ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ
Современные лаборатории автоматических станций обеспечивают регистрацию всех геофизических параметров, измеряемых в скважине. Схему работы лабораторий рассмотрим на примере измерения кажущегося сопротивления ρк и потенциалов собственной поляризации ΔUСП.
Принципиальная схема измерения ρк и ΔUСП на трехжиль ном кабеле. В принципиальной электрической схеме измерения можно выделить три основные электрические цепи (рис. 65): цепь питания токовых электродов А, В; канал для регистрации кажущегося сопротивления; канал для регистрации потенциалов собственной поляризации. Цепь питания включает источник тока Г, переменное сопротивление R 1, назначение которого — регулировать силу тока, питающего электроды А, В, миллиамперметр тА для контроля за постоянством питающего тока, эталонное сопротивление R эт , по которому устанавливается ток, необходимый для питания электродов, две жилы кабеля. Для регистрации кажущегося сопротивления в скважине создают переменное поле частотой 6—8 Гц. Переменное поле необходимо для исключения влияния на измеряемую величину кажущегося сопротивления поля потенциалов собственной поляризации и влияния электродных потенциалов, которые по своей природе имеют постоянный знак. Выбор низких частот определяется необходимостью исключения помех, возникающих от потребителей и источников тока промышленной частоты (50 Гц), и уменьшения влияния индуктивных наводок в канале связи. Кажущееся сопротивление определяется по формуле . В процессе проведения замера коэффициент зонда К и ток I, питающий электроды, остаются постоянными, поэтому для регистрации ρк достаточно измерить ΔUСП. По жиле кабеля от электрода М на поверхность поступают полезные сигналы двух видов. Один из них, ΔUКС — знакопеременный и характеризует кажущееся сопротивление горных пород, второй ΔUСП — постоянный и определяет поле потенциалов собственной поляризации. Переменная разность потенциалов ΔUКС с помощью конденсатора С отфильтровывается от постоянной разности потенциалов ΔUСП и поступает в первый измерительный канал (канал КС). В геофизической измерительной аппаратуре применяются регистрирующие приборы для постоянного тока. Поэтому переменная разность потенциалов ΔUКС, прежде чем поступить на регистрирующий прибор РП, выпрямляется выпрямителем В. Постоянная разность потенциалов собственной поляризации ΔUСП с электродом М и N2подается во второй измерительный канал (канал СП). Дроссель Др, установленный на входе канала, пропускает преимущественно постоянную составляющую ΔUСП, так как является большим сопротивлением для переменного сигнала ΔUКС. В канал включен градуированный компенсатор поляризации ГКП, с помощью которого на регистрирующий прибор можно подать заданные значения разности потенциалов. Это позволяет компенсировать электродные потенциалы и сдвигать регистрируемую кривую. Пределы измерения в каналах КС и СП изменяют с помощью сопротивлений R 2 и R 3. Принципиальные схемы измерения, ΔUКС и ΔUСП на одножильном кабеле. Измерения в скважинах, в том числе электрическими методами, можно также проводить на одножильном бронированном кабеле. Но для этого требуются устройства, позволяющие уплотнять канал связи, т. е. по одной жиле кабеля питать токовые электроды и передавать на поверхность полезные сигналы — разность потенциалов ΔUКС, снимаемую с измерительных электродов. Реализуется это следующим образом. Питание токовых электродов зонда осуществляется от электронного генератора Г, который подает в скважинный прибор и далее на электрод А переменный ток частотой 300 Гц (рис. 66). Линией связи является центральная жила кабеля ЦЖК и его бронированная оплетка ОК. Возникающая переменная разность потенциалов с измерительных электродов М, N поступает в скважинный прибор, где она усиливается усилителем У, выпрямляется