Спуско-подъемные устройства и оборудование

Для спуска скважинных приборов в зондов в скважину применяются каротажные кабели, которые направляются в нее через блок-баланс и приводятся в движение лебедкой. Каротажный кабель одновременно служит и для электрического соединения схем наземной и скважинной аппаратуры, а также для определения глубины нахождения датчика измеряемых величин.

Каротажный кабель состоит из одной или нескольких токопроводящих жил, которые запрессовываются обычно в резиновую или теплостойкую изоляцию, н защитного покрова из резинового шланга, хлопчатобумажной противогнилостной оплетки или проволочной брони, предохраняющей кабель от механических повреждений. Жила кабеля состоит обычно из скрученных стальных и медных проволок. Кабели различаются по диаметру, массе (отрезка длиной 1км), разрывному усилию, типу покрытия, электрическому сопротивлению жилы, и как следствие действия всех этих параметров, по максимальной глубине исследования скважин.

Кабели обозначаются буквами и цифрами. После первой буквы «К», означающей «Каротажный», следует буква, показывающая количество токоподводящих жил: одна («О»), три («Т»), семь («С»). Третья буква означает наличие хлопчатобумажной оплетки (О), шланга (Ш) или металлической брони (Б). Четвертая буква (если она имеется) характеризует кабели, применяющиеся в специфических, обычно сложных условиях эксплуатации: Н - нефтестойкий, Т - теплостойкий, Ф - фторопластовое покрытие в целях теплостойкости, Д -наличие двойной брони одножильного кабеля. Цифра в обозначении кабеля означает разрывное усилие кабеля в тоннах. Для каротажа глубоких (обычно нефтяных) скважин применяются обычно бронированные кабели с малым диаметром (8—16 мм) и большим разрывным усилием и, при необходимости, имеющие нефтестойкое и теплостойкое покрытие. При каротаже неглубоких (рудных и угольных) скважин применяются кабели в шланге или оплетке с небольшим разрывным усилием.

Каротажные кабели наматываются на барабан лебедки, с помощью которой осуществляется размотка и смотка кабеля и его перемещение по скважине с определенной скоростью. Лебедка для каротажа мелких скважин (100—200 м) состоит из барабана с ручным приводом и храповым устройством, автоматически останавливающим вращение барабана при подъеме кабеля. Лебедки для исследований на больших глубинах имеют более сложную конструкцию. Они имеют привод от коробки отбора мощности автомашины. Имеются рычаги для управления процессом размотки и намотки кабеля, регулирования спуска и подъема, а также автоматический кабелеукладчик. Работой лебедки управляет высококвалифицированный рабочий-лебедчик. Перед ним расположен пульт ее управления. На пульте имеются приборы, показывающие глубину, нахождения скважинного прибора, скорость перемещения кабеля и его натяжение. Каждая лебедка снабжена коллектором, с помощью которого жилы кабеля подключаются к проводам, идущим от аппаратурного стенда станции. В станциях с раздельной установкой аппаратуры и снуско-подъемного механизма лебедка установлена на специальной автомашине подъемника. В подъемнике, как и в лаборатории, установлено переговорное устройство для согласования действий оператора и лебедчика.

На устье скважины в целях преобразования горизонтального перемещения кабеля в вертикальное и центрирования спуска кабеля устанавливается блок-баланс. Он представляет собой ковш установленный на раме. По вогнутой поверхности ролика перемещается кабель. На щеку ролика устанавливают датчик глубин (сельсин-приемник). Другой сельсин установлен на пульт управления лебедки в счетчике глубин, третий - на оси редуктора двигателя лентопротяжного механизма. Каждый оборот оси ролика блок-баланса вызывает одновременный оборот оси датчика глубин на панели лебедчика, панели контроля каротажа и ведущего вала редуктора лентопротяжного механизма. Диаметр ролика и система шестерен редукторов подобраны таким образом, что счетчики глубин отмечают расстояние перемещения кабеля по скважине в метрах. Для более точной привязки глубины записи с помощью намагничивающего устройства наносят на кабель магнитные метки. Для считывания меток на блок-балансе устанавливают магнитный меткоуловитель. При прохождении магнитной метки через него на ленте регистратора перо делает отброс или гальванометр наносит линию метки. Метки на кабеле устанавливают через 10м.

К кабелю с помощью стандартных соединительных разъемов (полумуфт) подключаются зонды электрического каротажа или скважинные приборы. При сложных технических условиях скважин (при высоком удельном весе бурового раствора и т. д.) к зондам подсоединяются металлические грузы. Они облегчают спуск кабеля, предохраняют его от скручивания.

IV. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В СКВАЖИНАХ

Перед началом каротажных работ проверяют надежность изоляции электрических цепей, а также исправность токовых, измерительных и вспомогательных цепей станций.

Корпус лаборатории должен быть хорошо изолирован по отношению к силовой, токовой и измерительной цепям, а корпус лебедки - по отношению к контактам коллектора. В случае их ненадежной изоляции кривые каротажа будут искажены утечками тока. Утечки из обмоток силового трансформатора и питающей цепи создают опасность для работы персонала станции. Утечки в измерительной цепи ведут куменьшению величины измеряемого сигнала и искажению их формы. Минимально допустимые величины сопротивления изоляций различных цепей станции приводятся в инструкциях по станциям и приборам.

Сопротивление изоляции проверяют с помощью мегометра.

Токовая цепь считается исправной, если в питающую линию АВ поступает ток необходимой величины.

Во время проверки измерительных цепей станций с фотозаписью проверяют работу осветителей, устанавливают нулевое положение бликов гальванометров. Для проверки чувствительности (постоянной по напряжению т) измерительных каналов в них подают калиброванную разность потенциалов DU_К от ГКП, высокоточных милливольтметров или шунта. Отклонение пишущего устройства I при этом должно соответствовать отношению DU_K/m. Если это соответствие не наблюдается, то путем изменения силы тока в компенсационной цепи (в станциях с потенциометрической записью) или путем регулирования общего сопротивления измерительной цепи (в станциях с фотозаписью) добиваются необходимого отклонения пишущего устройства.

Важным моментом настройки измерительных каналов является проверка возможности установки масштабов записи. Постоянная по напряжению т измерительного канала соответствует масштабу записи кривой ПС.

Масштаб М записи кривых КС определяется формулой

Формула показывает, что для установки заданного масштаба М_кс можно изменять ток или постоянную по напряжению. В станциях, где сила тока стабилизирована, масштаб записи кривой КС устанавливают путем регулировки постоянной по напряжению. В других станциях измерительный канал подключают к контрольному шунту R₀, что эквивалентно помещению зонда в среду с известным удельным сопротивлением.

Разность потенциалов DU₀, поступающая с контрольного шунта, равна

Следовательно,

Если действительное отклонение пишущего устройства не будет равно вычисленному l по формуле, то его устанавливают путем плавного изменения тока в питающей цепи или постоянной по напряжению. Отношение K/M = S называется чувствительностью измерительного канала по эквивалентному сопротивлению, оно измеряется в сантиметрах на 1 Ом.

При регистрации тока в методе МСК путем записи сигналов с контрольного шунта масштаб записи тока М = 1/1. Поскольку IRо = 1т, то необходимое отклонение l устанавливают, изменяя ток или постоянную по напряжению т.

В аппаратуре бокового и индукционного каротажа масштаб записи, устанавливают с помощью стандарт-сигнала, эквивалентного известной величине r_к.

Подготовка вспомогательных устройств заключается в проверке работы сельсинной передачи, меткоотбивателя, системы привода лебедки, переговорного устройства.

