Документ 2423874

РАЗДЕЛ 1: ВВЕДЕНИЕ
1.0 Сборка гамма-узла
Сборка гамма
узла (GRA – сборка гамма
узла или MGR – сборка гамма
узла модульной
конструкции) предоставляется в качестве дополнительной функции системы определения угла наклона
скважины Orienteer MWD. Сборка гамма
узла предназначена для измерения природного гамма
излучения,
которое испускается изотопами урана, тория и калия, которые содержатся в минеральных компонентах
пород нижнего горизонта. Сборка гамма
узла состоит из сцинтилляционного счетчика повышенной
прочности, в свою очередь состоящего из кристаллического детектора и трубки фотоумножителя. Данные
сборки гамма
узла могут передаваться скважинным прибором в режиме реального времени и храниться
во встроенной памяти, откуда их можно извлечь после подъема сборки приборов на поверхность.
Измерения сборки гамма
узла системы MWD похожи на измерения, полученные с помощью его
проводных аналогов. Для получения дополнительной информации см. «Руководство по эксплуатации
системы определения угла наклона скважины и прибора гамма
каротажа для промысловых инженеров».
1.1 Конструкция
Сборка гамма
узла состоит из следующих основных компонентов (см. рис. 1
1, 1
2 и 1
3):
• гамма
детектор – сцинтилляционный счетчик повышенной прочности
• сборка гамма
электроники, памяти и источник питания высокого напряжения;
• батарейный блок сборки гамма
узла – содержит 4 литиевые батареи размера D или DD;
• корпуса давления* – до 15000 фнт/кв. дюйм (1034 бар, 103,4 МПа), стандартный или 20000 фнт/
кв. дюйм (1379 бар, 137,9 MПa), высокое давление;
• соединители* – используются для центрации и соединения всех частей сборки скважинных приборов;
• задний наконечник – изготовлен из бериллиево
медного сплава.
* 1 или 2 корпуса давления/соединителя в зависимости от вида сборки прибора – единая или
раздельная [модульная].
Сборка гамма
электроники, процессор и память, а также источник питания высокого напряжения
смонтированы в стандартном корпусе Orienteer. Защитный зажим фиксирует сборку гамма
электроники. Гамма
детектор смонтирован в корпусе под источником питания высокого напряжения. Детектор состоит из
сцинтилляционного счетчика, в свою очередь состоящего из кристаллического детектора и трубки фотоумножителя.
Сборка гамма
узла имеет собственный источник питания в виде картриджа батарейной сборки, состоящего из
4 литиевых батарей размера D или DD (в зависимости от размера памяти и требований заказчика).
Сборка гамма
узла соединяется с задним наконечником в нижней части считывающего инклинометра,
заменяющего стандартный наконечник. Соединители сборки гамма
узла прикрепляются к нижнему концу корпуса
давления сборки гамма
узла (и к нижнему концу батарейной сборки модульного прибора) и используются для
центрации сборки гамма
узла внутри УБТ MWD. Стандартный задний наконечник устанавливается на нижнюю часть
соединителя сборки гамма
узла (если не используется прибор для каротажа индукционного сопротивления TRIM;
в таком случае канал передачи данных будет находиться в нижней части сборки гамма
узла. Для получения
дополнительной информации см. соответствующие руководства по прибору сопротивления TRIM).
1.2 Принцип работы
Сборка гамма
узла получает автономное питание от собственного картриджа батарейной сборки,
содержащего 4 литиевых элемента размера D [имеется возможность использовать элементы размера DD,
если используется прибор с объемом памяти 4 Мб]. Этот картридж может служить источником питания
от 250 часов до приблизительно 900 часов (в зависимости от фактора батарейной сборки) непрерывной
работы сборки гамма
узла. Гамма
электроника управляет работой сборки гамма
узла. Источник питания
высокого напряжения обеспечивает питание сцинтилляционного счетчика.
