Устройство для акустического каротажа обсаженных скважин Советский патент 1983 года по МПК G01V1/52 

1.104 Изобретение огносигся к промыслово- геофизической технике и может быть использовано при каротаже обсаженных скважин с целью оценки качества их цементирования, Известны устройства типа АК1 для изучения преломленных волн по их головным аналогам, содержащие излучатель и приемник, распопожеиные в скваисинном приборе. Излучение и прием акустических вопн производится через скважинную жид кость l . Недостатком таких устройств является сильное вли.яние неоднородности, в частности водонасыщенности флюида, запопнякяцего скважину. Известны устройства, -содержащие зонды различной длины с прижатыми непосредственно к стенке скважины преобразователями, причем прижим осуществля ется управляющим Механизмом 2 или с помощью рессор з , . Данные устройства позволяют уменьщ влияние неоднородности раствора в скважине, на измерения, однако прямой контакт преобразователей со стенкой исключает изучение головной вопны и может вносить искажения в характеристику затухания копеблкнцейся волны. Наиболее близким к предлагаемому является известное устройство для акустического каротажа обсаженных скважин содержащее преобразователи упругих колебаний, снабженные звукопроводами, и измерительную схему, В этом устройстве излучатели и приемники размешены в герметичных кассетах и снабжены жесткими металлическими звукопроводами, через которые акустические волны передаются от излучателя стенкам скважины и далее к пpиe Iникy 4j . Недостатком устройства также являю ся искажения изучаемых по прямым волнам колебаний колонны за счет жесткого прижима к ней дополнительной массы, сильное ослабление головных волн в газ содержащих жидкостях, сложность скважинных приборов (особенно в малогабаритном исполнении), обусловненная выполнением дополнительных электровводов в узлах выносных преобразователей. Цель изобретения - повышение эффективности каротажа в сложных условиях газосодержащих и неоднородных жидкостей, заполняющих скважину. Указанная цель дсхггиг«егся тем, что в устройстве для акустического каротажа обсаженных скважин,содержашем пре б)азователи упругих колебаний, снабженые звукопроводами, и измерительную хему, звукопроводы выполнены в виде олых резиновых трубок диаметром, не еньшим диаметра преобразователя, заолнены жидкостью, при- этом конць кажого звукопровода имеют соответственно профиль поперечного сечения преобразоателя и профиль поперечного сечения колонны и со стороны колонны закрыты сетчатым фильтром.. На фиг, 1 схематически показано устройство для акустического каротажа обсаженных скважин; на фиг, 2 - то же, разрез,. Устройство содержит приемник 1, излучатель 2, звукоизолятор 3, звукопроводы 4, соединяющие поверхности преобразователей с колонной 5, эксцентричные вращающиеся грузы 6, кольца 7 .кабель 8, наземную измерительную схему 9, контейнер 1О. Скважинный прибор диаметром 36 мм имеет обычные цилиндрические приемник .1 и излучатель 2 с круговой диаграммой направленности, помещенные в металличческие тонкостенные контейнеры. Преобразователи соединены звукоизолятором 3, На контейнеры против максимумов дна- . грамм направленности преобразователей установлены звукопроводы 4 (в виде отрезков резинового шланга), соединякяцие поверхности преобразователей со стенкой колонны 5. Звукопроводы соединены с эксцентричными грузами 6, осевое положение которых свободно вращающимися кольцами 7 зафиксировано на внешних концах контейнеров 10 преобразователей. Толщина колец 7 выбрана равной высоте звукопроводов.4 (порядка 15 мм). Кольца насажены на корпус прибора или звукоизолятора.З и 4иксируют положение прибора относительно лежащей (нижней) стенки колонны, Толщина выбрана из условия допустимости искажений волновой картины, ..