выпрямителем В и передается на поверхность к регистрирующему прибору РП по той же центральной жиле кабеля. Разделение переменного тока питания скважинного прибора и постоянного сигнала информации происходит с помощью фильтров наземной аппаратуры С1 и Др1 и скважинного прибора С2 и Др2. Питается электронная схема скважинного прибора со вторичной обмотки трансформатора Tp 1, первичная обмотка которого включена в цепь ЦЖК. Схема скважинного прибора обеспечивает возможность проведения измерений кажущегося сопротивления зондами различной длины. Зонд необходимого размера устанавливается с помощью переключателя, расположенного в скважинном приборе. Платы переключателя П1-1, П1-2, П1-3подключены к электродам соответствующего зонда. Для сохранения постоянного режима работы усилительно-выпрямительной схемы сигнал, поступающий от измерительных электродов М, N на вход усилителя У, имеет определенный коэффициент ослабления, пропорциональный коэффициентам подключенных зондов. Коэффициент ослабления устанавливается переключателем П1-4с помощью автотрансформатора Тр2 одновременно с включением того или иного зонда. Переключатель П2 и трансформатор Тр3обеспечивают установку необходимого масштаба регистрации кривых кажущегося сопротивления. Емкость С 3 служит для защиты канала КС от помех постоянного тока. Управление переключателем скважинного прибора осуществляется с поверхности системой коммутации. В последние годы для проведения измерений на одножильном кабеле широко применяют аппаратуру, в которой для формирования полезного сигнала и передачи информации на поверхность используют принцип частотно-амплитудной модуляции с частотным разделением сигнала. Это позволяет уплотнить канал связи и за один спуск записать сразу три кривые кажущегося сопротивления зондами различной длины. Блок-схема аппаратуры типа КСП приведена на рис. 67. Питание электронной схемы скважинного прибора и электрода А осуществляется с поверхности генератором Г переменного тока частотой 300 Гц. Ток питания в скважинный прибор подается по центральной жиле кабеля ЦЖК, обратной линией служит оплетка кабеля ОК. Электрод А является общим токовым электродом для комплекта зондов БЭЗ, резистивиметра; он же служит измерительным электродом при регистрации потенциалов собственной поляризации. Измеряемые сигналы с электродов M1N1; M2N2; M3N3поступают на входные трансформаторы Tp1, Тр2, Тр3. Амплитуда каждого сигнала пропорциональна коэффициенту зонда. Ток питания поддерживается постоянным, а коэффициенты трансформации пропорциональны коэффициентам зондов, поэтому сигналы на выходах трансформаторов зависят только от величины кажущегося сопротивления. В зависимости от сопротивления горных пород в исследуемом разрезе предусмотрена возможность изменения пределов измерения. Изменение пределов осуществляется изменением числа витков вторичных обмоток трансформаторов Тр1 — Тр3. С выходов трансформаторов Тр1—Тр3 сигналы через многопозиционный переключатель В поступают на входы частотных модуляторов ЧМ 1, 2, 3. Частотные модуляторы предназначены для преобразования амплитуды измеряемых сигналов в частоту генерации модулятора. Такое преобразование сигналов позволяет передавать их на поверхность с минимальными погрешностями, так как изменения в канале связи могут повлиять на амплитуду передаваемого сигнала, не влияя на частоту. При отсутствии входных сигналов генераторы модулируют (несущие частоты) в первом канале 7,8 кГц, во втором 14 кГц, в третьем 25,7 кГц. Сигналы с выходов модуляторов суммируются, усиливаются усилителем мощности СУ и через конденсатор С (см. рис. 67) по кабелю передаются на поверхность. Конденсатор защищает усилитель от питающего напряжения частоты 300 Гц. Заградительная индуктивность предотвращает шунтирование высокочастотных сигналов, поступающих от модуляторов, цепью питающего электрода А.
