Унифицированный комплекс управляемых модулей «Уникум» Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

УДК 550.832 А.Н. Петров

НППГА «Луч», Новосибирск

УНИФИЦИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС УПРАВЛЯЕМЫХ МОДУЛЕЙ «УНИКУМ»

A.N. Petrov

Scientific-Production Enterprise of Geophysical equipment «Looch»

THE UNIFIED COMPLEX OF STEERABLE MODULES «UNIKUM»

The complex is designed for surveying the open boreholes of the vertical and directional wells, being drilled for oil and gas.The complex comprises the telemetry module connected directly to the wireline, and the series of measuring modules that provide acquisition using electric, electromagnetic, radiation, and other methods.The command and data transfer between the telemetry module and the measuring modules is performed through the internal by-pass bus.

Назначение комплекса и задачи разработки

Комплекс «УНИКУМ» предназначен для исследования открытого ствола вертикальных и наклонно-направленных скважин, бурящихся на нефть и газ, как при спуске, так и при подъёме комплекса.

Разработка комплекса базируется на концепции модульного построения комплексной аппаратуры, включающей:

1. Кабельную телеметрию типа «Манчестер-2», согласованную с наиболее массово применяемыми каротажными станциями.

2. Наличие единого общего модуля телеметрии, находящегося всегда сверху связки, имеющий сверху стандартный стыковочный узел под трёхконтактную кабельную головку.

3. Наличие транзитных линий связи и питания во всех измерительных модулях.

4. Межмодульный интерфейс RS-485 с гальванической развязкой.

5. Количество модулей в связке определяется решаемой геологической задачей с учётом их совместимости и точек записи.

6. Унифицированные узлы соединения с обеспечением «гибкости» в местах соединения в пределах 5-7°.

7. Механическое соединение модулей с помощью накидных гаек.

8. Электрическое соединение через разъём СН-47-7, обеспечивающий межмодульную гидростатическую развязку при аварийной разгерметизации одного из модулей.

9. Электрическую изоляцию общего провода, шасси и экранов от корпусов приборов;

10. Наличие датчика натяжения кабеля, датчика давления и акселерометра в модуле телеметрии;

11. Отсутствие на измерительных модулях центраторов для обеспечения возможности работы через буровой инструмент.

12. Наличие во всех модулях одного или более термометров для измерения температуры внутри корпуса.

13. Унификация разрабатываемых модулей (кроме модуля телеметрии) для дальнейшего создания на базе комплекса «УНИКУМ-73» автономного комплекса «АЛМАЗ-3».

14. Сборка комплекса должна проводиться либо на мостках, либо на клиньях помодульно с использованием специальной фиксирующей плиты.

Состав комплекса и реализуемые методы

Состав комплекса представлен в таблице, а взаимное расположение модулей и электродные системы с указанием расстояния для токовых электродов А до измерительного электрода М отображены на рис. 1.

Наименование модуля Измеряемые параметры (зонды) Диапазон измер. Погрешность

МТМ Естественное гамма-излучение 0-250 мкР/ч 15%

УЭС бурового раствора 0,2-20 Ом-м 5%

Давление 0-80 МПа 0,5%

Натяжение кабеля 0-10 тс

ННКТ Нейтрон-нейтронный каротаж двумя зондами по тепловым нейтронам Кп= (1-40) % 4+2-(40/Кп-1) %

БК Зонд 0,4 м 0,2-10000 Ом-м 5 %

Зонд 1,0 м

ВЭМКЗ Фазы зондов: DF05, DF06, DF07, DF08, DF10, DF11, DF14, DF16, DF20 0,2-200 Ом-м 5+20- р/рв, %

Амплитуды зондов: DA05, DA06, DA07, DA08, DA10, DA11, DA14, DA16, DA20, AG05, AR05

БКЗ A 0,2 M 0,1 N 0,2-5000 Ом-м 2,5+ 0,004- рв/р, %

А 0,4 М 0,1 N

A 1,0 M 0,1 N

A 2,0 M 0,5 N

A 4,0 M 0,5 N

N 0,5 M 2,0 A

N 13 M 0,5 A 0,2-1000 Ом-м

Инклинометр Зенитный угол 0-180° 20'

Азимут 0-360° 0,5°

Апсидальный угол 0-360° 2°

Температура бурового раствора 0-150° 0,0025°

ПС ±1,25В 1%

Источник

Модуль

ННКТ

Модуль БК

Э2

Э1

AG

31

32

Модуль

ВЭМКЗ

AG,2

G,1N

G,SN

NG,S

M

2,GA

Модуль телеметрии

— Ч

Рис. 1. Компоновка

Основное комплекса от уже 13 N большая интеграция позволяющая различные методы наиболее

распространённые методы каротажа) в небольшой по длине котором вместо «кос» используются стеклопластиковые модулей. При этом возможность комплектации нужными для

конкретного случая измерения. модулем является телеметрии.

например, такой м ВЭМКЗ 0,5 А

(высокочастотного

электромагнитного ;! инклинометра каротажа)

является изолирующей

проставкой для расположенного

ниже модуля БК, диамагнитной проставкой для инклинометра, и, кроме этого, металлический кожух модуля ВЭМКЗ одновременно является экранирующим электродом прибора БК.

Наличие внутренней сквозной достаточно быстродействующей шины для обмена данными (по интерфейсу RS-485 со скоростью передачи 115 200 бит/сек) позволяет создать распределённую измерительную систему с возможностью передачи всех сигналов и напряжений всего по 7 проводам с использованием в стыковочных узлах 7-контактных герметичных разъёмов. При этом для некоторых методов отдельные измерительные узлы находятся в различных модулях, что и позволило при длине каждого модуля не более 4 м реализовывать такие методы, как БКЗ, традиционно требующие большой длины измерительного комплекса.

A4,G

A2,G

A1,G

AG,4

Карданная

проставка

Модуль БКЗ

комплекса

отличие данного существующих -модулей, объединить (включая

электрические относительно комплекс, в традиционных

корпуса сохранена свободной комплекса каждого методами Обязательным только модуль Одновременно, модуль, как

Впервые в составе

комплекса в модуле ВЭМКЗ кроме измерения разности фаз сигналов на приёмных катушках реализовано измерение

отношение амплитуд сигналов для тех же катушек (DA05, DA06, DA07, DA08, DA10,

DA11, DA14, DA16, DA20), а также амплитуда на

генераторной и дальней

приёмной катушек короткого зонда 0,5 м, нормированные на значения в воздухе. На рис. 2 приведена диаграмма каротажа границы вода-воздух в

Рис. 2. Показания модуля ВЭМКЗ в баке испытательном баке (УЭС воды

составляет 1 Ом-м) для

отношений амплитуд.

Испытание комплекса Испытание комплекса «УНИКУМ» проводилось на базе ОАО НШДА «Луч», модуль ННКТ калибровался в центре метрологии и сертификации ОАО «Газпромгеофизика» (г. Раменское). Затем испытания комплекса были продолжены в г. Нижневартовске, вначале в геофизической мастерской лаборатории (ГМЛ) центра метрологических исследований ОАО

«Нижневартовскнефтегеофизика», потом был проведён пробный каротаж на Колтогорском месторождении в скважине № 141П. На рис. 3 показан момент подъёма комплекса к устью скважины.

Комплекс был подключен к станции «Кедр». Были сделаны две записи на Рис. 3. Испытание комплексаподъёме и сравнительная запись

приборами комплекса «ЛОГИС».

Все модули комплекса отработали без замечаний, Полученная информация сопоставима с материалами стандартных методов.

© А.Н. Петров, 2008