Геофизические лаборатории «Кедр» и «Карат»

Каротажные лаборатории «КЕДР-02»

Представляют собой серию компьютеризованных каротажных лабораторий, предназначенных для проведения комплексных геофизических исследований в процессе разведки, бурения, освоения и эксплуатации скважин. Лаборатории обеспечивают прием и обработку информационных сигналов от скважинной аппаратуры без наземных панелей.

Лаборатория работает с сельсином или датчиками глубины импульсного типа (Кедр ДГИ-1, ЛОТ 8М и др.), датчиком меток глубины (типа ДМГ-1), с коррекцией по магнитным меткам и ролику. К ней может быть подключен датчик натяжения кабеля (ДНК-2 или др.).

Лаборатория обеспечивает проведение ГИС методами ГК, НК-Т, ИННК-Т, ЭК, АК, ИК, ГГК-П, термометрии, профилеметрии, инклинометрии и др. совместно с целым набором современных скважинных приборов.

Аппаратура лаборатории выпускается в блочном исполнении. Каждый из блоков представляет собой функционально законченное устройство, использование оборонных технологий и применение современной элементной базы ведущих зарубежных фирм обеспечивают высокую степень надежности аппаратуры геофизических лабораторий семейства "Кедр-02".

Отличительной особенностью геофизических лабораторий семейства "Кедр-02" является распределенная архитектура вычислительных средств. В отличие от других лабораторий, различные задачи выполняются не одним компьютером, а распределены по нескольким специализированным процессорам. Другой важной особенностью является программное декодирование телеметрии всех без исключения приборов. Все это позволяет подключать новые приборы, не меняя аппаратуру лаборатории.

Рисунок 9 – Геофизическая лаборатория "КЕДР-02"

Система «Карат»

Осуществляет поддержку полной технологии исследований нефтяных и газовых скважин и получение результатов, соответствующих международным стандартам в российских условиях проведения ГИС и бурения скважин.

Решаемые задачи:

- питание и управление работой скважинных приборов;

- сбор данных каротажа от цифровых и аналоговых приборов с первичной обработкой и визуализацией информации на мониторе в режиме реального времени;

- запись первичных данных на жесткий диск в формате LIS-79;

- выдача твердой копии материалов каротажа в стандарте API или любом другом формате представления данных;

- обеспечение метрологических измерений;

- редактирование, оценка качества и интерпретация каротажных данных.

Рисунок 10 – Система «Карат»

Станция КС-Контроль

Компьютизированная станция КС-Контроль предназначена для обеспечения решения задач геофизического исследования скважин по контролю за месторождениями полезных ископаемых с последующей разработкой оптимальных технологий исследования на основе применения современных средств вычислительной техники, комплексных цифровых СП, методических разработок и технологий исследований по контролю.

КС-Контроль предназначена как для организации рабочего места геофизика-исследователя, так и для организации массовых плановых работ по сбору информации на скважинах.

КС-Контроль является специализированной системой сбора данных от скважинных приборов по контролю. Данные регистрируются в цифровой форме в функции глубины и времени. Зарегистрированные данные могут быть воспроизведены в аналоговой и цифровой форме, скопированы для переноса с целью дальнейшей обработки или для архивации.

Устройство и принцип работы.

Структурная схема КС-Контроль (Рисунок 11), где штриховой линией выделена собственно компьютеризованная станция.

В состав изделия входит основная информационно-управляющая часть, состоящая из монитора, клавиатуры и блока электронного (БЭ).

Периферийные устройства представлены в составе: плоттер (ЭСПУ-К или принтер), узел сопряжения (УС), блок питания (БП) скважинной аппаратуры.

Клавиатура и монитор позволяют оператору в интерактивном режиме осуществлять управление процессами выполняемыми КС-Контроль и наблюдать оперативную обстановку на экране в виде удобном для него.

Плоттер позволяет получить любой документ на бумажном носителе, например, каротажную диаграмму любого замера, имеющегося в базе каротажей.

