Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

При проведении в скважинах геотермических исследовании применяются различные термометры. Здесь вкратце рассматриваются лишь конструктивные особенности различных термометров для выяснения возможности их применения при измерении температуры циркулирующей промывочной жидкости в бурящейся скважине.

Наиболее простыми по своей конструкции являются максималь­ные термометры. Они спускаются в скважину в специальных герме­тичных гильзах, так как под действием давления столба заполня­ющей скважину жидкости возможны значительные ошибки опреде­ления температуры. Обычно для контроля в одну и ту же гильзу закладывают два-трн термометра.

Для предотвращения возможного сбрасывания в капилляре ртути от сотрясений и ударов при спуске термометра в скважину применяются специальные амортизаторы, центрирующие пружин­ные фонари и т. п.

Иногда во избежание преждевременного сбрасывания ртути термометры устанавливали в гильзу в перевернутом состоянии, однако это не дало положительных результатов [34].

Недавно предложен максимальный ртутный бросовый термометр конструкции И. Г. Куруса, позволяющий определять температуру на забое бурящейся скважины в период установившегося темпера­турного режима промывки. Термометр сбрасывают внутрь буриль­ной колонны. Достигнув забоя, он фиксирует заниженную вследст­вие ‘циркуляции температуру, которая, однако, остается максималь­ной для скважины. Подняв термометр па поверхность, удается зафик­сировать температуру на забое скважины в период циркуляции.

Погрешность определения температур максимальными ртутными термометрами составляет 0,5° С. Время, необходимое для того, чтобы ртутный термометр воспринял температуру окружающей среды, составляет около 30 мин. При этом показания термометра существенно зависят от того, чем заполнена гильза. Так, три термо­метра, одновременно спущенные в скважину на глубину 4485,5 м, дали следующие результаты (в °С) [34].

Термометр, находившийся в пустой гильзе…………………………………. . 202

Термометр, находившийся в гильзе, заполненной нефтью. . 238

Другой термометр, находившийся в тех же условиях…. 227

Работа с максимальными ртутными термометрами затрудняется, если температура на поверхности выше температуры, замеряемой в скважине. При этом возможны значительные ошибки в показаниях, даже если п приняты специальные меры предосторожности.

Серьезным недостатком ртутпых максимальных термометров является то, что опи нозволяют замерять температуру только в одной заданной точке скважины. При этом после каждого замера необхо­димо поднимать термометр и спускать его в скважину для нового замера.

Для устранения этого недостатка был предложен так называ­емый фототермометр, который представляет собой несколько ртутных термометров, заключенных в герметичную гильзу совместно с при­способлением для фотографирования показаний этих термометров в необходимый момент. Лентопротяжный механизм фототермометра позволяет сделать несколько снимков в различных точках скважины.

Для управления всеми операциями, связанпыми с фиксацией показаний фототермометров, используется каротажный кабель, на котором аппарат спускается в скважину. Однако и этот тип ртутного термометра распространения не получил.

В настоящее время широко применяются электрические термо­метры сопротивления, которые позволяют непрерывно регистриро­вать температуру по всему стволу скважины. При этом достигается

Таблица 27 I Тип термометра Техническая характеристика ЭС-СБ ЭТС-1 ЭТМИ-55 11ИИГР Уфимского завода опытного оборудования ЭСО-2 Кабель, на который рассчи­тан термометр……………….. Трехжильыый Одножильный Максимальный диаметр, мм 60 33 60 — 63 Длина прибора, мм. . . 796-895 594 950 — 927 Максимальное рабочее да­вление, кГ/см2 …. 400 600 800 800 600 Максимально допустимая температура, “С… 100 120 170 150 120 Постоянная времени, сек. 7,0 0,5 0,5 2,5 3,5 Допустимая скорость пере­движения, м/ч: при определении высо­ты подъема цемента и измерении темпе­ратуры скважины. 600 2000-3000 2000-3000 1500 при определении за- трубного движения притока воды и изме­рении естественной циркуляции…. 250 1000-2000 1000—2000 500 —

значительно большая скорость замеров при достаточной нх точ­ности.

