Измеритель периметра внутренней поверхности абсадной колонны Советский патент 1984 года по МПК E21B47/08 

Изобретение относится к устройствам для контроля технического состояния нефтяных газовых и других скважин и может быть иснользовано нри ремонте обсадных колонн скважин стальными пластырями для непосредственных измерений периметра внутренней поверхности обсадной колонны в месте ремонта с целью последующего выбора длины нериметра продольно-гофрированных или круглых трубных заготовок пластыря, обеспечивающего расчетный натяг.

Известно устройство (каверномеры, радиусомеры и др.), предназначенное для измерения среднего диаметра скважины и состояп ее из корпуса с расположенными в нем контактными эле.мента.ми в виде раздвижных рычагов, длинное плечо которых взаимодействует со стенкой скважины, а короткое - с измеряющим устройством, включающим датчик перемещений, преобразуюп;ий перемещение короткого плеча рычага в электрический сигнал. Для перевода рычагов в рабочее положение обычно используются пружины, прижимающие рычаги к стенке скважины после их освобождения из транспортного положения 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерений. Погрещности обусловлены малым числом точек контакта со стенкой скважины, паразитными зазорами в и арнирных соединениях, износом и погрешностями в фор.ме рычагов, влияние которых возрастает пропорционально соотнощению плеч, а также рядом других факторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату к предложенно.му является измеригель периметра внутренней поверхности обсадной колонны, содержащий корпус, раздвижные контактные элементы, эластичный баллон и механический суммируюи1ий узел перемещения всех измерительных рычагов па ось датчика реостата 2.

1едостатком известного устройства является то, что из-за ограниченного количества рычагов средний диаметр определяется по недостаточному числу точечных измерений радиуса. Между соседними точкам.ч измерений могут оказаться участки колонны с существенными отклонениями радиуса вследствие одностороннего износа, неочищенного слоя коррозии, местной дефор.мации и т. п.. В наклонных скважинах и скважинах с неправильной формой сечения нрибор может расположиться ассиметрично оси скважины, что дополнительно искажает результаты измерений. Точность из.мерений может снижаться при трансформации механических пере.мещений в электросигнал, а также вследствие потерь при передаче сигнала по кабелю.

Расчет периметра скважины по средней величине диаметра неизбежно связан

С Г1огрен ностями, так как геофизическими приборами определяется диаметр круга, равновеликого скважине по площади сечения ее ствола, а не по длине периметра ее внутренней поверхности.

Целью изобретения является новып1ение точности измерения.

Для достижения поставленной цели измеритель периметра внутренней поверхности 0 обсадной колонны, содержащий корпус, с закрепленны.м на не.м эластичным баллоном, снабжен гибкой лентой, пружиной, раздвижными контактны.ми элементами, щкалой с деления.ми, датчиком перемещения гибкой ленты и рамкой с толкателем, причем концы 5 гибкой ленты соединены пружиной, нкала и датчик перемещения размещены на одном конце гибкой ленты, а рамка с толкатг лсм - на друго.м конце, при этом раз.вмжпые контактные элементы расположены на иару.кной поверхности эластичного баллона ч выполнены в виде секторов с направляющи/ли, по которым перемещается гибкая лента.

Кроме этого, датчик неремеще;-11я гибкой ленты выполнен в виде ползуна. 5На фиг. 1 изображена схема .из.х ерите

ля внутренней поверхности обсалиоИ ко.ю; ны; на фиг. 2 - разрез А--.4 на фиг. , на фиг. 3 --- схема из.меряюшегс- зла.

В примере конкретного зыпо.|( нри веден вариант измерителя, гшедь-азначенно 0 го для спуска на трубах, с механ1;ческим из.меряющим устройством и гидравлическим 1ереводол1 секторов в рабочее и транспортное положения.

