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