Термометры сопротивления спускаются в скважину на каротаж­ном кабеле, причем термометры изготовляются для работы с одно­жильным и трехжильным кабелем. Краткая техническая характе­ристика основных типов термометров сопротивления приводится в табл. 27.

Известны и другие типы глубинных дистанционных электриче­ских термометров, например термометр Н. И. Непримерова и термо­метр типа ПС, внедренный на морских промыслах Азербайджана [7]. Применение указанных ртутных и электрических термометров вызывает необходимость использовать кабель или стальной трос, поэтому их нельзя применять в бурящихся скваичинах. Rton

Рис. 35. Зависи­мость электриче­ского сои ротив ле­пил от темпера­туры.

Применять электротермометры даже при бу­рении скважин электробуром (с использованием кабеля электробура) также невозможно, так как при изменении температуры обычные термочув­ствительные плечи электротермометров дают не­значительное изменение сопротивления, тогда как изменение сопротивления кабеля и контактов значительно влияет на точность показаний.

1 — термистор; s — обычное сопротивле­ние.

Материал применяемых полупроводников для изготовления термосонротпвлений (термисторов) обладает резко выраженной зависимостью элек­трического сопротивления от температуры. В от­личие от обычного проволочного сопротивления, имеющего прямую линейную зависимость вели­чины сопротивления от температуры, термисторы обладают обратной нелинейной зависимостью, что видно нз рнс. 35.

Использование термисторов в качестве чувствительного плеча в электрических термометрах привело к появлению так называе­мых термометров на термисторах. Впервые такой термометр для изме­рения температуры в скважинах (типа СТТ) был разработан но предложению В. М. Запорожца.

Чувствительный элемент этого термометра состоял из шести последовательно соединенных термисторов марки ММТ-6, запрессо­ванных в медную трубку. Диаметр термисторов составлял всего лишь 0,8 мм при длине их около 12 Однако из-за недостатков в работе и затруднений в изготовлении этого термометра внедрение его в практику ограничено.

Известен глубинный термисторнын термометр конструкции ТатБИИ. Диапазон измерения температуры от 0 до 50° С. Тепловая инерция прибора 2—3 сек, диаметр 36 мм.

Ф. Н. Фоменко предложил схему термометра на термисторах, названного ТПФ, которая с успехом была нм использована при исследовании температуры в скважинах, бурящихся электробуром.

В 1962 г. с помощью термометра ТПФ в Азербайджане были заново замерены температуры в скв. 189 месторождения Карадаг [141 на глубине 3765 м, что значительно больше глубины, на которой проводил свои исследования Ф. Н. Фо­менко в 1957 г.

Рис. 36. Схема пзмеревия температуры термометром ТПФ.

а — схема измерения температуры циркулирующей промывочной жидкости термометром ТПФ: 1 — измерительный мост, г — токопроводящая жила кабельной линии, 3 — обмотка фазового реле: 4 — контакт фазового реле. S — полупроводниковый датчик (термистор), в —• обмотка электробура; б — схема термометра ТПФ с полупроводниковым датчиком: I — контактный стержень, 2 — уплотнение стержня, з — опора, 4 — термистор, s — кор­пус, в — вр ужина лубрикатора, 7 — поршень лубрикатора, 8 — контакты, 9 — замыкатель, 10 — червяк, 11 — гайка с поводком, 12 — ротор фазового реле, 13 — статор фазового реле, II — подшипник, 15 — силовые провода, 1в — уплотнение контактной муфты, 17 — опора, 18 — контактная муфта, 19 — труба бурильная (короткая).