Внутренние (к прибору) концы звукопроводов имеют выемку с радиусом равным радиусу прибора, и глубину достаточную для охвата не менее, чем 1/3 боковой поверхности преобразователя. Внешние концы нмеюг круглый выступ, радиус которого равен радиусу колонны 5, Внешние торцы звукопроводов 4 глухие или закрыты капроновым сегчатым фильтром с размером отверстий порядка 0,2 мм. б первом случае звукопроводы заполнены массой (вазелином), во втором - сква|жинной жидкое Tbid. Кабель 8 соединяе устройство с назекшой измерительной схемой 9, Устройство работает следующим образом. В начале записи, когда прибор находи ся ниже зоны газосодержашего флюида, например ниже зоны перфорации, и в полостях звукопроводов ft, как и вне их, находится жидкость, в первых вступлениях регистрируется головная веяна от пре ломленной, возбужденной под критическим углом (для средних условий скважины с обсадной колонной порядка 1.9 ) в секто ре, ограниченном боковой поверхностью звукопровода 4 F , а также вне этого сектора - Р . Общая амплитуда регистр руемой волны равна имплитуде, полученно расцентрированным приборсм без звукопроводов (в случае центрированного поположения прибора амплитуда максимально возможна). При вхождении прибора в зону газировайия пузырьки свободного газа заполняют часть объема скважины вне звукопроводов, поэтому неизменной остается только амплитуда волны, возбуждаемой и регистрируемой в пределах их секторов Общая регистрируемая амплитуда уменьшается пропорционально отношению поперечного сечения звукопроводов 4 к боковой поверхности контейнеров преобразова -елей. Однако это уменьшение . происходит, как правило, скачк« л в дальнейшем при движении вверх по стволу, поскольку влияние неоднородности скважинной жидкости на волну, возбуждаемую л регистрируемую в секторе, ограниченном звукопроводом, отсутствует (всплывающие газовые пузырьки огибают его), регистрируемая амплитуда зависит только от свойств исследуемой колонны. Таким образом, отсутствие искажений регистрируемой амплитуды определяется стабильностью свойств жидкости в секторе звукопровода, которая, в свою очередь зависит от качества изоляции внутренней полости звукопровода от газовых пузырь коВо Незаметное искажение регистрируемых амплитуд возможно не только прт полном отсутствии газа в полости, но и при налич11И единичных пузырьков, которые, всплывая, размещаются на верхней :части внутренней полости звукопроводов и поэтому не препятствуют распространению волныдавления. Однако при высоких температурах возможно увеличение объема масла, заполняющего звукопровод, и соответственно изменение условий передачи и приема сигнала за счет изменения усилия контакта и натяжения контакгиру.ющей стенки.-Поэтому для высоких температур целесообразно использовать звукопроводы, контактирукщая (внешняя) стенка которых допускает свободное сообщение со скважинной жидкостью или ее фильтром и выполнена в виде, например, текстильного фильтра. Размер отверстий фильтра порядка 0,2 мм выбран по соизмеримости его с диаметрсы газовьтх пузырьков, остабляюшее влияние которых на амплитуду головной волны при частотах порядка ЗО кГц существенно (в 10 раз и более). Через такой фильтр внутрь звукопровода не проникают не только пузырьки с диаметром, равным размеру отверстий, но и несколько меньшие, поскольку около газового пузырька поверхностным натяжением удерживается и некоторый слой жидкости. При записи в скважине даже с небольшим наклоном (первые градусы) прибор под действием прижимакядей силы кабаля перемещается по лежачей стенке колонны. Эксцентричные свободно вращакициеся г-рузы под действием силы тяжести перемещают прикрепленные к . ним резиновыезвукопрюводь так, что звукопроводы постоянно касаютл я нижней стенки колонны. При большом наклоне скважины область наибольшего газосодержания распсиагается (в связи с всплыванием) в верхней части полости колонны и мало влияет на показания прибора, расположенного внизу. В случаях малого отклонения от вертикали (1-2 ) запись (во избежание нестабильности прибора относительно леачей стенки колонны) производят на рпусе.-. . Экономическая эффективность от примеения устройства по сравнению с базовым бразцом (АК11-1) связана с исклю 1енибм амены раствора с цепью отключения раотаюших интервалов, а по сравнению с рототипом от сокращения простоя скважин ри исследованиях за счет проведения неперывных по стволу измерений, -вместо очечных, допускаемых при жестксы кон,акге с колонной.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН, содержащее преобразователи упругих колебаний, снабженные звукопроводами, и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности каротажа в сложных условиях газосодержащих и неоднородных жидкостей, заполняющих скважину, звукопроводы вьтолнены в виде- псетых резиновых трубок диаметром, не меньшим диаметра преобразователя, заполнены жид-. костью, при этом концы каждого звукопровода имеют соотвественно прсфиль поперечного сечения нреобразрвателя и с 1 профиль поперечного сечения колонны и СО стороны колонны закрыты сетчатым (П фильтром.