Кавернометрия. Настройка и градуировка каверномера
 Скачать 1.58 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский горный университет Кафедра геофизики ОТЧЁТ По дисциплине Промысловая геофизика (наименование учебной дисциплины, согласно учебному плану) Лабораторная работа №1 Тема работы: «Настройка и градуировка каверномера» Выполнил: студент гр. ДГ-18 Касымов М. (шифр группы) (подпись) (Ф.И.О) Проверил: доцент Горелик Г.Д. (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2022 Цель работы Осуществление настройки и градуировки каверномера по эталонным значениям диаметров колец. Краткие теоретические сведения Кавернометрия (КМ) заключается в измерении среднего диаметра буровой скважины. Дело в том, что фактический диаметр скважины не всегда определяется диаметром бурового наконечника (долота). Так, на хрупких породах (ископаемых углях, например), в зонах дробления диаметр скважин увеличивается по сравнению с номинальным dн; из-за выкрашивания и вывалов пород в скважине образуются каверны. Каверны образуются и в глинистых пластах из-за размывания глин в процессе бурения. Уменьшение диаметра по сравнению с номинальным наблюдается обычно против пластов-коллекторов. Благодаря хорошей проницаемости в них задавливается буровой раствор. Из-за малого диаметра пор в пласт проникает только фильтрат (жидкая основа) бурового раствора, а глина оседает на стенках скважины, образуя глинистую корку, которая уменьшает диаметр скважины. Знание диаметра скважины необходимо для решения как технических, так и геологических задач. Так, например, знать диаметр скважины нужно для того, чтобы правильно установить обсадную трубу в скважине, рассчитать объем цемента, необходимого для закрепления обсадных колонн, правильно выбрать скважинные приборы для каротажа. Знание диаметра скважины необходимо при количественной интерпретации результатов таких методов, как КС, БКЗ, БК, ИК, ГК, НГК и др., а также для литологического расчленения разреза. Аппаратура и оборудование Приборы для измерения диаметра скважины называются каверномерами. Они бывают различными по конструкции: рычажными, фонарными, управляемыми и неуправляемыми. В любом случае в них имеется какой-то следящий механизм, скользящий по стенке скважины, и преобразователь положения этого механизма в электрический сигнал, чаще всего, посредством изменения активного сопротивления электрической цепи. В качестве примера представим рисунок рычажного каверномера:  Рисунок 1 – Устройство каверномера рычажного типа К корпусу этого скважинного прибора крепятся на шарнирах 3 подпружиненных рычага, образующих следящий механизм. Нижние концы рычагов скользят по стенке скважин. Один из рычагов управляет ползунком переменного сопротивления Rd, два других служат для центрирования каверномера по оси скважины (поэтому измеряемый параметр и характеризует средний диаметр скважины). Перед спуском такого каверномера в скважину его рычаги прижимаются к корпусу и удерживаются в этом состоянии с помощью специального чашеобразного замка, который по достижении снарядом забоя раскрывают посредством специального электромагнита, на который подают питание с поверхности. Каверномер фонарного типа (рисунок 2) не нуждается в замковом устройстве, конструкция его рычагов, на виде сбоку напоминающих китайский фонарик, обеспечивает ему хорошее прохождение как вверх, так и вниз по скважине. На этом же рисунке изображена электрическая схема измерений с каверномером.  Рисунок 2 – Схема измерений со скважинным каверномером и пример записи результатов градуировки каверномера Перед спуском прибора в скважину выполняют градуировку прибора. Для этого на концы рычагов одевают кольца известного диаметра, и соответствующие им показания регистрирующего прибора записывают на диаграммной ленте в виде своеобразных ступенек. Масштаб записи регулируют посредством изменения питающего тока. Современные каверномеры имеют абсолютную погрешность порядка ±0,5 см, микрокаверномеры – до ±0,1 см. Настройка и градуировка каверномера В данной лабораторной работе был использован рычажный каверномер КМ-10У с регистратором “Вулкан”. Представим схему соединения каверномера с регистратором:  Рисунок 3 – Подключение каверномера к регистратору “Вулкан” Перед началом подключения необходимо “прозвонить” провода, которыми будем подключать каверномер с регистратором. “Прозвонка” осуществляется мультиметром для проверки целостности проводов. Внутри каверномера трехжильный кабель и четвертая жила находится непосредственно на корпусе. Жилы нумеруются по часовой стрелки от выемки на корпусе (рис. 4).  Рисунок 4 – Нумерование жил каверномера Необходимо по номерам подсоединить каверномер с регистратором, то есть 1 жилу соединить проводом с 1 входом, 2 жилу – со 2 входом и так далее по всем 4 жилам, как показано на рисунке 3. Далее работа переносится непосредственно в ПК ПО “Регистрация”. Первым делом необходимо подключить планшет, который будет иметь такое же название, как и каверномер, то есть “КМ-10У”. Вторым шагом проверяется питание прибора, то есть необходимо с помощью программы раскрыть рычаги:  Рисунок 5 – Управление прибором Раскрытие рычагов осуществляется до тех пор, пока значение силы тока не начнет расти. После визуального подтверждения этого факта, переключаем в режим “Измерение”. Третьим шагом необходимо провести градуировку прибора:  Рисунок 6 – Градуировка каверномера Для градуировки будут использоваться кольца диаметрами 90, 155, 240 мм. Калибровка проводится в следующей последовательности: Устанавливаем прибор на калибровочное кольцо с диаметром, соответствующим значению во второй колонке “Физическое значение” таблицы (цифра 3 на рис. 6); Устанавливаем время опроса и нажимаем кнопку “Старт” (цифра 1 на рис. 6) и дожидаемся окончания замера; Увеличиваем шаг калибровки на 1 значение (цифра 2 на рис. 6); Повторяем пункты 1-3 по порядку. Всего будет 6 шагов калибровки: от самого наименьшего диаметра кольца до наибольшего и наоборот:  Рисунок 7 – Шаги калибровки По итогу калибровки можем посмотреть график калибровки, нажав на “Просмотр” (цифра 4 на рис. 6). В ходе лабораторной работы график калибровки выглядит следующим образом:  Рисунок 8 – График зависимости физических значения диаметров от условных единиц прибора После градуировани каверномера можем проводить замеры неизвестного диаметра кольца. В итоге диаметр неизвестного кольца dк = 135,7 мм. Вывод В ходе лабораторной работы были закреплены цели и задачи кавернометрии, принцип данного метода. Изучены различные виды каверномеров. Работа выполнялась с помощью каверномера КМ-10У. Была произведена градуировка данного прибора. По полученным данным вычислено значение неизвестного диаметра кольца: dk=135,7 мм. |