Схема этого термометра показана на рис. 36, а. Он представляет собой наполненное маслом герметичное устройство, в которое встроен термо­чувствительный датчик со сдвоенным термистором ТОСМ-4. Последний

при помощи фазового реле присоединяется к силовым проводам токопровода, проходящим через прибор — термометр. Весь при­бор закрепляется в специальном переводнике и может быть установлен в любой части бурильной колонны без нарушения под­вода тока к электробуру и потока промывочной жидкости к долоту. Регистрирующая аппаратура для термометра располагается на поверхности.

На время замера температуры электробур при помощи специаль­ного устройства отключается, после чего измеряют сопротивление термистора с компенсацией э. д. с. спонтанной поляризации. По окончании замера измерительную аппаратуру отключают и вклю­чают электробур для продолжения бурения.

Однако опыт показал, что пользоваться термометром типа ТПФ довольно сложно, так как необходимо иметь специальное оборудо­вание на поверхности, от совершенства которого в значительной степени зависит точность замера; необходимо тщательно тарировать термисторы и соблюдать самые строгие меры по технике безопас­ности. При бурении турбобуром или ротором термометр типа ТПФ применять нельзя. По этим же причинам ограничиваются возмож­ности применения комплексного устройства, предложенного

В. JI. Фуксом [74], которым в отличие от прибора ТПФ, кроме температуры, можно замерить напряжение на зажимах двигателя электробура.

Более простой способ определения забойной температуры цир­кулирующей промывочпой жидкости, а также характера распреде­ления температуры по стволу скважины при наличии циркуляции в ней предложен авторами работы [30] и заключается в следующем.

В бурильную колонну на кабеле спускают специальный снаряд с вмонтированными в него термисторами марки ММТ-6. Для гер­метизации устья скважипы устанавливают специальный лубрикатор. Изменение сопротивления термисторов от температуры фиксируется при помощи измерительной системы каротажной станции ОКС-56.

Описанный способ исследования распределения температуры в скважине при циркуляции глинистого раствора можно считать приемлемым и довольно точным. Однако проводить псследования при этом способе трудно, так как необходимо предварительно под­готовить скважину, иметь спецпальпое оборудование (каротажная станция, лубрикатор и т. п.), кроме того, возможны технологические осложнения.

В зарубежной литературе описаны глубинный осциллограф и прибор, фиксирующий показания на магнитную ленту [81], с по­мощью которых можно определять и температуру в скважине. Однако устройство этих приборов довольно сложно.

Глубинный самопишущий термометр ТГГ-1 (рис. 37) предста­вляет собой термометр манометрического типа, упругим элементом которого является геликс, соединенный при помощи капиллярной трубки с термобаллонамп. Внутренняя полость геликса заполняется обычно водой, а термобаллона — толуолом. При нагревании термо­метра, рабочая жидкость расширяется, повышая давление в термо­баллоне. Далее давление по капилляру передается на геликс, кото­рый одним концом наглухо закреплен, а на другом конце имеет острие. Под действием давления конец геликса раскручивается и записывает на диаграммном бланке. Диаграммный бланк вставлен в специальную коробку, которая приводится во вращение часовым механизмом. Так как угол, на который раскручивается геликс,

пропорционален давлению, а следовательно, и температуре, то на диаграммном бланке получается кривая изменения температуры во времени.

Диаграммная запись расшифровывается после извлечения термо­метра на поверхность.

и в д— —

ЕЯ. ЕЗ

Ряс. 37. Схема глубин­ного самопшяущего тер­мометра ТГГ-1.

1 — узел приводного меха — ниама; 2 — корпус; я — муфта сцеплении; i — винт; S — каретка; а — узел запи­сывающего устройства; 7— винт; 8 — узел термочув­ствительного элемента (ru — ЛИКС); 9— термобаллом; 10 — карман дли максимального термометра.

Рис. 38. Схема глубин­ного плунжерного тер­мометра.

/ — кожух; 2 — термобал­лон; J цилпндр; •1 — по­лированный плунжер; 5 — шток плунжера; 6 — перо; 7 — каретка; 8 — зубчатое колесико; 9 — часоиой ме­ханизм.