Гамма
лучи, попадающие в сцинтилляционный кристалл, испускают фотоны, которые преобразуются
трубкой фотоумножителя [PMT] в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и приобретают
форму, а затем передаются в процессор и считывающий инклинометр [SEA]. В процессоре электрические
импульсы подсчитываются с интервалом в 16 секунд, если это стандартный прибор с емкостью памяти
1 Мб, или с интервалом в 8 секунд, если это прибор с увеличенным объемом памяти 4 Мб. Тем самым
удаляются статистические отклонения. По окончании каждого периода общий результат подсчета
сохраняется в памяти. Количество гамма
подсчетов, определенное во время этого периода, варьируется
между 100 и 2000 в зависимости от активности гамма
излучения, испускаемого окружающими породами.
В считывающем инклинометре (SEA) вычисляется среднее значение скорости подсчета за более
короткие промежутки времени, и, таким образом, всегда имеются последние результаты подсчетов,
КОНФИДЕНЦИАЛЬНО
1-2
РЕД. 2.0
РАЗДЕЛ 1: ВВЕДЕНИЕ
Скважинная сборка системы MWD, рис. 1-1
сб. 70
00
100 D, сб. 70
00
110 DD, дополнительная сборка гамма
узла
Сборка передатчика (70
30
000)
Передатчик MWD создает ряд гидроимпульсных сигналов для передачи информации из скважины
на поверхность. Передатчик заключен в корпус специально изготовленной для него немагнитной
УБТ или передатчика.
Корпус передатчика (4
3/4”–9
1/2” [121–241 мм])
(70
40
005/ 019/ 026/ 052)
[ПРИМЕЧАНИЕ. Сборку гамма
узла также можно использовать с извлекаемыми генераторами
импульсов или генераторами малых импульсов (системы положительных импульсов), а также
с передающей системой EMtel от компании Geolink]
Сборка преобразователя питания (APC) (70
30
010) (готова к использованию на площадке)
Сборка APC направляет питание с целью приведения в действие передатчика для создания
гидроимпульсных сигналов.
[ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании извлекаемого генератора импульсов вместо сборки APC
применяется сборка для контроля потока 70
70
100]
Сборка источника питания (размер D 70
30
020 с одним соединителем, размер DD 70
30
022
с двумя соединителями)
Сборка источника питания подает питание на прибор инклинометрии, в котором используются
высокотемпературные литий
тионил
хлоридные батарейные сборки с большим ресурсом.
Доступны секции электропитания размеров D (стандарт) и DD (секция размера D показана
на рисунке).
Считывающий инклинометр ( 70
30
040, готов к использованию на площадке)
В секции считывающего инклинометра содержатся трехкоординатные магнетометры,
инклинометры и электроника управления, которые обеспечивают максимальные возможности
проведения исследования инклинометрии и управления на всем диапазоне наклона от 0° до 180°.
Сборка гамма
узла (70
30
050, готова к использования на площадке)
Дополнительная сборка гамма
узла состоит из сцинтилляционного счетчика повышенной
прочности, который предназначен для измерения естественных случаев гамма
излучения пород.
Данные сборки гамма
узла передаются в реальном времени и хранятся в сжатом виде
в скважинном запоминающем устройстве. Сборка гамма
узла имеет собственный источник
питания и может использоваться автономно в режиме сбора данных.
Примечание. Единая сборка гаммаузла показана здесь. Раздельная [модульная] сборка
поставляется с отдельными корпусом батарейной сборки и соединителем (7030150B).
(не в масштабе)
КОНФИДЕНЦИАЛЬНО
1-3
РЕД. 2.0
РАЗДЕЛ 1: ВВЕДЕНИЕ
1.2
Принцип работы (продолжение)
доступные на считывающем инклинометре в любой момент. Переданное значение в 16 раз превышает
скорость счета, измеряемую в импульсах в секунду (cps). Такая схема обеспечивает совпадение переданных
и сохраненных значений при пересчете.
На поверхности применяются два фактора коррекции: C0, фактор масштабирования калибровки
(гамма
фактор, см. раздел 1.2.3) и CCF, коэффициент коррекции муфты, служащий для поправки на
ослабление УБТ.
Данные сборки гамма
узла передаются в реальном времени и хранятся в сжатом виде в скважинном
запоминающем устройстве. Коррекция выполняется с помощью программного обеспечения Orienteer
для работы на поверхности и применяется к пересланным данным перед помещением в журнал реального
времени, а также к данным, восстановленным из памяти.