Перед проведением каротажных работ лабораторию и подъемник станции устанавливают на ровной площадке около устья скважины и заземляют. Ось вращения лебедки должна быть перпендикулярна к направлению на скважину. Осуществляют монтаж схемы внешних подключений станции, жил кабеля и заземлений N (В) на поверхности в зависимости от вида предполагаемого каротажа и конструктивных особенностей применяемой станции. Электрический каротаж выполняют при подъеме зонда или скважинного прибора, поэтому вначале его спускают на кабеле. При спуске и подъеме кабеля все его точки, находящиеся в скважине, должны перемещаться с одинаковой скоростью. При резком торможении во время спуска или увеличении скорости подъема может произойти обрыв кабеля. В случае резкого увеличения скорости спуска может возникнуть прихват кабеля в скважине.

Спуск бронированного кабеля, имеющего большой удельный вес, осуществляется со скоростью до 5000—6000 м/ч. Скорость спуска оплетенных и шланговых кабелей с небольшим удельным весом, который близок к удельному весу бурового раствора, снижается до 500—200 м/ч.

Скорость регистрации кривых электрокаротажа определяется сложностью геологического разреза, детальностью исследований и техническими возможностями аппаратуры. В общем случае она не должна быть больше максимально допустимой скорости. За максимально допустимую принимается такая скорость, когда расхождения в амплитудах аномалий на кривых, зарегистрированных с этой и в два раза меньшей скоростью против пластов, подлежащих изучению, не превышают допустимых для каждого метода погрешностей измерений.

Масштабы глубин выбираются обычно равными масштабам построения геологических разрезов или крупнее их.

Масштабы регистрации кривых различных видов каротажа подбирают, исходя из требований технической инструкции по каротажу с учетом особенностей и сложности геологического разреза. Основное стремление при выборе оптимальной величины масштабов выражается в том, чтобы получить возможно наибольшую дифференциацию различных по литологическому составу пластов.

Для контроля стабильности масштаба регистрации кривой ПС перед началом и после каротажа скважины записывают передаваемый с ГКП градуированный сигнал, равный 100 (для масштабов 25 и 50 мВ/2 см), 40 (для масштаба 10 мВ/2 см) и 20 мВ (для масштаба 5 мВ/2 см).

При записи кривых КС и r_р в начале и конце регистрации, а также при смене масштаба записи записывают следующие сигналы:

а) положение нулевой линии (при работе с аппаратурой на трехжильном кабеле) или нуль-сигнала (для аппаратуры на одножильном кабеле);

б) отклонение пишущего устройства от контрольного шунта (для аппаратуры на трехжильном кабеле) или .стандарт-сигнала (для аппаратуры на одножильном кабеле);

в) положение границы перехода с линейной шкалы на шкалу масштабную (для аппаратуры с потенциометрической записью).

До и после проведения индукционного каротажа скважины при нахождении зонда в воздухе записывают нулевое положение пишущего устройства и его отклонение при одетом на зонд градуировочном кольце и снятом (или стандарт-сигнал). При нахождении зонда в скважине до проведения каротажа записывают положение нуля регистратора и стандарт-сигнал. После выполнения каротажа записывают положение нуля, стандарт-сигнал и отклонение пишущего устройства регистратора против опорного высокоомного пласта (r_к > 2000 Ом-м) мощностью более 5 м.

Для контроля качества записи выполняют контрольные повторные записи в интервале не менее 50 м скважины, что позволяет оценить погрешность измерения параметров и погрешность привязки по глубине. При повторных исследованиях скважин допускается расхождение в определении глубин в размере 1-1,5% от глубины скважины.

Каротажные диаграммы, полученные на потенциометре, поступают в обработку непосредственно после записи, диаграммы фоторегистраторов предварительно проявляют. На диаграммах заполняют штамп, в котором указывают наименование организации, выполнявшей каротаж, глубину и диаметр скважины, режимы записи с аппаратурой и другие данные.

На диаграммах с помощью линий меток разбивают шкалу глубин и шкалу масштабов записи.