Рис. 39. Схема глубин­ного самопишущего тер­мометра ТГБ-2.

I — наконечник; 2 труба; з — узел термочувствитель­ного элемента; 4 — винт; 5 — ось; в — труба каретки; 7 — узел записынающеги ус- тройстоа; 8 — каретка; 9 — винт; 10 — труба турбины;

II — узел турбинного ус­тройств; 12 — хвостовик.

Термометр ТГГ-1 комплектуется в стальном цилиндре диаметром 35 лш и длиной 1500 мм, выпускается он на диапазон температур 30, 40 и 60 С, порог чувствительности 0,2е С, класс точности 1-й, максимальная ордината записи 50—52 мм, рабочее перемещение диаграммной каретки 60 мм [68].

Известен глубинный геликсный термометр с диапазоном измере­ний 10—20° С 186). Термометр создан на базе манометра ТГГ-24; порог чувствительности этого термометра составляет 0,04—0,05° С.

Для периодических замеров температуры нефти в скважине применяется геликсньш самопишущий термометр Г. И. Цховребова. Чувствительность данного термометра 1—2° С, предел измерений от 0 до 43° С.

Г. Г. Поляковым па базе глубинного геликспого манометра МГГ-2У предложен термометр ТГГ-150/600 [66]. Прибор предназна­чен для работы в скважинах с забойной температурой до 150° С при давлении до 600 кГ1смг, инерция прибора 10 мин, продолжи­тельность работы 6—10 ч, основпая приведенная погрешность ±0,5%, диаметр 36 мм. Термометр типа ТГГ-150/600 был успешно применен для замера температуры циркулирующей промывочной жидкости в бурящихся скважинах, одпако при проведении замеров скважину не бурили.

Ю. Л. Балакирев, Р. П. Кулиев и Э. И. Саркисов сконструиро­вали глубинный плунжерный термометр [71. Регистрирующим эле­ментом термометра является шток плунжера, который свободно перемещается в полированном цилиндре (рис. 38). Этот термометр работает в диапазоне температур от 0 до 100° С; порог чувствитель­ности 0,2° С.

Глубинные самопишущие биметаллические термометры типов ТГБ-2, ТГБ-3 [68] и ТГБ-4 состоят из трех основных узлов: термо­чувствительного элемента, каретки с записывающим устройством и турбинного устройства, предназначенного для перемещения каретки с диаграммным бланком (рпс. 39). В термометрах типа ТГБ-3 и ТГБ-4 турбинное устройство заменено часовым механизмом. Термо­чувствительный элемент выполнен из биметаллической винтовой ленточной пружины, прикрепленной нижним концом к корпусу термометра, а верхняя к оси, связанной с записывающим устрой­ством.

При изменении температуры окружающей среды битметаллнче- ская пружина раскручивается и приводит в действие записывающее устройство, в результате на бланке получается запись температуры во времени.

Биметаллические термометры предназначены для непрерывной регистрации температур вдоль ствола горячих скважин. Пределы измерений наиболее удачного по конструкции термометра ТГБ-4 от 150 до 300° С, погрешность измерений ±0,5—1° С, постоянная времени 10 сек, чувствительность 0,5° С, продолжительность работы 4 ч, диаметр 83 мм.

Во ВНИИ разработан и успешно испытан электрический термо­граф с контактным датчиком ТГК 173]. Принцип работы прибора заключается в прослеживании уровня ртути контактного термометра при помощи электродвигателя постоянного тока и релейиоследящей системы. Изменение уровня ртути автоматически регистрируется на бланке, приводимом в движение часовым механизмом.

Рабочий диапазон измерений температур термографом ТГК-2 составил от 0 до 120° С, наименьшая статическая тепловая инерция прибора 13 сек, диаметр 42 мм, чувствительность 0,05° С, точность измерения температуры составляет ±0,1° С.

