник глибини, покажчик швидкості руху кабелю, покажчик натягу кабелю.

Спуско-підйомні операції в свердловинах при геофізичних роботах здійснюються за допомогою спеціальних каротажних кабелів, що одночасно служать мірною стрічкою, лінією зв’язку між свердловинними приладами та наземною апаратурою, а також тросом для спуску і підйому свердловинних приладів. У зв’язку з цим до кабелів пред’являються особливі вимоги: вони повинні мати достатню міцність, гнучкість, мати невеликий електричний опір і високу ізоляцію струмопровідних жил.

Використовуються одножильні, трьохжильні та багатожильні кабелі, що за конструкцією поділяються на обмоткові, шлангові та броньовані. Тип кабелю, вибраного для роботи, залежить від геологічних і свердловинних умов.

Умови роботи кабелів дуже різноманітні. Навколишнє середовище, яке їх оточує, може характеризуватися високими температурами (до 200-250 °С) і тисками (понад 108 Па), наявністю хімічно агресивних речовин у промивній рідині, присутністю нафти і газу в стовбурі свердловини.

У трьохжильних кабелях з обмотковим і шланговим покриттям механічне навантаження несуть струмонесучі жили, у броньованих кабелях – верхня двошарова дротяна броня.

Кожному типу кабелю привласнений шифр, у якому перша літера К означає кабель, друга – число жил у кабелі (О-одножильний, Т - трижильний, С-семижильний), третя – матеріал оболонки (О-обмотковий, Ш-шланговий, Б-броньований), четверта і наступна літери – специфіку кабелю (Д-двох-броньований, Ф-фторопластова ізоляція, Т-теплостійкий, П-жила кабелю покрита поліетиленом), а цифра вказує на мінімальне розривне зусилля. Наприклад, КОБДФ-6 розшифровується в такий спосіб: кабель одножильний, броньований, двох-броньований, із фторопластовою ізоляцією та шеститонним розривним зусиллям. Виключення складають марки кабелю КПКО-2, КПКО-6 – кабель з поліетиленовою ізоляцією, каротажний одножильний, ККФБ-1, ККФБ-6 – кабель каротажний із фторопластовою ізоляцією, броньований, КПКТ – кабель з поліетиленовою ізоляцією, каротажний, теплостійкий.

Внутрішня будова геофізичних кабелів показана на рис. 1.3. В даний час найбільше поширення одержали броньовані кабелі, що дозволяють проводити усі види геофізичних робіт, виконувати їх в умовах великих температур і тисків і в свердловинах з високою густиною промивної рідини.

 

I, II, III – одно-, трьох- і семижильні броньовані кабелі.

1 – струмопровідна жила кабелю;2 – гумова ізоляція жили;

3 – зовнішнє покриття жили; 4 – заповнювач; 5 – зовнішня обмотка; 6 – зовнішнє гумове покриття; 7 – внутрішня броньована обмотка; 8 – зовнішня броньована обмотка

Рисунок 1.3 – Будова обмоткових (а), шлангових (б) і броньованих (в) кабелів

 

Для механічного й електричного з’єднання кабеля з свердловинними приладами або зондовими установками існують типові кабельні наконечники. Застосування типових кабельних наконечників забезпечує уніфікацію, взаємозамінність, надійність і швидкість перез’єднання свердловинних приладів у процесі робіт.

Ряд геофізичних робіт (термічні дослідження, виміри при роботі з радіоактивними ізотопами, визначення водонафтових контактів, перфорація свердловин та ін.) проводяться при герметизованому усті свердловин за допомогою спеціального приладу - лубрікатора. На рис. 1.4 зображений лубрікатор марки Л-4, який встановлюється на фланці арматури свердловини.

Каротажна лабораторія.До складу каротажної лабораторії входить вимірювальна і контрольна апаратура, яка призначена для перетворення і реєстрації сигналів, що надходять по лінії зв’язку від свердловинних приладів, та блоки живлення електричним струмом свердловинної і наземної апаратури.

Будову та призначення основних блоків лабораторії розглянемо на прикладі лабораторії каротажної самохідної ЛКС-7-02. Ця лабораторія призначена для проведення повного комплексу геофізичних досліджень свердловин і реєстрації даних каротажу в аналоговій формі.

Апаратура та обладнання лабораторії монтуються в спеціальному геофізичному кузові. Лабораторія розрахована на роботу спільно з каротажними підйомниками типу ПК-4 та СКП 4,5

Лабораторія ЛКС-7-02 забезпечує аналогову реєстрацію до восьми параметрів одночасно.

Для забезпечення реєстрації результатів каротажу в цифровій формі, яка буде використовуватись для обробки геофізичних даних на ЕОМ, у лабораторії передбачене підключення цифрового реєстратора типу ФОЗОТ.

Горизонтальний масштаб запису параметрів – 1:1; 1:5 та 1:25. Масштаб глибин – 1:1000; 1:500; 1:200; 1:100; 1:50 та 1:20.

Живлення лабораторії здійснюється через струменевий блок від промислової мережі з напругою (220±22) В частотою (50±2.5) Гц.

 

.

1-основа; 2-вимірювальний ролик; 3-приймальна камера; 4-кронштейн; 5-сальник; 6-верхній ролик; 7-кабель; 8-черв’ячне колесо із кронштейном для установки приймаючої камери.

Рисунок 1.4 – Загальний вид лубрікатора Л-4

Будова каротажної лабораторії.До складу лабораторії (рис. 1.5) входять наступні блоки:

1 - вимірювальний пульт частотної модуляції;

2 - змінні пульти;

3 - вимірювальний пульт радіоактивного каротажу;

4 - панель комутацій;

5 - осцилограф каротажний, або реєстратор “ФОЗОТ”;

6 - панель контролю каротажу;

7 -панель перемикання масштабів;

8 - уніфікований генератор;

9 – уніфіковане каротажне джерело живлення;

10 - блок керування свердловинними приладами;

11 - змотувальний пристрій.

 

 

ДГ – датчик глибин; ДНК – датчик натягу кабелю;

М –магнітоуловлювач; К – каротажний кабель

Рисунок 1.5 – Блок-схема лабораторії ЛКС-7-02

 

Апаратура лабораторії розміщена в трьох стійках.

Зв’язок між стійками та складовими частинами лабораторії, що розміщені поза стійками, здійснюється за допомогою з’єднувальних кабелів. Під’єднання зондових пристроїв та комутація комплекту апаратури здійснюється на панелі комутації.


Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 277;