Устройство для определения зоны прихвата бурильной колонны Советский патент 1988 года по МПК E21B47/09 

4 ND

4

Изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин и может быть использовано для определения зоны прихвата бурильных труб в скважине.

Цель изобретения - повышение точности выделения зоны прихвата в глубоких скважинах и при утяжеленных бурильных трубах.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит неферро.магнитный корпус 1, внутри которого расположены четыре катушки индуктивности. Оси катушек 2 :И 3 лежат в плоском М, нормальной к поверхности кожуха прибора. Оси ка гушек 4 и 5 лежат в другой нормальной пл;оскости N. Оси катушек 2 и 4 перпенди- кур1ярны одной образу1ош,ей АВ цилиндри- черкой поверхности, а оси катушек 3 и 5 - другой образующей CD. Устройство содер- ж|1т приборную головку 6 и наконечник 7. 0(мотки катушек 3 и 4 соединяются диф- ф4ренциально и образуют генераторную цепь прибора, питаюшуюся от источника 8 пере- MfJHHoro электрического напряжения (генера- Tdpa), катушки 2 и 5 также соединяются дифференциально и образуют измерительную цепь прибора, связанную с регистратором 9. Связь электрической цепи прибора с каротажным кабелем осуществляется посредством электроввода 10.

Устройство работает следующим образом. : При пропускании переменного электрического тока от генератора 8 по обмоткам катушек 3 и 4 в катушках 2 и 5 наводятся ЭДС, создающие в измерительной цепи э-|их катушек противоположные по направле- токи, так что суммарный ток в измерительной цепи в силу дифференциального соединения катушек 2 и 5 равен разности этих токов. Путем изменения расстояний м ежду катушками 2-5 суммарный ток в из- м рительной цепи может быть сведен к нулю. Остановка устройства внутри ферромагнит- нЬй колонны повлечет за собой изменения Е5еличины и перераспределение магнитных потоков в области генераторных и измерительных обмоток катушек. Баланс токов в электрической цепи измерительных обмоток нарушится, что и будет зафиксировано регистратором 9 в виде появления тока i. Одной из причин, вызывающих указанное нару- 1иение баланса, может служить магнитная анизотропия формы материала труб, составляющих бурильную колонну. Если к колонне приложить продольные нагрузки, то в ее теле появятся соответствующего знака механические внутренние напряжения, влекущие за собой изменения магнитоупругой анизо- ропии тела бурильной колонны.

0

5

5

0

5

0

5

0

Поскольку величины магнитных прони- цаемостей материала колонны, обладающего магнитоупругой анизотропией, неодинаковые в продольном и поперечном направлениях, то различными будут величины и знаки приращения магнитных потоков в областях обмоток измерительных катушек 2 и 5, что вызовет появление в измерительной цепи дополнительного тока ia, обусловленного появлением продольных нагрузок в колонне

Технология работ по определению зоны прихвата бурильной колонны может быть следующей. .

Колонну нагружают в осевом направлении до максимальных величин механических напряжений, разрешаемых инструкцией. На заданную глубину опускают устройство, после чего осуществляют контроль вдоль всей длины колонны, регистрируя величину тока в измерительной цепи. За зону прихвата принимают интервал глубин скважины, которому соответствует резкое уменьщение тока в измерительной цепи до величины, близкой значению i.

Размещение дополнительных катушек и их дифференциальное включение позволяет повысить точность и оперативность выявления зоны прихвата, в том числе в глубоких скважиных и при утяжеленных бурильных трубах. Это обусловлено высокой чувствительностью устройства к малым механическим нагрузкам. Имеется принципиальная возможность определения всей зоны прихвата в силу возникающих дополнительных механических деформаций непосредственно в зоне прихвата от воздействия горных пород.

Формула изобретения

Устройство для определения зоны прихвата бурильной колонны, содержащее неферромагнитный кожух, катущку индуктивности и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выделения зоны прихвата в глубоких скважинах и при утяжеленных бурильных трубах, оно снабжено генератором переменного электрического напряжения и тремя дополнительными катушками индуктивности, причем оси катушек пересекают боковую поверхность кожуха прибора вдоль двух образующих и расположены попарно в двух нормальных сечениях кожуха, при этом обмотки катушек с осями, лежащими в различных нормальных сечениях и пересекаюц:,ими боковую поверхность кожуха вдоль разных образующих, соединены между собой дифференциально, одна пара обмоток соединена с генератором переменного напряжения, а другая - с регистратором.

изобретение относится к технике для геофизических исследований скважин. Цель изобретения - повышение точности выделения зоны прихвата в глубоких скважинах и при утяжеленных бурильных трубах. В неферромагнитном кожухе 1 расположены четыре катушки (К) 2-5 индуктивности. Оси К 2 и 3 лежат в плоскости М, нормальной к боковой поверхности кожуха 1. Оси К 4 и 5 лежат в другой нормальной плоскости /V. Оси К 2 и 4 перпендикулярны одной образующей А В, а оси К 3 и 5 - - другой образующей CD. Обмотки К 3, 4 и 2. п соединяются дифференциально. Первая пара обмоток К 3, 4 соединена с генерато)ом переменного напряжения 8, а вторая пара К 2, 5 - с регистратором 9. При пропускании переменного электрического тока от генератора 8 по обмоткам КЗи4вК2и5 наводится ЭДС. Путем изменения расстояний между К 2-5 суммарный ток в измерительной цепи может быть сведен к нулю. Магнитная анизотропия материала труб приводит к нарушению баланса токов, что и будет зафиксировано регистратором 9. 1 ил. УЗ (Л