Описанные выше типы глубинных самозаписывающих термомет­ров предназначены для действующих фонтанных, компрессорных пли глубиннонасосных скважин и спускаются в скважину на тонком канатике, поэтому устье скважин оборудуется лубрикатором с саль­ником.

Если термометры аналогичной конструкции разместить в спе­циальном переводнике, то они могут быть установлены в какой-либо части бурильной колонны без тросиков или канатиков. Однако возникает проблема борьбы с вибрациями и сотрясениями, возни­кающими в процессе бурения.

Таким образом, при эксплуатации любого из описанных термо­метров (ртутных ТГГ, ТГБ, Амерада, ЭС-СБ, ЭТС-1, ЭТМН-55, НИИГР, СТТ, ТГК, ПС, ТПФ и т. д.) необходимо иметь кабель или тросик, на котором термометр спускают в скважину, а для элек­трических термометров он служит каналом питания и связи прибора с поверхностью. Поэтому такие термометры нельзя применять в сква­жинах, бурящихся роторным или турбинным способом.

Проблему регистрации температур в скважинах, бурящихся тур­бинным и роторным способами без помех для бурения следует решить созданием глубинного самопишущего термометра, не нуждающегося в тросике или кабеле и не боящегося ударов и сотрясений.

В соответствии с техническими и технологическими условиями современного бурения можно заключить, что прибор для регистра­ции температуры промывочной жидкости в бурящейся скважине должен находиться на забое скважины в специальном переводнике, установленном над турбобуром или долотом, иметь диаметр не более 90 мм при бурении до глубины 5000 м и 40 мм при бурении до глу­бины 7000 м, при работе на глубинах порядка 5Й00 м выдерживать давление не менее 750 кГ1смг и температуру 150° С, а при работе на глубинах до 7000 м — давление 1100 кГ/смг и температуру 220° С, рассчитываться на рабочий интервал температур от 55 до 150° С (при работе до глубин 5000 м) и от 105 до 220° С (при работе до глу­бин 7000 м), иметь наименьшую константу времени, иметь надежное записывающее устройство, устойчивое к сильным вибрациям п ударам.

Изменение температуры промывочной жидкости па забое сква­жины в процессе бурения можно непрерывно регистрировать с по­мощью глубинного самопишущего ртутного термометра. На рис. 40 показана схема этого прибора.

Он состоит из защитного кожуха 1, часового механизма 4, элек­трической батареи 2 и фототермометра 8.

Последний представляет собой обыкновенный ртутный термометр расширения 9, термобаллон 10 которого находится в защитном ко­жухе 11, заполненном маслом. К капилляру 16 достаточно плотно

прижата фотолента, перемещающаяся по роликам 15. Фотолепта 11 с катушки 19 перематывается на приемную катушку 13 при помощи привода 6′, вращаемого часовым механизмом. Пленка засвечивается двумя лампочками 17, вмонтированными с обеих сторон в светоне­проницаемый кожух 18. На боковой поверхности последнего имеется узкая щель по размеру капилляра, к которой прижимается капил­лярная трубка термометра.

Рис. 40. Схема глубинного самопишущего ртутного термометра.

Во избежание преждевременного засвечивания пленки вся система помещается в светонепроницаемый кожух 12, служащий одновре­менно для крепления всех деталей прибора.

Весь прибор заключен в защитный кожух, который крепится в специальном переводнике 5 при помощи зажимов 3. Переводник с прибором устанавливают над турбобуром или долотом (при ротор­ном бурении) и спускают в скважину.

Принцип работы прибора заключается в следующем. Часть капилляра, заполненная ртутью, непроницаема для света, испускае­мого лампочками, и на фотоленте пе фиксируется; остальная часть фотоленты засвечивается. С изменением температуры высота

столбика ртути в капилляре изменяется, поэтому изменяется и соотно­шение между засвечиваемой и незасвечиваемой частями пленки. Перематывая фотоленту с определенной скоростью, можно получить фотозапись изменения температуры во времени; при этом в среде повышенных температур качество пленки значения не имеет.

