В открытом стволе и экос.
Максимальный диаметр (в сложенном состоянии), не более 95 мм.
Усилие прижатия измерительного электрода к стенке скважины, не менее 50 Н.
Характеристики
Ток питания колонны, не менее - 5А.
Предел допускаемого значения основной относительной погрешности измерения
п:
%.
Пределы допускаемых значений основных абсолютных погрешностей измерений:
U –
50мкВDU – 50нВ
D2U – 50нВ
I - 100мкА
Динамический диапазон измерения основных электрических параметров, не менее:
U – 90дБ
DU – 100дБ
D2U – 100дБ
I – 100дБ
Рабочий диапазон температур окружающей среды: от –10оС до +125оС.
Предельное гидростатическое давление рабочей среды – 100 МПа.
Время установления рабочего режима аппаратуры ЭКОС-31-7, не более 3 мин.
Электрическое питание скважинного прибора аппаратуры ЭКОС-31-7:
- В режиме измерения - постоянный ток - 250 мА
- В режиме работы ЛУД УПУ - импульсный ток частотой 7..10 Гц, величиной до 1 А.
Потребляемая мощность:
- В режиме работы ЛУД УПУ, не более - 60 ВА
- В режиме измерения, не более – 25 Вт.
Сопротивление изоляции между корпусом головки электронного блока и ее контактами при нормальной температуре должно быть не менее 1 МОм.
Аппаратура ЭКОС-31-7 должна сохранять свои характеристики в течение времени непрерывной работы не менее 24 час.
Скважинный прибор вибро- и ударопрочен, т.е. выдерживает без механических повреждений воздействие вибраций и ударов в соответствии с ГОСТ 26116-84.
Аппаратура ЭКОС-31-7 в транспортной таре выдерживает без повреждений механические воздействия, соответствующие предельным условиям транспортирования, указанным в ГОСТ 26116-84.
Установленный срок службы 1 год.
Наземный блок
Средняя наработка на отказ должна быть не менее 100 ч.
Установленная безотказная наработка не менее 35 ч.
Скважинный прибор аппаратуры ЭКОС-31-7
Средняя наработка на отказ должна быть не менее 100 ч.
Установленная безотказная наработка не менее 25 ч.
Критерием предельного состояния является экономическая нецелесообразность продолжения эксплуатации по заключению технической службы предприятия, эксплуатирующего изделие.
Комплектность
Комплектность поставки скважинной части аппаратуры ЭКОС-31-7 должна соответствовать таблице 1.
Таблица 1
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Назначение |
ГТ 2.016 |
Зонд измерительный |
1 1 1 |
Предназначена для обеспечения надёжного контакта измерительных электродов M1, М2, N и токовых электродов А1, А2 со стенками обсадной колонны, измерения первичных параметров и передачи их на телесистему. |
|
В составе: |
|
|
ГТ 2.018 |
Гидропривод УПУ |
1 |
|
ГТ 3.045 |
Электрод верхний (А1) |
1 |
|
ГТ 2.032 |
Гибкая 3-х точка (M1-N-М2) |
|
|
ГТ 3.037 |
Блок измерительный электронный |
1 |
|
ГТ 3.042 |
Электрод нижний (А2) |
1 |
|
ГТ 2.027 |
Верхний электронный блок скважинного прибора. |
1 1 1 |
Предназначен для обеспечения прибора питающими напряжениями, измерения и передачи первичных параметров электрического зонда и гидросистемы на поверхность. |
ГТ 4.113 |
Груз |
2 |
Балласт |
ГТ 4.125 |
Комплект ЗИП |
1 |
Для обслуживания и ремонта |
5.4.2. Комплектность поставки наземной части аппаратуры ЭКОС-31-7 должна соответствовать таблице 2.
