лабараторная. Лабораторная работа 3 т ема Геофизическая аппаратура и оборудование
 Скачать 455.18 Kb.
|
|
Лабораторная работа 3 Тема: Геофизическая аппаратура и оборудование Цель: Ознакомление с геофизической аппаратурой и оборудованием Теоретическая часть. Спускоподъемные операции в скважинах при геофизических работах проводятся с помощью специальных геофизических кабелей. Геофизический кабель объединяет в себе механическую и электрическую линии связи между скважинным прибором или зондом и наземными блоками геофизической аппаратуры. С помощью кабеля осуществляются спуско - подъемные операции со скважинными приборами, питание их электрическим током, передача измерительной информации в наземные блоки, а также определение глубин при геофизических исследованиях скважин. Условия работы кабелей весьма разнообразны. Окружающая их среда может характеризоваться высокими температурами (до 200—250 °С) и давлениями (свыше 100 МПа), наличием химически агрессивных веществ в промывочной жидкости, присутствием нефти и газа в стволе скважины и неравномерностью сечения ствола необсаженной скважины. В соответствии с этими функциями геофизический кабель должен удовлетворять следующим требованиям: 1) иметь высокую механическую прочность, позволяющую выдерживать собственную массу, массу скважинных приборов и грузов, а также перегрузки, возникающие при возможных прихватах скважинных приборов, или при изменении скорости их перемещения в скважине; характеризоваться высокой абразивной износоустойчивостью; 2) обладать хорошими электрическими характеристиками, позволяющими обеспечивать высокую точность результатов измерения физических величин в скважинах; 3) не иметь остаточных удлинений и не раскручиваться при натяжении в скважине. Многожильные геофизические кабели, кроме того, должны быть геометрически симметричны во избежание возникновения индуктивных помех. Геофизические кабели включают следующие элементы (рис. 1): а) одну или несколько токопроводящих жил; б) изоляционное покрытие; в) защитную оболочку. Геофизические кабели, выпускаемые отечественной промышленностью, классифицируются по характеру защитной оболочки (кабели в оплетке, из волокнистого материала, в шланговой оболочке, в проволочной броне), числу токопроводящих жил (одножильные, трехжильные, семижильные, радиочастотные), типу изоляционного покрытия и нагревостойкости (до 90, 180 и 250°С). В зависимости от типа кабеля токопроводящие жилы скручены из медных проволок или выполнены биметаллическими, скрученными между собой стальными и медными проволоками. Каждая жила изолирована несколькими слоями специальной резины или пластмассы (фторопласт, полиэтилен). Жилы многожильных кабелей скручены между собой, а пространство между ними заполнено хлопчатобумажной пряжей для придания скрутке цилиндрической формы. Поверх, скрученных жил, или слоя изоляции (для одножильных кабелей) уложена оплетка из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом. Наружная оболочка кабеля выполняет несколько функций: защищает жилы кабеля от механических повреждений, служит основным грузонесущим элементом. В бронированном кабеле наружная оболочка является дополнительной токопроводящей линией. Обычно ее изготавливают из двух повивов (слоев) стальной оцинкованной проволоки, уложенных во избежание раскручивания в противоположных направлениях. Бронированные кабели обладают по сравнению с кабелями в шланге и оплетке более высокой механической прочностью, большим удельным весом, способствующим хорошей проходимости их в скважинах, заполненных тяжелой и вязкой промывочной жидкостью; меньшим диаметром, позволяющим размещать на лебедке самоходного подъемника большее количество кабеля и тем самым исследовать скважины значительной глубины.  Рис. 1. Устройство оплёточных (а), шланговых (б) и бронированных (в) кабелей: I, II, III – одно, - трёх и семижильные бронированные кабели; 1 – токопроводящая жила кабеля; 2 – резиновая изоляция жилы; 3 – внешнее покрытие жилы; 4 – заполнитель; 5 – внешняя оплётка; 6 – внешнее резиновое покрытие; 7 – внутренняя бронированная оплётка; 8 – внешняя бронированная оплётка. Шланговые и оплетенные кабели в настоящее время применяются только для исследования неглубоких скважин различного назначения. В трехжильных кабелях с оплеточным и шланговым покрытием основную механическую нагрузку несут токонесущие жилы, в бронированных кабелях — верхняя двухслойная броня. Для механического и электрического соединения кабеля со скважинными приборами или зондовыми установками применяются типовые кабельные наконечники с головками или полумуфтами. Кабельные наконечники и полумуфты бывают двух типов — для бронированных и небронированных кабелей. Применение типовых кабельных наконечников обеспечивает унификацию, взаимозаменяемость, надежность и быстроту пересоединения скважинных приборов в процессе работ. Каждому типу кабеля присвоен шифр, в котором первая буква (К) означает «кабель», вторая (Г) - «геофизический», цифра (1,3,7)—число жил в кабеле, следующее двухзначное число — разрывное усилие кабеля в килоньютонах (кН), второе число — теплостойкость кабеля в °С. Например, КГ1-24-180 расшифровывается следующим образом: кабель геофизический, одножильный, номинальное разрывное усилие 24 кН, максимальная рабочая температура 180°С. Буквы в конце шифра означают: «Ш» — шланговая оболочка; «М» — маслостойкий; «ВО» - в оплетке из волокнистого материала, например КГЗ-70Ш, КГЗ-18-70ШМ. Для обеспечения спуска и подъема кабеля в скважину блок-баланс преобразует горизонтальное движение кабеля ввертикальное (рис. 2). Чаще всего применяют рамочные и подвесные блок - балансы Применяются блок- балансы для оплеточных, шланговых и бронированных кабелей. При проведении геофизических исследований в скважинах с необорудованным устьем используют блок- балансы, которые закрепляют на фланце обсадной колонны или ввинчивают в муфты бурильных труб. Основным элементом блок- баланса является мерный ролик.  