УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАММА-ГАММА КАРОТАЖА, ДОСТАВЛЯЕМОЕ В ИНТЕРВАЛ ИССЛЕДОВАНИЯ НА БУРОВОМ ИНСТРУМЕНТЕ
DEVICE FOR GAMMA-GAMMA LOGGING, DELIVERED TO INTERVAL OF INVESTIGATION ON DRILLING TOOL

Изобретение относится к ядерной геофизике, а более конкретно к области ядерно-физических определений плотности горных пород, пересекаемых буровой скважиной, приборами, доставляемыми в интервал проведения исследований на буровом инструменте.
Известно устройство для проведения ГГК в процессе бурения скважины [1]. Устройство содержит аксиально расположенные источник гамма-излучения, два детектора гамма-излучения и необходимую защиту детекторов от прямого излучения источника. Сборка и подключение прибора в компоновку буровых труб для проведения скважинных исследований проводятся непосредственно на устье скважины при отсутствии радиоактивного источника. После окончания сборки на мостки буровой установки подводится место прибора, в которое требуется установить радиоактивный источник, проводится его установка и фиксирование от самопроизвольного отсоединения, и прибор в составе буровых труб перемещают к исследуемым интервалам. Благодаря зарядке в прибор радиоактивного источника после окончания сборки всей компоновки время облучения обслуживающего персонала минимизируется. Таким же образом проводится и извлечение источника после завершения скважинных работ.
Также известно устройство для проведения ГГК в процессе бурения скважин [2]. Устройство содержит источник гамма-излучения, два детектора гамма-излучения, конструктивные элементы защиты от прямого гамма-излучения. Установка и снятие радиоактивного источника проводится аналогично [1].
Недостатком этих двух устройств является невозможность извлечения радиоактивного источника из прибора в случае возникновения аварии и невозможности подъема прибора на поверхность. Радиоактивный источник заряжается в прибор и вынимается из прибора с помощью манипулятора оператором-геофизиком.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство [3], содержащее гамма-поглощающий экран, внутри которого размещены источник гамма-излучения в контейнере, детекторы гама-излучения, расположенные внутри герметичного корпуса, односторонне направленные коллимационные каналы, выполненные в гамма-поглощающем экране напротив источника и детекторов гамма-излучения. Устройство собирается в компоновку следующим образом. Прибор поднимают на устье скважины и фиксируют в клиньях.
На прибор надевают защитный диск, основное предназначение которого перекрытие скважины от возможного попадания в нее радиоактивного источника в процессе установки его в прибор. Через открытый верхний конец скважинного прибора специальными ключами устанавливается радиоактивный источник. Далее к прибору подводят следующий в компоновке элемент. Это может быть как буровая труба, так и скважинный прибор. Производят подсоединение к прибору вышестоящих элементов компоновки. Скручивают резьбы и транспортируют прибор в интервал исследования Разборка и извлечение радиоактивного источника проводится в обратном порядке.
Предлагаемое в устройстве [3] техническое решение позволяет в случае прихвата бурового инструмента вместе с прибором провести аварийное извлечение радиоактивного источника. Для этого через центральное отверстие вышестоящих буровых труб и приборов опускается на кабеле ловушка, которая захватывает контейнер с радиоактивным источником и поднимает его на поверхность.
Недостатком устройства является существенно повышенное время работы при монтаже/демонтаже компоновки с установленным в прибор источником. Все время подсоединения к прибору вышестоящего элемента компоновки происходит облучение обслуживающего персонала.
Предлагаемое изобретение решает задачу уменьшения облучения обслуживающего персонала за счет сокращения времени, необходимого на загрузку и выгрузку радиоактивного источника в сборку.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство, позволяющее проводить зарядку скважинного прибора после проведения полной сборки компоновки сбоку с помощью длинного манипулятора с последующим перемещением установленного источника за пределы зоны облучения обслуживающего персонала. В штатных ситуациях разрядка прибора после проведения скважинных исследований будет проводиться так же путем извлечения его сбоку с помощью длинного манипулятора. Однако, в случае прихвата бурового инструмента вместе с прибором и радиоактивным источником, камера, в которую вставляется источник, может быть извлечена вертикально вверх вдоль оси прибора ловильным инструментом на кабеле.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для проведения радиоактивного каротажа с доставкой в интервал исследования на буровом инструменте, содержащее корпус скважинного прибора, в котором выполнены коллимационные окна для прохождения гамма-излучения, в котором размещены контейнер с расположенным в нем источником радиоактивного излучения и герметичный корпус электронного блока с детекторами гамма-излучения и электронными схемами, характеризуется тем, что в контейнере для размещения источника гамма-излучения и в корпусе скважинного прибора выполнены боковые каналы для обеспечения возможности установки и фиксации в контейнере источника радиоактивного излучения со стороны боковой поверхности устройства. Устройство может быть снабжено штифтом, фиксирующим контейнер для размещения источника гамма-излучения относительно корпуса прибора и разрушающимся при превышении осевой нагрузки свыше заданного значения для извлечения контейнера.
