Лабораторная работа №26
«Подготовка к работе, проверка аппаратуры акустического каротажа СПАК-6. Обнаружение и устранение характерных неисправностей»
Оснащение: прибор СПАК=6
19. Изучить назначение прибора
20. Составить блок схемы
21. Изучить методику проведения работ
22. Определение метрологических параметров аппаратуры
План оформления отчета
По результатам выполненной работы составить отчет, в котором приводятся:
16. тема работы;
17. цель работы;
18. план выполнения работы;
19.краткий конспект теоретических основ лабораторной работы;
20.ответы на контрольные работы
Аппаратура волнового акустического каротажа СПАК‑6Д
предназначена для исследования кинематических и динамических характеристик ультразвуковых колебаний продольных, поперечных волн и волны Лэмба-Стоунли, распространяющихся в скважине и околоскважинном пространстве.
Применяется при геофизических исследованиях в скважинах глубиной до 6000 м и диаметром от 100 до 300 мм с максимальной температурой в зоне исследования 120 0С и максимальным гидростатическим давлением 80 МПа, заполненных любым негазированным буровым раствором.
Допускается доставка прибора скважинного на забой через буровой инструмент с проходным отверстием не менее 90 мм.
Аппаратура рассчитана на работу с трехжильным бронированным кабелем любого типа ТУ 16.К64-01 длиной до 6000 м, с серийными каротажными станциями по ГОСТ 25785-83, снабженными персональным компьютером типа IBM PC, а также для работы с каротажным регистратором "ГЕКТОР" ГЕ-1-00-00-00 и другими каротажными регистраторами, имеющими в своем составе быстродействующие АЦП.
Для удобства транспортировки и перевозки прибор скважинный аппаратуры СПАК-6Д делится на две части, соединение частей производится непосредственно на скважине с помощью накидной гайки.
Аппаратура состоит из прибора скважинного и блока управления.
Прибор скважинный СПАК-6Д
Формула зонда И3,2П10,5П2
Диаметр, мм 73
Длина в сборе, м 5,2
при расчленении 1 часть, м 2,4
2 часть, м 2,8
Масса прибора скважинного, кг 70
Центраторы рессорного типа
Излучатель магнитострикц. радиальный
Приемники пьезокерамические
Собственная частота, кГц 20
Частота посылок, Гц 12,5
Рабочая температура max, 0С 120
Допустимое давление max, МПа 80
При акустическом каротаже аппаратура совместно с каротажным регистратором обеспечивает запись полной волновой картины каждого из каналов с шагом квантования 2 или 4 мкс. Максимальная длительность записываемой волновой картины 4196 мкс обеспечивает регистрацию всех типов волн.
Диапазон преобразований интервального времени от 120 до 660 мкс/м.
Верхний предел диапазона преобразований коэффициента затухания не менее 30 дБ/м.
УСТРОЙСТВО АППАРАТУРЫ
Акустический зонд содержит два приемника, выполненных из пьезоэлементов сферической конструкции, помещенных в герметичный объем, заполненный диэлектрической жидкостью (типа трансформаторного масла) и
одного магнитострикционного излучателя, сердечник которого выполнен из витого магнитострикционного материала. Приемники и излучатель разделены звукоизоляторами, выполняющими функцию задержки и затухания волны по корпусу.
Механическое соединение элементов зонда с охранным кожухом блока электроники осуществляется с помощью моста, в котором установлены пробки с электровводами. Электровводы, установленные в пробке, и место пайки проводов защищены от попадания бурового раствора манжетой, которая фиксируется фланцем. На мосту для защиты пробок установлены две крышки.
Электрическое соединение зондовой части с блоком электроники осуществляется при помощи разъемов типа ШР, подтягиваемых накидной гайкой.
Фиксация от самопроизвольного откручивания блока излучателя и звукоизоляторов производится винтами. Прибор скважинный разделен на две части, соединение между собой производится с помощью накидной гайки.
Блок управления (БУ) аппаратуры представляет собой конструкцию, выполненную на базе унифицированного блочного шасси. На задней стенке БУ расположен разъем ХРI, посредством которого осуществляется электрическое соединение с сетью переменного тока 220 В.
