Электромагнитный профилограф трубных колонн Советский патент 1985 года по МПК E21B47/00 

СО

эо

X)

1

Изобретение относится к устройствам для измерения внутренних размеров труб, выполненных из ферромагнитных материалов, и может быть использовано, в частности, дЛя измерения износа обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах.

Известен профилограф, содержащий систему измерительных рычагов, связанных с потенциометрическими датчиками, и блок калибровки il .

Данный профилограф.характеризуетс недостаточной точностью измерения вследствие износа измерительных рычагов и наличия на поверхности обсад ных труб корки глины или цемента. Кроме того, профилограф не обеспечивает снятия непрерывного поперечного профиля трубы, поэтому возможны ошибки при попадании изношенного мес та трубы между измерительными рычагами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для исследования стенок обсаженных скважин, включающее вращающийся датчик с полюсными наконечниками, вытянутыми вдоль оси колонны, и регистрирующий прибор 2j .

Известное устройство характеризуется недостаточной точностью измерений ималой производительностью, так как в нем не учитываются свойств бурового раствора и температура окружающей среды, а также производится достаточная сложная калибровка устройства,Целью изобретения является повышение точности за счет учета свойств бурового раствора и температуры ереды и повьшение производительности.

Поставленная цель достигается тем что электромагнитный профилограф трубных колонн, включающий установленный с возможностью вращения датчик ,с полюсными наконечниками, вытянутыми вдоль оси колонны, и регистрирующий прибор, снабжен калиброванным датчиком с эталонным ферромагнитным элементом.замкнутой формы, установленным так, что его участки находятся на разных расстояниях от оси вращения датчиков.

При этом эталонный элемент может быть выполнен эллиптическим и установлен на оси вращения датчиков. I Кроме fpro, эталонный элемент может быть выполнен в виде кольца и

1882

установлен со смещением относительно оси вращения датчиков .

Использование симметрично расположенного эллиптического кольца позволяет иметь большее количество контрольных точек измерения. Однако цилиндрические кольца технологичнее и дешевле.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 конструкция измерительного зонда; на фиг. 3 - картограмма поперечного профиля колонны, совмещенная с картограммой тарировочного эллипса.

Согласно изобретению в состав устройства входят спускаемый на каротажном кабеле 1 измерительный зонд 2 и наземная аппаратура 3 (фиг. 1).

Измерительный зонд содержит индуктивные компенсационный 4, измерительный 5 и калибровочный 6 датчики, блок 7 коммутации и электродвигатель 8. Наземная аппаратура содержит блок 9 питания, регистрирующий прибор 10 и переменньй резистор 11. Измерительный 5 и калибровочньй 6 датчики с помощью стоек 12 и 13 прикреплены к общему основанию 14, вращаемому через редуктор 15 (фиг. 2).

Основание 14 и внутренняя перепускная труба 16 выполнены из немагнитного материала (для устранения мешающего влияния на показания прибора) .

Маслонаполненный немагнитный кожух 17 служит для защиты индуктивных датчиков от влияния среды. Ферромагнитное эталонное .кольцо 18 вынесено за пределы кожуха 17 и закреплено на нем. Измерительньй зонд 2 центрируется внутри обсадной трубы 19 с помощью центраторов 20.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности земли производится настройка регистрирующего прибора 10 переменным резистором t1 при известном зазоре между измерительным датчиком 5 и внутренней поверхностью трубы так, чтобы показания регистрирующего прибора приходились на середину шкалы. При замерах износа колонны спускают измерительный зонд 2 (фиг. 1) в скважину. С помощью непрерывно вращаемых датчиков 5 и 6 получают спиральную развертку . внутренних размеров труб, В случае заметного износа производится снятие кругового профиля трубы при затормо31женном зонде 2. При вращении датчиков происходит разбаланс измерительной схемы в зависимости от величины зазора. При повороте датчиков на 360 на круговой диаграмме регистрирующего прибора 10, записывается замкнутая кривая, в которой содержится информация о внутренних размерах трубы. Для учета влияния свойств бурового раствора производится корректировка показаний прибора путем подключения калибровочного датчика 6, вместо измерительного, вращающегося в эталонном кольце и омываемого буровым раствором.. На фиг, 3 показана картограмма поперечного сечения колонны 21, совмещенная с картограммой эталонного эллиптического кольца 22. Зная размеры эталонного кольца, можно бпределить внутренний размер колонны, так как масштаб записи корректируется в зависимости от условий работы зонда. Например, увеличение или уменьшение магнитной проницаемости бурового раствора ведет соответствен 84 но к уменьшению или увеличению раз- ; меров картограмм, но в связи с тем, что изменениям подвергаются в равной степени рабочая и калибровочные картограммы, точность измерений не изменяется. Радиус, проведенный из начала координат в любую точку картограммы, покажет величину зазора между стенкой трубы к датчиком в данном направлении. Сравнивая радиусы измерительной и калибровочной картограмм, можно построить картограмму истинных значений зазоров между стенкой колон-ны и датчиком. Использование данного профилографа трубных колонн позволяет точно оценить износ стенок колонны обсаднык труб и принять своевременные меры по предотвращению аварий. Кроме того, исключаются случаи преждевременного извлечения сменных секций или перекрытия колонной меньшего диаметра, что дает значительный экономический эффект.

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТШЙ ПРОФИЛОГРАФ ТРУБНЫХ КОЛОНН, включающий установленный с возможностью вращения датчик с полюсными наконечниками. вытянутыми вдоль оси колонны, и регистрирующий, прибор, отличающий с я тем, что, с целью повьшения точности за счет учета свойств бурового раствора и температуры среды и повьшения производительности, . он снабжен калиброванным датчиком с эталонньм ферромагнитшш элементом замкнутой фо1яш, установленным так, что его участки находятся на разных расстояниях от оси вращения датчиков. 2.Профилограф по п. 1, отличающийся тем, что эталонный элемент выполнен эллиптическим и установлен на оси йращ&кт датчиков. 3.Профилограф по п. 1, отличающийся тем, что эталонный элемент выполнен в виде кольца и .установлен со смещением относитель.но оси вращения датчиков.