Техническим результатом предлагаемого устройства является сохранение технологии боковой зарядки/разрядки полностью собранной компоновки прибора с минимальным временем облучения обслуживающего персонала и возможность при необходимости аварийного извлечения источника ловильным инструментом на кабеле.
Для примера: Время работы специалиста с радиоактивным источником при его установке в собранную компоновку сбоку манипулятором составляет не более 30 сек, затем прибор с радиоактивным источником опускают вниз за пределы зоны облучения обслуживающего персонала. Работа проводится с помощью манипулятора длиной не менее 1,5 м. Время установки радиоактивного источника с торца прибора с последующим подсоединением вышестоящего элемента компоновки занимает не менее 3÷4 минут у двух специалистов. При этом применение манипуляторов длиной более 0,5 практически невозможно. Как следствие - увеличенная доза радиоактивного излучения.
Техническая сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг 1 приведен разрез устройства.
Устройство содержит корпус 1 скважинного прибора, заканчивающийся с обеих сторон подсоединительными резьбами, коллимационные окна 2 для прохождения гамма-излучения, герметичный корпус 3 электронного блока скважинного прибора, фиксирующую гайку 4 для крепления блока электроники внутри корпуса скважинного прибора, детекторы регистрации гамма-излучения 5, фотоэлектронные усилители с соответствующими электронными схемами 6, электронный блок 7 для обеспечения питания электронных схем и хранения регистрируемой информации, камеру 8 для размещения источникодержателя 9, источник гамма-излучения 10, в корпусе 1 прибора выполнен боковой канал 11 для вставления источникодержателя 9 в камеру 8. Для фиксирования камеры 8 от самопроизвольного выпадения в нее через корпус вставлен штифт 12.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 скважинного прибора во время сборки на устье скважины подсоединяется к компоновке с помощью подсоединительных резьб, расположенных по обеим сторонам корпуса. Так же в корпус 1 скважинного прибора заранее вставлена камера 8. Для исключения самопроизвольного выпадения камера 8 фиксируется штифтом 12. Штифт 12 выполнен из материала такой прочности, что приложенное усилие свыше определенного заданного значения вдоль оси прибора на извлечение камеры 8 разрушает штифт 12 и позволяет с помощью ловильного инструмента произвести извлечение камеры 8 с расположенным в ней внутри источникодержателем 9 и радиоактивным источником 10. На устье скважины полностью собранную компоновку скважинных приборов перемещают таким образом, чтобы с помощью длинного манипулятора оператор мог произвести размещение сбоку источникодержателя 9 в камеру 8 прибора. Сразу же после зарядки прибора радиоактивным источником компоновку приборов опускают в скважину.
После отработки в скважине в штатном режиме компоновка приборов поднимается и производится с помощью длинного манипулятора извлечение сбоку прибора источникодержателя 9 с расположенным в нем радиоактивным источником 10. После извлечения радиоактивного источника начинается разборка компоновки.
В случае возникновения аварии и невозможности извлечения на поверхность скважинного прибора, через внутренний канал буровых труб опускают ловильный инструмент, который захватывает камеру 8 и, выломав фиксирующий штифт 12, достают ее на поверхность вместе с расположенным в ней источником радиоактивного излучения 10.
Предлагаемое устройство позволяет проводить зарядку скважинного прибора после проведения полной сборки компоновки сбоку с помощью длинного манипулятора с последующим перемещением установленного источника за пределы зоны облучения обслуживающего персонала за минимальное время, что резко снижает степень облучения обслуживающего персонала.
Источники информации
1. Патент USA 5134285 Telico Oilfield Services Inc. 1991 г.
2. Патент USA 6666285 Precision Drilling Technology Services Group Inc. 2002 г.
3. Патент РФ RU 2073896 C1. Устройство для гамма-гамма-каротажа наклонных и горизонтальных скважин, 1993 г.