Фотолента размечается во времени автоматически с помощью реле отсчета времени 7, которое пред­ставляет собой обыкновенный выключатель, откло­няющий лампочку через каждый полный оборот часового механизма. Пленка за время отключения не засвечивается по всей длине капилляра, а часовой механизм протягивает фотоленту на величину, не­сколько превышающую ширину капилляра, после чего включается свет и запись продолжается в опи­санной последовательности.

Таким образом, в результате применения реле отсчета времени на фото ленте после ее проявления образуется ряд белых полос, отсекающих интер­валы, которые соответствуют каждому обороту часового механизма и дают возможность точно разбить всю диаграмму по времени х.

Рис. 41. Глу­бинный самопи­шущий ртутный термометр ГСРТ-2. 1 — стальная тру­ба; 2—блок элек­тробатарей; 3 — часовой меха­низм; 4 — кожух электроламп; л — термофотокамера; 6 — система кре­пления ртутного капилляра; 7 — термобаллон ртут­ного термометра.

Сравнивая полученный график температур с син­хронной диаграммой индикатора веса, можно опре­делить температуру в процессе всех операций, про­водимых в скважине. При регистрации температуры промывочной жидкости в процессе спуска бурильного инструмента нижний интервал показаний ртутного термометра должен быть принят равным 20° С и верхний конец столбика ртути должен попадать на нижнюю кромку фотопленки.

Соответствующим образом подбирая размеры ка­пиллярной трубки, катушек и приводного механизма, можно получить графики изменений температур с любой точностью и для любых интервалов, ограни­чивающихся областью применения ртутных термо­метров.

В дальнейшем, используя описанный принцип действия, авторы сконструировали и изготовили промышленный образец глубинного самопишущего термометра типа ГСРТ-2 [36].

Общий вид этого прибора представлен на рис. 41, где видны основ­ные части прибора: блок батарей 2, часовой механизм с реле времени 3 и термофотокамера 5.

Для крепления всех деталей прибора использована стальная труба 1 с вырезанными в ней окнами, необходимыми для удобства

1 Описанное реле временп характеризует лишь принцип работы прибора; четкая же фотозапись получена с помощью реле времени, установленного на приборе ГСРТ-2.

монтажа. Внутренний диаметр трубы, равный 52 мм, строго соответ­ствует внешнему диаметру термофотокамеры и центрирующих колец. К нижнему из них специальным винтом плотно прижимается часо­вой механизм; торцовые части часового механизма проложены рези­новыми прокладками.

а

В результате такого крепления деталей исключается возможность их расшатывания под действием вибраций.

Рпс. 42. Термофотокамера прибора ГСРТ-2. а — общий вид; б — детали.

В верхнюю часть трубы 1 вставляют специальпую стальную пробку, в центре которой имеется отверстие с резьбой для ввинчива­ния стержня, который необходим для удобного погружения прибора в кожух высокого давления. Последний состоит из корпуса, трубки высокого давления, в которую входит термобаллон термометра, и герметизирующей коиуспой головки. Трубка высокого давления предварительно заполняется трансформаторным маслом, которое выполняет функцию понизителя тепловой инерции термометра, а так­же амортизатора для стеклянного шарика термобаллона, предотвра­щая его поломку при сотрясении. Толщина стенок кожуха и трубки нысокого давления соответственно 15 п 2 мм, длина кожуха 700 мм, внешний диаметр прибора 87 мм.

Основным рабочим узлом прибора ГСРТ-2 является термофото­камера, внутреннее устройство которой показано на рис. 42.