На передней панели БУ расположены переключатели SAI "Регулировка интенсивности излучателей", регулятор "Уровень синхронизации", SA2 "Сеть", контакты подключения скважинного прибора 1, 2, 3, ^ , разъемы соединения блока управления с каротажным регистратором " ВК", "СИ1" , "СИ2" и индикатор синхронизации.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ
В аппаратуре применен принцип синхронизации «снизу», поэтому синхроимпульсы формируются в приборе скважинном схемой синхронизации, усиливаются и по второй жиле кабеля передаются в блок управления. По этой же жиле от блока управления поступает в прибор скважинный постоянное регулируемое напряжение 50÷ 300В для питания излучателя. По первой и третьей жилам в прибор скважинный поступает переменное напряжение 30 В частотой 50 Гц для питания электрической схемы, а в блок управления передаются усиленные электрические сигналы приемников.
Прибор скважинный возбуждает в скважине с помощью магнитострикционного излучателя ультразвуковые импульсы, которые распространяются по буровому раствору и породе, воспринимаются пьезокерамическими приемниками, расположенными на фиксированных расстояниях от излучателя. Импульсы преобразуются приемниками в электрические сигналы, усиливаются усилителем и сопровождаемые сформированными синхроимпульсами передаются в блок управления.
Блок управления выделяет синхроимпульсы каждого из каналов, соответствующие моментам излучения при подключенном первом или втором приемнике, формирует их по амплитуде и длительности, необходимой для синхронизации каротажного регистратора.
Волновые картины каждого из каналов также выделяются в блоке управления и передаются в каротажный регистратор для оцифровки и записи на жесткий диск компьютера в функции глубины.
В верхней части прибора скважинного размещен блок электроники, помещенный в охранном кожухе, на котором установлены центраторы фонарного типа, вписывающиеся в размер прибора скважинного в сжатом виде. Охранный кожух имеет головку для стыковки с кабельным наконечником.
Сигнал приемников приходит со скважинного зонда по первой и третьей жилам кабеля и выделяется на фантомном трансформаторе. Через регулятор «Ослабление» он поступает на усилитель с частотно-зависимыми обратными связями. Ограничитель ограничивает амплитуду сигнала на уров
не ≈0,7В. С выхода усилителя сигнал поступает на гнездо XS1 для передачи в каротажный регистратор.
Амплитуда, поступающих от прибора скважинного по второй жиле кабеля импульсов синхронизации СИ1, Р, СИ2, зависит от типа и длины кабеля. Их амплитуда может колебаться от 0,5 до 10 В. Поэтому на переднюю панель выведен регулятор "УР.СИНХР.", которым выбирается уровень СИ для используемого кабеля.
Волновые картины (ВК) приходят с прибора скважинного по первой и третьей жилам кабеля и выделяются на фантомном трансформаторе. Далее ВК проходят через масштабирующий усилитель, ключ, согласующий усилитель и на разъем передней панели ВК.
Питание цифровых и аналоговых микросхем осуществляется напряжением +15 В, –15 В и +5 В. Для подавления сетевых и импульсных помех собран сетевой фильтр.
Подготовка аппаратуры к работе
Перед вводом аппаратуры в эксплуатацию, а также после каждого ремонта и разборки рекомендуется производить пробное включение скважинного зонда аппаратуры в условиях метрологической базы.
Аппаратура волнового акустического каротажа СПАК - 6Д является сложным измерительным прибором, в схеме которой широко применяются
микросхемы, транзисторы и другие элементы, чувствительные к электрическим перегрузкам. Поэтому ремонт и все регламентные работы по техническому обслуживанию должны проводиться квалифицированным персоналом в условиях ремонтных мастерских при строгом соблюдении указаний по монтажу и эксплуатации полупроводниковых приборов.
При отсутствии внешних дефектов прибор скважинный, соединенный с кабельным наконечником помещается в заполненную, отстоявшейся водой, стальную трубу, соединенную с контуром заземления, и проверяется аппаратура на функционирование, последовательно проводя указанные ниже операции при строгом соблюдении мер безопасности.
Блок управления соединяется соответствующим кабелем с сетью переменного тока 220В.
Вопросы для самоконтроля:
23. Изложите назначение СПАК-6
24. Изложите устройство и принцип действия СПАК-6
25. Изложите устройство магнитострикционного излучателя
26. Изложите устройство пьезокерамического приемника