Таблица 2
Обозначение |
Наименование |
Кол. |
Назначение |
ГТ 2.028 |
Наземный блок |
1 |
Предназначен для питания: гидропривода УПУ импульсами тока отрицательной полярности, постоянным положительным напряжением верхнего электронного блока скважинного прибора, ретрансляции команд и данных между скважинным прибором и компьютером. |
|
Генератор тока * (Не поставляется) |
|
Предназначен для подачи тока заданной величины на зонд, через геофизический кабель. |
ГТ 4.127 |
Метрологическая установка ЭКОС (Не поставляется) |
|
Для настройки и проверки основных параметров ЭКОС |
*Примечание:
При использовании каротажной станции «Мега» может применяться генератор тока типа «Мега-Исток 1», который в комплект поставки не входит.
При использовании других каротажных станций может применяться регулируемый двуполярный источник тока с частотой от 0 до 10 Гц, мощностью до 2,5 кВА (например, типа ADC 7480/220, максимальная мощность до 3,2 кВА, дополненный коммутатором полярности тока).
Принцип действия
Электрическая схема зонда КР-1 аппаратуры ЭКОС-31-7 изображена на рис. 3.
На обсадную стальную колонну, сверху и снизу, симметрично относительно измерителей, поочередно во времени через токовые электроды А1 и А2 подается ток питания колонны силой в несколько ампер. Обратный токовый электрод В располагается на поверхности (обычно используется устье колонны соседней скважины).
Производятся измерения потенциала U в точке N относительно удаленной точки Nуд., расположенной на устье скважины, в которой производятся измерения, первой разности потенциала dU между точками М1 и М2 (в аппаратуре ЭКОС-31-7 расстояние М1М2 - 1м) и второй разности потенциала d2U на измерительной базе M1NM2 (электрод N расположен посередине между электродами М1 и М2). Эти измерения производятся при стоянке прибора на точке, причем на каждой точке дважды: когда ток питания колонны подан через токовый электрод А1 и токовый электрод А2.
Основное требование к проведению измерений – соблюдение условия стационарности измерений, то есть качественные измерения возможны лишь в том случае, когда условия проведения измерений не менялись на протяжении всего времени регистрации сигналов от обоих токов колонны.
Рис. 3. Электрическая схема зонда.
Структурная схема.
Структурная схема аппаратуры ЭКОС-31-7 изображена на рис. 4.
Скважинный прибор состоит из следующих частей:
основной электронный блок (блок ТИС);
гидропривод с расположенным на нем токовым электродом А1;
гибкая измерительная трехточка (измерительные электроды М1, N, М2);
измерительный электронный блок;
токовый электрод А2;
груз.
В основном электронном блоке (блоке телеметрии) расположены все электронные схемы прибора кроме измерителей первой и второй разностей потенциала, расположенных в измерительном электронном блоке.
Гидропривод, развивая давление 5-6 атм. в исполнительных устройствах, обеспечивает необходимый для качественных измерений прижим измерительных электродов к стенкам колонны.
Токовые электроды А1 и А2 – неуправляемые, рессорного типа, имеют постоянный контакт со стенками обсадной колонны.
Состав наземной аппаратуры:
наземный блок;
источник тока питания колонны;
компьютер.
В наземном блоке расположены наземная часть телеметрии аппаратуры и устройства питания скважинной электроники и насоса гидропривода.
Источник тока питания колонны – мощный источник, обеспечивающий стабилизированный ток порядка 5-6 ампер на нагрузке 20-30 Ом.
Компьютер используется для управления аппаратурой ЭКОС-31-7, записи и хранения сигналов и расчетов УЭС горной породы.
Рис. 4. Структурная схема аппаратуры ЭКОС-31-7.
Блок-схема
Блок-схема электрических соединений аппаратуры ЭКОС-31-7 (рис. 5) включает в себя источник тока питания колонны (3), наземный блок (2), компьютер (1), скважинный прибор (4). Скважинный прибор и наземная аппаратура соединены бронированным семижильным кабелем. Скважинный прибор включает в себя скважинную приемо-передающую часть ТИС, импульсный блок питания электроники прибора, коммутатор тока питания колонны, измерители служебной информации, гидропривод с исполнительными устройствами, измерители основных параметров (I, U, dU, d2U) (эти модули на схеме не показаны), токовые электроды А1 иА2 и измерительные электроды М1, N, М2.