Лента фотобумаги (или фотопленки) шириной 32 мм вставляется в кассету, состоящую из фигурного светонепроницаемого кожуха 4, который с торцовых участков прикрывается крышками 5. Кожух имеет щель 3, образованную за счет полированного сегмепта 1 и двух направляющих планок 2, имеющих с внутренней стороны кон­фигурацию, аналогичную радиусу сегмента 1, и образующих зазор 0,3 .ил, сквозь который проходит лента фотобумаги. Подобная кон­струкция кожуха обеспечивает полную светонепроницаемость для фотоматериала и в то же время не создает никаких сопротивлений для его протяжки. В верхнюю крышку 5 кассеты запрессован под­шипник 10, на котором жестко крепится привод 7 с ведомой шесте­ренкой 8.

На ннжшою часть привода надевается (на шпопке) катушка 12 с прорезью для крепления фотобумаги. Для предотвращения коле­бания привода в горизонтальной плоскости на пижней торцовой поверхности последнего сделано углубление, в которое входит игольчатый подшипник 13, укрепленный на нижней крышке. Ведо­мой катушки в кассете нет. Рулоп фотобумаги надевается на поли­рованную часть болта 6.

Заряженная кассета вставляется в корпус термофотокамеры 11, который состоит из верхнего и нижнего фигурных хомутов 17, кожуха для электроламп 9, цилиндрической направляющей втулки 14, стальной трубки с ртутным термометром 15 и укрепляющего винта 16. Кассета крепится болтом 6.

Нижняя часть ртутного термометра, входящая в трубку 15, заливается специальной пластмассой, обеспечивающей надежное закрепление стекла во внутренней части металлической трубки.

Синхронность вращепия приемной катушки термофотокамеры с часовым приводом обеспечивается двумя цилиндрическими шестер­нями с передаточным числом 1:1.

Специальное реле времени через равные интервалы времени включает и выключает электролампочки. С помощью такого реле можно установить любую выдержку, достаточную для правильной экспозиции фотоматериала. При замерах реле было отрегулировано так, чтобы за 1 ч работы часового механизма производилось 46 отсечек с выдержкой, равной 1 сек. Такой режим работы обеспечивает получение четкой термограммы на ленте (фотобумага контрастная, №7) в течение 20 ч. Отрезок полученной термограммы показан на рис. 43.

Перед спуском термометра ГСРТ-2 в скважину его заключают в полость, образуемую двумя специальными переводниками. Первый из них — двухниппельный переводник ЗШ-168 мм X ЗШ-168 мм, второй изготовлен из 203-лл УБТ с расточенным внутренним диа­метром до 127 мм.

В двухниппельный переводник вварено кольцо, которое служит нпжней опорой для прибора. Для крепления верхней (конусной) части прибора во второй переводник ввинчивают центрирующее кольцо. Подбором стандартных переводников прибор ГСРТ-2 можно установить в любой части колонны 168- и 141 — мм бурильных труб.

Термометры ГСРТ-2 тарируют в термостате ТС-24. Температура воды в термостате поднимается от 20 до 90° С с интервалами 10° С. В каждом интервале температура стабилизируется на 15—20 мин и прибор ГСРТ-2 фиксирует ее в виде отсечек на фотобумаге.

После построения тарировочного графика в координатах темпе­ратура — ширина незасвечеипоп части тормограммы тарировочная кривая экстраполировалась до пересечения с верхней кромкой ленты фотобумаги, соответствующей температуре 125° С.

Таким образом, при выбранной ширине фотоматериала прибор ГСРТ-2 может фиксировать температуру среды от 18 до 125° С с точ­ностью 0,5° С, т. е. с точностью обычных ртутных тсрмолютров.

При патурных испытаниях термометр зафиксировал максималь­ную температуру, равную 110° С (скв. 10 Тегчай), которая затем в течение 2-ч промывки снизилась до 83° С. При этом состояние теплоизолированных источников тока (батарея от карманного фона­рика) и фотобумаги, на которой снималась термограмма, оказалось вполне удовлетворительным. С повышением температуры наблюда­лось лишь увеличение жесткости фотобумаги и снижение качества изображения, вполне удовлетворительное для расшифровки термо­граммы. Объясняется это, по-видимому, тем, что фотоматериал и источ­ники тока находятся в сухой воздушной среде (внутренняя герметич­ная полость термометра), температура в которой ниже, чем на стен­ках кожуха высокого давления.