Измеритель содержит корнус 1 с укренленным на нем эластичным баллоном 2. На наружной поверхности баллона распо.тожено (напри.мер, загуммировано) 12-36 контактных секторов 3, имеющих общую круговую проточку, выполняющую функцию направляющих перемещения гибкой ленты. 0 В проточке размен ено измеряющее устройство, содержащее гибкую лент. 4 ;- ползун 5.

В измеряющем узле конн.ы ленты стянуты пружиной 6. На одном из концов гиб5 кой ленты выполнена нетля 7, на другом, п.меющем накалу с деления.ми, плотно посажен ползун 5.

Измеритель работает следующим образом.

После спуска в скважину в эластичном баллоне создается избыточное давление. Баллон, расщиряясь, нрижи.мает секторы к внутренней поверхности обсадной колонны, облегая неровности (фиг. 2). Гибкая лента 4 охват|)1вает поверхность секторов по 5 проточке, копируя форму измеряемой поверхности, причем петля 7 перемещает ползун но ленте с делениями. После создания избыточного давления 2--4 МГ1а и в.ыдержки в течение 1-2 миь давление снимается.

баллон и измеряющее устройство возвращаются в транспортное положение, а ползун остается в достигнутом положении, фиксируя на шкале результат измерения.

При проведении опытных ра.бот с экспериментальным измерителем в круглых и деформированных образцах обсадных труб получены стабильные результаты, отклонения в замерах периметра не превыщали 0,5 мм, т. е. точность измерений значительно выще необходимой (±3 мм).

Достигнутая точность измерений обусловлена следующими преимуществами по сравнению с известным устройством: из конструкции измерителя исключены элементы и, следовательно, погрешности, связанные с их применением (влияние паразитных зазоров в шарнирах, износа и неточности формы кулачков, редуцируемых больщим соотношением плеч рычага); большое избыточное давление в полости баллона обеспечивает плотное прижатие контактных секторов к измеряемой поверхности, что исключает ассиметрию прибора относительно оси скважины и погрешности измерений, связанные с этим; поверхность, к которой должен прилегать пластырь, измеряется непосредственно, а не рассчитывается через среднюю величину нескольких точечных измерений радиуса скважины. При использовании достаточного числа секторов практически достигается тот же эффект, что и в случае прямого прижатия гибкой измерительной ленты к внутренней поверхности скважины эластичны.м баллоном. При этом размещение измеряющего устройства в проточке исключает его защемление или поломку, так как объектом измерения вместо внутренней поверхности скважины становится полностью копируюц ая ее внешняя поверхность секторов в круговой проточке. В измерителе, спускаемом на трубах, исключены погрешности, связанные с трансформацией измеряемой величины в электросигнал и передачей его по кабелю, так как результат из.мерений фиксируется в скважинном устройстве. Одновременно достигается больщая (по сравнению с использование.м геофизического кабеля) точность определения глубины расположения измеряемого сечения и места установки пластыря, поскольку спуск пластыря производится на той же колонне труб, что и измерителя.

Экономический эффект в пересчете на 100 ремонтов за счет использования измерителя периметра составляет 520000 руб.

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРИМЕТРА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБСАДНОЙ КО.ЮННЫ. содержащий корпус с закрепленным на нем э,1астичны.м oa.i.ioном, отличающийся тем, что, с це,1ьк) повышения точности измерения, он снабжен гибкой лептой, пружиной, раздвижными коптактнымп элементами, шкалой с делениями, датчиком неремещенпя гибкой ленты и рамкой с толкателем, причем концы гибкой ленты соединены пружиной, нкала и датчик неремещения размещены на одном конце гибкой ленты, а рамка с толкателем на другом конце, при этом раздвижные контактные элементы расположены на наружной новер.хности эластичного баллона и выполнены в виде секторов с направляющими, по которым перемещается гибкая ,1ента2. Измеритель но п. I, отличающийся тем, что датчик перемещения гибкой ,тенты выполнен в виде ползхна.

Выработка,

Фиг. 2

J

(Pc/e.j