Устройство для контроля качества цементирования обсадных колонн Советский патент 1983 года по МПК E21B47/12 

Изобретение относится к области геофизических исследования и может быть использовано для контроля качества цементирования обсадных колонн методом рассеянного гамма-излучения.

Известно устройство, в котором измерительный зонд выполнен в виде свинцового экрана, расположенноевнутри герметичного корпуса, снабженного центраторами, а коллимационные отверстия для источника и детектора расположены на одной образующей. Устройство снабжено приводо обеспечивающим равномерное вращение зонда с необходимой угловой скоростью . .

Недостатком этого устройства является то, что при увеличении диаметра мсследуемых колонн необходим соответственно увеличить дис1метр зонда. Это приводит к снижению чувсвительности, увеличению веса и усложнению привода. . ,

. Наиболее близким по технической сущности к пpeдлaгaeмo ty является устройство для контроля качества цементирования обсадных колонн, которое состоит из корпуса, выполненного в виде трубы, соединенного подвижно со свечным мостом. На кронштейнах, жестко связанных с центральным корпусом, симметрично относительно его оси закреплены измерительные блоки, в каждом из которых размещены источник и детектор гамма-излучений, свинцовый экран и электронный узел. Для обеспечения исследований колонн разного,диаметр предусматривается набор сменных кроштейнов разной длины.Корпус снабжен подпружиненными центраторами шарнирно-рычажного типа с наклонными контактными роликами, обеспечивающими вращение корпуса совместно с измерительными блоками при перемещении прбора по стволу скважины 21.

Недостаток известного устройства сострит в снижении точности измерения за счет изменения зазора между измерительными блоками и стенкойколонны при изменении ее внутреннего диаметра. Применение сменных кронштейнов приводит к усложнению конструкции, делает.ее неудобной в обслуживании и снижает надежность в работе. Целью изобретения является повыше н-ие точности измерений и упрощение конструкции при исследовании сква.жин, обсаженных колоннами с различнь1м внутренним диаметром.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для контроля качества цементирования обсадных колонн, содержащем корпус, соединенный подвижно со свечным мостом, подпружиненные центраторы шарнирно-рычажного типа с контактными

роликами, измерительные блоки, расположенные на образующих цилиндрической поверхности, вписанной с за.зором в обсадную колонну, измерительные блоки шарнирно закреплены на осях контактных роликов .

На чертеже схематично изображено предложенное устройство, общий вид.

Устройство состоит из корпуса 1 подвижно соединенного со свечным мостом 2, внутри которого помещен коллекторный узел 3, обеспечивающий механическую и электрическую связь свечного моста с остальной частью прибора при ее вращении относительно свечного моста. Корпус 1 снабжен двумя (верхним и нижним) подпружиненными центраторами 4 и 5 шарнирнорычажного типа с наклонными контактными роликами б, обеспечивающимид вращение корпуса 1 совместно с изме- рительными блоками 7 при перемещении прибора по стволу скважины. Измерительные блоки 7 шарнирно закреплены непосредственно на осях. При этом оси шарнирных соединений 8 совмещены с осями контактных роликов, а сами ролики 6 выступают над поверхностью блоков 7. Такое решение обесечивает оптимальную величину зазора 9 между стенкой обсадкой колонны 10 и измерительными блоками и ее постоянство независимо от диаметра обсадной колонны и изменения диаметра по стволу скважины. В каждом измерительном блоке размещены источник 11 и детектор 12 гамма-излучения, свинцовый экран 13 с коллимационными отверстиями 14 и 15 и электронный узел 16 для преобразования и передачи информации по кабелю от каждого блока независимо друг от друга.

Устройство работает следующим образом.

При проведении измерений устройство перемещается по стволу СКВЕОХИНЫ, при этом корпус 1 совместно с измерительными блоками 7,посредством наклонно установленных.контактных роликов центраторов, вращается. Детекторы 12 регистрируют кривые интенсивности рассеянного гамма-излучения как по периметру колонны, так и по глубине. Число измерительных блоков может быть различным (от двух до четырех). Увеличениеих числа улучшает качество измерений, но несколько усложняет конструкцию. При проведении измерений благодаря тому, что измерительные блоки непосредственно закреплены на осях наклонных контактных роликов и сами ролики выступают над поверхностью блоков,автоматически обеспечивается постоянный по величине зазор между стенкой колонны и блокаи независимости от диаметра и его изменения. Величина зазора выбирается равной 5-8 мм, что позволяет получить высокую чувствительность из мерений- и хорошую проходимость прибо ра. . Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в: повышении точности измерений за счет обеспечения постоянства зазора между стенкой колонны и измерительны ми блоками при изменении диаметра колонны: . универсальности прибора, т.е. его независимости от типоразмера исследуемых колонн, и возможность его применения в колоннах практически любых диамет1 оВ| даже более 300 мл; уменьшении веса прибора, особенно для колонн большого.диаметра, когда в существующих конструкциях приборов необходимо значительно увеличивать диаметр свинцовых экранов, что приводит к резк саду недопустимому увеличению веса. Указанные преимущества дадут значительный экономический эффект, так как позволяет, во-первых, производить исследования качества цементирования в скважинах обсаженных колоннами диаметром более 250 мм, которых на сегодняшний день в отрасли очень много и которые в настоящее время практически не исследуются,и во-вто-х рых производить исследования с большой точностью. При максимальном внедрении предлагаемого устройства в нефтедобывающую и газодобывающую отрасли ожидаемый экономический эффект составит ориентировочно 300-400 тыс.руб. в год..

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА иЕГ№НТИРОВАПИЯ ОБСАДПиХ КОЛОНН, содержащее корпус, соединенный подвижно со свечным мостом, подпружиненные центратосял шарнирно-рычажного типа с контактными роликс1ми, измерительные блоки, расположенные на образующих цилиндрической поверхности, вписанной с зазором в обсадную колонну, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и упрощения конструкции при исследовании скважин, обсаженных колоннами с различным внутренним диаметром, измерительные блоки шарнирно закреплены на осях контактных роликов. СЛ С5: со 4