Рис. 2. Рамочные (а) и подвесные блок - балансы (б) К геофизической аппаратуре относятся наземные геофизические измерительные каротажные лаборатории и скважинные геофизические приборы. Геофизическое оборудование обеспечивает электрическую и механическую стыковку скважинной и наземной аппаратуры посредством кабеля, спуск и подъем скважинных приборов и аппаратов с помощью подъемника, блок-баланса и других вспомогательных приспособлений. Геофизические измерительные лаборатории, называемые в некоторых случаях станциями, по способу регистрации геофизической информации подразделяются на аналоговые, аналогово-цифровые, цифровые и компьютизированные. Лаборатории предназначены для выполнения следующих работ: геофизических исследований разрезов нефтяных, газовых, угольных и рудных скважин (лаборатории ЛКЦ7-02, СК-1, АЭКС и др.); контроля разработки месторождений нефти и газа и изучения технического состояния скважин (лаборатории АИСТ, КОМПАС); геолого-технологического контроля и исследований скважин в процессе бурения (лаборатории АСПБ, «Геотест-1», АГКС-4АЦ); опробования и испытания пластов, отбора образцов пород приборами на кабеле (лаборатория СПЛ); прострелочно-взрывных работ в скважинах (лаборатория ЛПС); геофизических исследований и контроля технического состояния скважин, бурящихся на воду (лаборатория СКВ-69); и  нженерно-геологических изысканий.Геофизическая лаборатория состоит из следующих основных узлов (рис. 3) : 1) измерительной схемы; 2) блока питания скважинных приборов и наземной аппаратуры; 3) силового блока, обеспечивающего питание скважинных приборов и наземного принимающего устройства; 4) регистратора для фиксации геофизической информации; 5) вспомогательного блока для контроля скорости движения кабеля, его натяжения, глубины спуска приборов и аппаратов и для связи с кабиной подъемника и устьем скважины; 6) комплекта соединительных проводов для связи лаборатории с подъемником, блок-балансом и для заземления.
Спуско - подъемное оборудование монтируют либо совместно с измерительной аппаратурой (станцией) на одном автомобиле либо на отдельном автомобиле, называемым подъёмником. Основные каротажные подъемники ПК-1, ПК-2, ПК-4 и ПК-С. Наиболее распространенным самоходным каротажным подъемником для исследования глубоких скважин является подъемник ПК-4 (рис. 4). На шасси автомобиля 1 смонтирован кузов 2 из армированного пенопласта, разделенный перегородкой 5 на две части: лебедочное отделение 6 и кабину лебедчика 3. В лебедочном отделении установлена лебедка 7 с кабелем. При транспортировке подъемника в лебедочном отделении также крепятся блок-баланс, подвесной ролик, направляющий ролик и скважинные приборы. Из кабины лебедчика осуществляется управление спуско-подъемными операциями. Здесь установлена контрольная панель лебедчика 4, органы управления лебедкой, дублеры управления двигателем автомобиля и приводом лебедки и штурвал для корректировки укладчика кабеля. Применяется при геофизических работах в скважинах глубиной до 7000 м с одножильным бронированным кабелем.  Рис. 4. подъёмник ПК-4 Подъемники обеспечивают перемещение кабеля со скоростью от 50 до 10000 м/ч. Перемещение скважинного прибора в скважине (спуск и подъем) производится с помощью лебедки, на которой намотан каротажный кабель. В зависимости от предельной глубины исследований применяют лебедки различной конструкции. Основными частями лебедки являются рама (основание лебедки), барабан, на который намотан кабель, привод для вращения барабана, укладчик кабеля, коллектор, тормозная система. Барабан лебедки, выполняемый, как правило, из немагнитной стали для предотвращения намагничивания кабеля, состоит из цилиндра (бочки), на который наматывается кабель, и двух щек. На одной из щек барабана смонтировано колесо цепной передачи, с помощью которой барабан соединяется с приводом лебедки. Привод лебедок тяжелого типа обычно осуществляется от двигателя автомобиля, на котором она монтируется. Для передачи вращения от двигателя к барабану лебедки служит коробка отбора мощности. Для подсоединения измерительной цепи к жилам кабеля на лебедках устанавливаются коллекторы. Коллектор лебедки обычно состоит из подвижной части, связанной с барабаном лебедки, и неподвижной части — корпуса, закрепленного на раме лебедки. На одной из этих частей (обычно на подвижной) имеются изолированные металлические кольца, по которым скользят щетки. К кольцам подведены жилы кабеля; от щеток идут выводы на измерительную схему. Коллекторы лебедок бывают дисковые и цилиндрические. Широкое применение в последнее время нашел маслонаполненный цилиндрический коллектор КМ-7. Задание 1. Ответить на тестовые вопросы, представленные в текстовом приложении 1 к лабораторной работе 3. Ответы находить в теоретической части к лабораторной работы, в презентации. Задание 2. Сделать в ручном варианте цветные рисунки поперечных разрезов различных типов геофизических кабелей (с условными обозначениями). При защите лабораторной работы знать ответы на тестовые вопросы. |