Блок электронный позволяет решать все задачи, возлагаемые на компьютеризованную станцию с помощью специального (системного) математического обеспечения и адаптеров периферийного оборудования (на схеме обозначены как АМС, АБАЦП).

НЖМД - накопитель жесткого магнитного диска хранит регистрируемую информацию в базе каротажей.

НГМД - накопитель гибкого магнитного диска позволяет копировать информацию на дискеты для переноса, хранения и других операций.

УС - узел сопряжения осуществляет коммутацию всех сигналов на адаптеры БЭ. Представляет собой набор разъёмов на коммутационном поле с сопроводительными надписями, позволяющими быстро конфигурировать рабочую схему под скважинный прибор.

ПУ БП - программно-управляемый блок питания организует питание скважинной аппаратуры по постоянному току с автоматической стабилизацией в рабочем допуске изменений. Представляет собой стандартный каротажный источник питания по постоянному току типа: Б9М, П4506, БПМ.

Вне штриховой линии (Рисунок 11) показаны периферийные устройства по отношению к компьютеризованной станции. Это каротажная лаборатория с цепями сигнальными и питания, с методными панелями под существующий парк аппаратуры, с устройством контроля каротажа на который приходят по цепям лаборатории сигналы сельсин-датчика.

Рисунок 11 – Структурная схема КС-Контроль

Каротажные подъёмники

Гидравлический голландский подъёмник расположен в кузове MAN TGA 33.410 (Рисунок 12).

Рисунок 12 – Немецкий MAN TGA 33.410 (для сравнения в кадре присутствует резидент «вражеской» бригады)

На лебедку намотан геофизический кабель, который имеет 3 токопроводящие жилы. Предназначен для геофизических исследований в действующих скважинах при капитальном ремонте скважины, либо при бурении (Рисунок 13)

Рисунок 13 – Кузов с лебедкой и спуско-подъемным механизмом

Лебедка управляется машинистом. Вверху в поднятом состоянии находится кабелеукладчик, который совмещен с датчиком натяжения. Все спуско-подъемы по времени с регистрацией глубины нахождения прибора, натяжения кабеля в этот момент регистрируются в компьютерной системе автомобиля в виде графиков, которые можно будет скопировать на внешний переносной накопитель данных, распечатать и предоставить заказчику в случае возникновения аварийной ситуации.

Также в кузове находится вспомогательное оборудование: ролики оттяжные и подвесные. На оттяжной ролик ставится датчик глубины, который тоже передает сантиметровые метки в регистрирующую систему.

Рисунок 14 – Трехроликовая система в кузове автомобиля

Кузов разделен на два отделения: в заднем находится спуско-подъмное оборудование (Рисунок 13), а в переднем кабинка машиниста, с пультом управления лебедкой (Рисунок 15).

Рисунок 15 – Пульт управления лебедкой

Пульт машиниста обеспечивает контроль режима работы двигателя, управление освещением кузова, контроль глубины погружения прибора в скважину, скорости движения кабеля, его натяжения.

Геофизический кабель

Основным средством доставки геофизических приборов и оборудования в скважину при геофизических исследованиях и прострелочно-взрывных работах является грузонесущй каротажный кабель. При этом геофизический кабель содержит токонесущие жилы, предназначенные для питания электроэнергией скважинных приборов и преобразователей, устройств управления, передачи электрических сигналов от этих приборов (преобразователей) к наземной регистрирующей и обрабатывающей аппаратуре. Кроме того, кабели применяют для определения глубины расположения приборов и зондов в скважине.

Установлена следующая маркировка кабелей. В начале марки ставятся буквы КГ (кабель геофизический), далее последовательно указывается число жил в кабеле, разрывное усилие кабеля с закрепленными концами в килоньютонах и максимальная рабочая температура кабеля в градусах Цельсия (например, КГ1-24-90, КГ3-56-180). Для некоторых кабелей после цифр введены буквы ВО -кабель в оплетке из волокнистого материала, Ш -кабель в шланговой оболочке, КШ -кабель в маслостойкой шланговой оболочке, К-кабель с одной коаксиальной парой.

Кабели, используемые при геофизических работах в скважинах, характеризуются следующими параметрами: термостойкостью, строительной длиной, разрывным усилием, коэффициентом затухания, электрическим сопротивлением токопроводящей жилы, емкостью, индуктивностью, износостойкостью, в том числе при работе в агрессивной среде, стабильностью механических и электрических характеристик и др.

Конструктивно геофизические кабели состоят из одной или нескольких токопроводящих жил, на каждую из которых наложена изоляция. В кабелях некоторых типов поверх изоляции жилы оплетают пряжей или обматывают тканевой лентой. При этом несколько жил скручивают между собой в кабель, на который накладывают обмотку лентой из ткани, резиновую оболочку или обмотку пряжей, либо два повива проволочной брони в зависимости от типа конструкции и области применения.

В качестве изоляционного материала в термостойких кабелях, как правило, применяется фторопласт - 4 или - 4Д (максимальная температура 180 С, 250 С), либо полиэтилен низкого давления (максимальная температура
95 С).

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации каротажный кабель должен обладать следующими свойствами:

- достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать собственный вес, вес скважинных приборов и значительные дополнительные усилия, возникающие при спуско-подъемных операциях (трение о стенки скважины, сопротивление промывочной жидкости, затяжки, ударные нагрузки при прострелочных - взрывных работах);

- хорошей электрической изоляцией жил при большом гидростатическом давлении и высокой температуре жидкости, а также при наличии в ней нефти, газа и различных химически активных веществ;

- небольшим электрическим сопротивлением токопроводящих жил и малым электрическим затуханием;

- геометрической и электрической симметрией жил;

- малым диаметром и большой плотностью.

В практике промыслово-геофизических работ применяют бронированные кабели с грузонесущей оболочкой из стальных проволок, а также оплеточные и шланговые кабели с грузонесущими жилами и наружной оболочкой из пряжи или резинового шланга. Оплеточные и шланговые кабели

имеют три жилы, а бронированные – от одной до семи.

Бронированный кабель наиболее полно удовлетворяет указанным выше требованиям. Он имеет малый диаметр при равном разрывном усилии, большую плотность и больший срок службы, чем оплеточные и шланговые кабели. Малый диаметр кабеля позволяет применять лебедки с меньшей емкостью барабана, а большая плотность обеспечивает возможность работы в скважинах с тяжелыми промывочными жидкостями и, в частности, в глубоких скважинах. В отличии от оплеточных и шланговых кабелей, натяжение и удлинение бронированного кабеля в меньшей степени зависят от скважинных условий; в результате глубины при работе с бронированным кабелем определяются более точно.

Наиболее распространены одножильные и трехжильные бронированные кабели. Жила кабеля состоит из скрученных медных и стальных проволок (у некоторых кабелей стальные проволоки отсутствуют). Жила кабеля покрыта двухслойной резиновой изоляцией и хлопчатобумажной оплеткой. Внутренний слой изоляции сделан из резины с высокими изоляционными свойствами, а верхний наружный – из нефтестойкой резины. Изоляционное покрытие жил кабелей, как правило, выполнено из полиэтилена, либо монолитного фторопласта.

Поверх тканевой обмотки наложена броня - трубка из двух повивов стальной проволоки. Нижний и верхний повивы имеют различное направление, что уменьшает раскручивание кабеля под действием осевой нагрузки. Броня кабеля несет механическую нагрузку и предохраняет жилы от повреждения при спуске кабеля в скважину и намотке его на лебедку. Конструкция некоторых выпускаемых бронированных кабелей показана на рисунке 16.

Рисунок 16 - Конструкция одно- и трехжильного бронированных кабелей:

1 - токопроводящая жила из стальных и медных проволок; 2 - изоляция; 3 - заполнение из полимерной пряжи, шнуров; 4 – подушка; 5 - два повива брони из стальной проволоки