1.2.1 Передача данных сборки гамма-узла
Данные сборки гамма
узла передаются в реальном времени с помощью стандартных систем
гидроимпульсной передачи Orienteer (отрицательные импульсы ИЛИ извлекаемые) или системы электро
магнитной передачи EMtel. Передача данных сборки гамма
узла происходит приблизительно раз в минуту.
Частота обновления передачи в реальном времени зависит от передаваемых параметров (сборку гамма
узла можно использовать вместе с прибором для каротажа индукционного сопротивления TRIM, прибором
контроля давления в процессе бурения, а также прибором контроля ударов и вибрации Sentinel) и данных
на основе показаний различных датчиков. Кроме параметров сбора данных о составе пород, вместе
с данными сборки гамма
узла часто передаются данные отклонителя.
1.2.2 Данные памяти сборки гамма-узла
Сохранение данных осуществляется сборкой гамма
узла каждые 16 секунд [8 с для прибора
с увеличенным объемом памяти] в скважинное запоминающее устройство. При частоте сохранения
16 секунд срок хранения данных в памяти составляет приблизительно 12 дней. Сбор данных сборкой
гамма
узла начинается сразу после инициализации последовательности <Start Tool> (Запуск) (см. раздел 2).
Сохраненные данные можно извлечь из памяти после доставки прибора на поверхность. Доступны два
блока памяти: блок объемом1 Мбит [мегабит], описанный ранее, и блок объемом 4 Мбит. Срок хранения
данных в блоке объемом 4 Мбит составляет 24 дня. Для него требуется батарейная сборка размера DD.
1.2.3 Калибровка сборки гамма-узла
Сборка гамма
узла прошла первичную калибровку в разведочных скважинах Хьюстонского
унивеститета (University of Houston). Калиброванный прибор был использован для настройки отклика
других сборок, прошедших калибровку и техобслуживание в мастерских компании Geolink в г. Абердин.
Проведение повторной калибровки позволяет перевести данные, измеренные сборкой гамма
узла,
в уловные единицы Американского института нефтяной промышленности. Для подтверждения повторной
калибровки сборки гамма
узла, проведенной в мастерской, можно использовать проверочный калибратор.
Фактор калибровки обозначается как C0 и во время калибровки хранится в памяти. Во время выполнения
настройки прибора для сбора данных оператору на буровой площадке необходимо загрузить (или создать)
фактор калибровки на подключенные и не подключенные к сети компьютеры.
1.3
Наземная система сборки гамма-узла
Для получения дополнительной информации см. руководство по эксплуатации системы для
отслеживания глубины (вер. 4).
Для наземной системы сборки гамма
узла необходимо следующее оборудование (кроме
оборудования, поставляемого вместе с системой определения угла наклона скважины Orienteer):
• узел для прослеживания глубины (DTU) – управление прослеживанием глубины и механической
скоростью проходки;
• ротационный датчик глубины (RTX) – шифратор буровой лебедки;
• гидравлический датчик глубины (HDS) – положение ведущей бурильной трубы (дополнительно –
для плавучих установок);
• датчик нагрузки на крюк (HKL);
• переносной компьютер и программное обеспечение Orienteer (версия 8.xx)
• принтер для печати графики – для создания журнала гамма
каротажа (термический плоттер).
КОНФИДЕНЦИАЛЬНО
1-4
РЕД. 2.0
КОНФИДЕНЦИАЛЬНО
1-5
Соединитель
(72-22-220)
Сцинтилляционный
счетчик
Секция высокого
напряжения
Процессор и память
Защитные уплотнительные кольца (25-00-008)
Батарейная сборка
Корпус давления единой сборки гамма-узла, разъемная
муфта, стандарт (23-11-012)
Сборка приборов инклинометрии/гаммакаротажа (единая) Orienteer
РАЗДЕЛ 1: ВВЕДЕНИЕ
Единая сборка гамма-узла Orienteer (70-30-050B) (рис. 1-2)
Наконечник
(23-11-004)
(не в масштабе)
РЕД. 2.0