Сопоставив составленный тарировочный график с фототермо — граммой, последнюю можно легко расшифровать.

Учитывая возможность смещения фотоленты в вертикальной пло­скости, температуры следует отсчитывать от специального репера, который на термограмме фиксируется в виде светлой полосы. Репер получен за счет частичного экранирования щели.

Таким образом, температура окружающей среды определяется измерением расстояния от репера до незасвеченной части пленки. В лабораторных условиях опытами было установлено, что в интер­вале температур от 20 до 100° С прибор без кожуха воспринимает температуру спокойной окружающей среды за 40 сек, с кожухом — за 2,5 и 5 мин соответственно при помещении в интенсивно переме­щаемую и неподвижную жидкости. Точность регистрации темпера­тур во всех случаях составляет 0,5° С.

Для проверки работоспособности прибора ГСРТ-2 последиий вначале был испытан в лабораторных условиях, а затем в промыш­ленных.

При испытаниях термометр ГСРТ-2 устанавливали над турбобу­ром и спускали на Глубину 350—400 м. Целью испытании было выяснение условий монтажа и демонтажа прибора, устойчивости его к вибрациям и сотрясениям, а также влияния установки прибора на изменение давления насосов. Как показали результаты испытаний, прибор создает весьма незначительные гидравлические сопроти­вления, так как при производительности 30 л/сек давление на кон­трольном манометре в результате установки прибора увеличивалось менее чем на 1 кГ/см2. Прибор практически не реагирует на сотря­сения и вибрации, а монтаж и демонтаж его идентичны монтажу и демонтажу любого переводника, применяемого в бурении.

Дальнейшие испытания проводились в скв. 291 Карадаг, на скв. 135, 169 Карабаглы и скв. 10 Тегчан.

В первом случае бурили электробуром и термометр был устано­влен над долотом. Максимальная глубина спуска составила 1508 м. На глубинах 1071 и 1500 м скважину промыли нормальным глини­стым раствором удельного веса 1,28 Г/см3 и вязкостью (по СПБ-5) 25 сек; давление па пасосах достигало 40—50 кГ/см1 при производи­тельности 38 л/сек. Общее время испытания прибора составило 11 ч.

В процессе промывки электробур был отключен и бурильные трубы вращались при помощи ротора.

На месторождении Карабаглы прибор ГСРТ-2 испытывали как при турбинном (скв. 135), так и при роторном (скв. 169) бурении. При турбинном бурении термометр устанавливали над турбобуром, при роторном — над долотом. Максимальная глубина спуска при­бора составила: в скв. 135—2700 м, а в скв. 169—3150 м. При про­мывке скважины глинистым раствором удельного веса 1,74— 1,88 Г/см3 давление на насосах достигало 120—130 кГ/см3 при про­изводительности насосов 38—39 л/сек.

В скв. 10 Тегчай прибор был погружен на глубину 3750 м для изучения изменения температурного режима на забое скважины под влиянием циркуляции. Было установлено, что при промывке сква­жины глинистым раствором удельного веса 1,95 Г/см3 и расходе 36 л/сек температура на забое скважины снижается с 110 до 83° С в течение 2 ч. Полученные данные были использованы при цементи­ровании скважины.

Термометр при испытаниях подвергался ударам и сотрясениям; при испытаниях на буровых он выдержал давление примерно 800 кГ/см2.

Испытания показали, что термометр ГСРТ-2 даст четкие термо- грамми (рис. 44) при спуске бурильного инструмента, промывке скважины и бурении.

Глубинный самопишущий ртутный термометр можно спускать на стальном тросике в простаивающую скважину. Это даст возмож­ность замерить температуру но всему ее стволу.

Комментарии запрещены.