Сигнал ΔUСП, снимаемый с электродов А и N , через сопротивление R , первичную обмотку трансформатора Тр4 по кабелю вместе с высокочастотными сигналами КС поступает на вход наземной аппаратуры. В наземной панели сигнал ΔUСП через Др2подается непосредственно на вход регистратора. Дроссель Др1предохраняет измерительную схему от питающего тока. Высокочастотные сигналы через фильтр верхних частот ФВЧ с частотой среза около 5 кГц поступают на полосовые фильтры, которые пропускают только полосу частоты своего канала. В результате высокочастотные сигналы расфильтровываются по соответствующим измерительным каналам. После полосных фильтров ПФ сигнал в каждом канале поступает на частотный детектор ЧД. В результате работы частотных детекторов информация о величине кажущегося сопротивления, представляющая собой частотно-модулированный сигнал, преобразуется в переменный сигнал частоты 300 Гц, амплитуда которого пропорциональна величине измеряемого сигнала КС. Выделенное переменное напряжение выпрямляется фазочувствительным выпрямителем ФВ и подается на регистратор, где записывается на диаграмму. Режим работы фазочувствительного выпрямителя регулируется усилителями У. Современные станции типа АКЦ7-02 предназначены для проведения полного комплекса геофизических исследований как на одножильном, так и на многожильном кабеле. В измерительной схеме лаборатории имеются три идентичных канала для регистрации переменных разностей потенциалов и один канал для измерения постоянных разностей потенциалов. Это обеспечивает одновременную регистрацию трех кривых кажущегося сопротивления и кривую ΔUСП. При работе на многожильном кабеле токовая цепь питается синусоидальным током частотой 6—8 Гц, получаемым электронным генератором и усиленным электромашинным усилителем. На электроды А и В подается стабилизированный ток силой 0,5—1,5 А. При работе на одножильном кабеле для питания электродов АВ в лаборатории установлен ламповый генератор, который вырабатывает переменный ток частотой 300 Гц. Ток регулируется в пределах от нуля до 1,5 А при нагрузке 2000м. Лаборатория автоматической станции с одновременной регистрацией информации в аналоговой и цифровой формах типа АКЦ-10 для записи конкретных видов исследований имеет отдельные измерительные пульты, подключенные к общему пульту коммутации и обеспечивающие комплексирование измерений. В лаборатории имеются также пульт управления, предназначенный для управления работой аналогового и цифрового (ленточного перфоратора) регистраторов; блок согласования глубин, обеспечивающий совмещение по глубинам точки записи различных параметров, поступающих с комплексного скважинного прибора на цифровой регистратор; воспроизводящее устройство для перевода информации, зарегистрированной в цифровой форме, в аналоговую. В качестве цифрового регистратора используют ленточный перфоратор ЦПЛ или магнитный регистратор ЦМР. В опробовании находится принципиально новый вид лаборатории— измерительная система, оборудованная бортовой ЭВМ. С датчиков, которые размещены в комплексном скважинном приборе (рис. 68), информация поступает на блок управления скважинным прибором БУСП. Назначение БУСП: определение глубины точки записи и совмещение диаграмм по глубинам регистрируемых параметров; проверка, настройка и градуировка измерительных каналов. Предварительно обработанная информация в аналоговой форме с БУСП и цифровой форме с цифрового преобразователя ЦП поступает на бортовую ЭВМ, которая обеспечивает: управление работой станции; интерпретацию получаемых результатов; выдачу информации на аналоговые регистраторы АР; запись ее в цифровом коде на магнитную ленту ЦМР и передачу на экран дисплея.
Рис. 68. Функциональная схема компьютизированной лаборатории с программным управлением В понятие управления работой станцией включаются: автоматизированная настройка измерительных и регистрационных каналов; калибровка приборов; градуировка каналов; выбор и установка масштабов регистрации; диагностика неполадок. Автоматизированная обработка получаемой информации обеспечивает контроль качества материала. Кроме того, непосредственно на скважине в процессе проведения исследований получают данные о литологии вскрываемого разреза, о наличии в нем коллекторов, проводят предварительную оценку пористости и характера насыщения коллекторов. Управление бортовой ЭВМ осуществляется из блока накопления, где на магнитной ленте БНМЛ сконцентрирована библиотека программ управления процессом измерения и интерпретации результатов, а также с терминала ручного управления. Для сокращения времени проведения исследований на скважине большое значение имеют комплексные скважинные приборы. Наибольшее распространение в настоящее время получила аппаратура серии «Э», предназначенная для проведения исследований стандартным методом, методами БЭЗ, СЭЗ в глубоких скважинах. Разрабатываются комбинированные приборы.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (253)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |