Лабораторная работа №30
«Подготовка к работе, проверка, градуировка, проведение измерений инклинометром ИОН-1.Обнаружение и устранение характерных неисправностей»
Оснащение: прибор КИТА
50. Изучить назначение прибора
51. Составить блок схемы
52. Произвести разборку и сборку прибора
53. Определение метрологических параметров аппаратуры
План оформления отчета
По результатам выполненной работы составить отчет, в котором приводятся:
36. тема работы;
37. цель работы;
38. план выполнения работы;
39.краткий конспект теоретических основ лабораторной работы;
40.ответы на контрольные работы
Теоретические основы
Инклинометрические исследования – это измерения зенитного угла и азимута скважины в функции ее глубины. Единица измерения – градус, минута, секунда. Один градус содержит 60 минут, (3600 секунд). Точность измерения углов при инклинометрических исследованиях современными приборами составляет порядка первых единиц минут.
Угол наклонаскважины заключен между осью скважины и горизонтальной плоскостью и равен y.
Магнитный азимут искривления определяется углом между направлением на магнитный север и горизонтальной проекцией оси скважины, взятой в сторону увеличения глубины скважины. Плоскость, проходящая через вертикаль и ось скважины в определенном интервале глубин, называется плоскостью искривления.
Инклинометр ИОН-1
Инклинометр предназначен для технологического непрерывного автоматического измерения азимута, угла поворота и зенитного угла скважины в функции глубины с выводом результатов на экран и сохранением их на магнитном носителе, а также построения профиля обмеренного участка скважины с выводом протокола на принтер.
Область применения – эксплуатационные бурящиеся необсаженные скважины на нефть и газ глубиной до 5000 м для измерения азимута, угла поворота и зенитного угла, а также обсаженные скважины с диаметром обсадных колонн 125 мм и более только для измерения зенитного угла скважины.
Кроме того, инклинометр позволяет работать в колонне бурового инструмента с наружным диаметром 127 мм и более, содержащей в нижней части около турбобура три легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ). Измерения проводятся на расстоянии не менее 15 м от стальной колонны и турбобура, а также не менее 3 м от стального замкового соединения ЛБТ.
Инклинометр может эксплуатироваться совместно с каротажной станцией или каротажным подъемником с применением как одножильного, так и трехжильного бронированного каротажного кабеля, например КГ 1-55-180, КГ 3-60-180.
Наиболее распространенными инклинометрами этой группы являются ИК-2, ИТ-200, УМИ-25, ЗИ-1М И-7, а также используемые в производственных целях на предприятии «Тюменьпромгеофизика» приборы КИТ, ИЭМ, ИОН, ИМММ. Принцип действия главной механической части этих инклинометров один и тот же.
Главная механическая часть приборов – вращающаяся рамка, ось которой совпадает с главной осью инклинометра (рис.30.1).
Рис.30.1. Схема измерительной части - вращающейся рамки инклинометров типа КИТ, ИЭМ и ИМММ.
1-подшипник, 2-контактные кольца коллектора, 3-коллектор, 4-магнитная стрелка, 5-пружинные контакты стрелки, 6-азимутальный реохорд, 7-контактное кольцо, 8-острие, 9-грузик буссоли, 10-дугообразный рычаг, 11-отвес, 12-токопроводящий провод датчика угла, 13-стрелка отвеса, 14-угловой реохорд, 15-ориентирующий рамку грузик, 16-керн рамки.
Центр тяжести рамки смещен так, что плоскость ее всегда располагается перпендикулярно к плоскости искривления скважины. В рамке помещаются датчики азимута и угла искривления скважины.
Датчик азимута представляет собой буссоль, магнитная стрелка которой перемещается над круговым реостатом. Буссоль подвешена на двух закрепленных в рамке полуосях так, что острие, на котором вращается магнитная стрелка, располагается вертикально, а колодка с азимутальным реохордом – горизонтально. При измерении азимута магнитная стрелка установленными на ней пружинными контактами соединяет токопроводящее кольцо с одной из точек реохорда. В измерительную цепь вводится участок азимутального реохорда, сопротивление которого пропорционально величине азимута искривления.
Датчик угла искривления состоит из дугового реостата, расположенного против конца стрелки, отвеса, с которым скреплена стрелка. Отвес и стрелка находятся в плоскости искривления, перпендикулярной к оси рамки. При вертикальном положении прибора конец стрелки отвеса находится против начала реохорда. При наклоне прибора стрелка отклоняется относительно этого положения на угол, равный углу отклонения скважины от вертикали. При замыкании токовой сети конец стрелки прижимается к угловому реохорду. В измерительную цепь при этом вводится участок углового реохорда, сопротивление которого пропорционально величине угла искривления.
Кожухи инклинометров выполняются из латуни или немагнитной стали. Они заполняются на 75% объема смесью трансформаторного масла с лигроином или керосином для смазки узлов и обеспечения затухания движения частей переключающего механизма и измерительной части прибора. Измерение угла и азимута искривления этими инклинометрами возможно только в необсаженных скважинах. В обсаженных скважинах стальными колоннами можно измерять только угол искривления.
Погрешности определения угла и азимута искривления скважин связаны с нарушением изоляции цепей и жил кабеля, отклонением силы тока питания от требуемого значения, непараллельностью осей инклинометра и скважины, недостаточно точной регулировкой механических и электрических схем прибора. Непараллельность осей скважины и прибора обусловлена наличием каверн и глинистой корки неравномерной толщины на стенках скважин. Для уменьшения погрешностей измерений y и j в последнем случае увеличивают длину прибора путем присоединения к нему удлинителя, который служит в качестве груза и позволяет сохранить положение прибора, параллельное оси скважины. Сопротивление изоляции цепей прибора и жил кабеля должно быть не менее 2 Мом.
Вопросы для самоконтроля:
54. Изложите назначение ИОН, КИТА
55. Изложите устройство и принцип действия КИТА
56. Изложите устройство резистивного преобразователя