Аппаратура ЭКОС-31-7 использует все жилы кабеля:
- первую ЖК – для подключения ко входу измерителя потенциала, расположенного в скважинном приборе, удаленного электрода Nуд. (10);
- вторую и третью ЖК (9) – как симметричную пару для работы телесистемы и подачи по ним относительно брони кабеля (ОК) питающих напряжений для скважинной электроники и насоса гидросистемы (по фантомной схеме);
- с четвертой по седьмую ЖК (8) включены параллельно на выход источника тока (по ним подается ток питания колонны на токовые электроды А1, А2).
Управление источником тока и скважинным прибором (через наземный блок) осуществляется через компьютер (6) и (5).
Выход источника тока, не связанный с общим заземлением, подключается к включенным параллельно 4-7 ЖК и к собственному проводу заземления (обратный токовый электрод В (7)).
Индикация напряжений питания скважинной электроники и гидравлического насоса осуществляется в наземном блоке и на мониторе компьютера (в окне регистрирующей программы).
Спуско-подъемные операции выполняются при отсутствии избыточного давления в гидросистеме скважинного прибора.
Для измерения электрического сопротивления горных пород необходим надежный низкоомный контакт измерительных электродов с обсадной колонной. Эту функцию выполняет гидравлическая система прибора, которая за счет создания избыточного (по отношению к скважинному давлению) рабочего давления увеличивает размеры исполнительных устройств, на которых расположены измерительные электроды, вдавливая твердосплавные заточенные наконечники последних в тело колонны. Контроль за работой гидравлической системы осуществляется с помощью датчика избыточного давления в системе микропереключателя. Гидросистема работает в цикличном режиме, то есть, для того чтобы сбросить рабочее давление, надо его увеличить до порогового значения после чего произойдет его сброс. Давление, создаваемое в гидросистеме относительно скважинного, достигает 7-8 атмосфер; давление, достаточное для обеспечения хорошего контакта измерительных электродов с колонной и проведения измерений, 5-6 атм.
Рис. 5. Блок-схема электрических соединений аппаратуры ЭКОС-31-7.
Сброс давления в гидросистеме контролируется по положению микропереключателя и резкому изменению показаний АЦП датчика давления.
Собственно измерения заключаются в
регистрации соответствующих сигналов
(U, I, dU,
d2U) поочередно
от двух токов, подающихся на колонну
выше и ниже измерителя M1NM2,
накопления сигналов, расчете их средних
значений и вычисления
по
формуле (2).
Функциональная схема скважинного прибора.
Аппаратура ЭКОС-31-7 включает наземные и скважинные блоки, соединенные бронированным каротажным кабелем.
В состав наземной части прибора входят:
блок питания электромагнита гидросистемы скважинного прибора;
блок питания электроники скважинного прибора;
наземная часть телесистемы прибора;
источник тока питания колонны;
персональный компьютер.
Наземная аппаратура обеспечивает работу скважинного прибора необходимыми электропитанием, командами управления, приемом и записью регистрируемой информации, а также представлением контролируемых параметров в удобной для работы оператора форме.
Функциональная схема скважинного прибора ЭКОС-31-7 представлена на рис. 6.
В основном электронном блоке расположены: импульсный блок питания (ИБП), обеспечивающий необходимыми напряжениями электронные схемы прибора; телеметрия (ТИС) со своим приемо-передатчиком (ПРМ-ПРД), обеспечивающая управление работой прибора и передачу на поверхность регистрируемых параметров; токовый ключ, коммутирующий выход источника тока питания колонны на токовые электроды А1 и А2; измеритель избыточного давления в гидросистеме; измерители токов питания колонны и потенциала. Все измерители развязаны с общей приборной землей при помощи изолирующих преобразователей (DC/DC) и имеют индивидуальные заземления, связанные только с входными цепями. Обмен информацией между измерителями и ТИС осуществляется по внутриприборной цифровой линии связи.
В измерительном электронном блоке расположены измерители первой и второй разностей потенциала со своими преобразователями напряжения питания.
В гидроприводе прибора расположены: датчик (Р), измеряющий давление в гидросистеме, и микропереключатель (МП), индицирующий состояние гидропривода.
Рис. 6. Функциональная схема скважинного прибора ЭКОС-31-7.