Устройство для исследования технического состояния колонны труб в скважине Советский патент 1989 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

СП

ИнА

00

со со

14, Производят калибровку внутреннего диаметра колонн с использованием эта- лонировочных колец. Размагничивают колонну при спуске скваз инной части устройства в скважину„ Отключают генератор 6 и переходят в режим настройки для исключения влияния ме- ,тающих факторов. Устанавливают фазу :опорного напряжения в Б 4, такой, чтобы при приходе сигналов от К I3 и 14 выходное напряжение не изменялось по величине В режиме измере

ния подается напця.жеиие на К П „ . й- водимая- в К 2 - 15 ЭДС поступает на регисгратор 5,, Запись ведется прл встречно включенных К 3 и 15 и при встречно включeн a x парах К 12, 14 и 13;, 14. Регистрируется сигнал датчика 2 перемещения, пропорциональный раскрытию рычагов центратора 23, Устройство позволяет проводить измерения внутреннего диаметра и дефектов колонн. 2 Soil ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель - повышение точности и достоверности исследований. Устройство содержит блок (Б) 2 питания, первый генератор 3, Б 4 управления, регистратор 5, кабель с жилами 18, 19, 25, электронный Б 17, первый коммутатор 16, электромеханический Б 20, включающий датчик перемещения 21 и многорычажный центратор 23, зонд 10 с измерительными катушками (К) 12, 13, компенсационный К 15. Для достижения цели устройство имеет трансформатор 7, второй генератор 6, индикатор 8 режима размагничивания, датчик 24 размагничивания, второй коммутатор 22, дополнительную измерительную К 14. Производят калибровку внутреннего диаметра колонн с использованием эталонировочных колец. Размагничивают колонну при спуске скважинной части устройства в скважину. Отключают генератор 6 и переходят в режим настройки для исключения влияния мешающих факторов. Устанавливают фазу опорного напряжения в Б 4, чтобы при переходе сигналов от К 13 и 14 выходное напряжение не изменялось по величине. В режиме измерения подается напряжения на К 11. Наводимая ЭДС в К 12-15 поступает на регистратор 5. Запись ведется при встречно включенных К 13 и 15 и при встречно включенных парах К 12, 14 и 13, 14. Регистрируется сигнал датчика 21 перемещения, пропорциональный раскрытию рычагов центратора 23. Устройство позволяет проводить измерения внутреннего диаметра и дефектов колонн. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

20

35

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к устрой--- ствам комплексного контроля техничес- кого состояния обсадных, бурильных и насосно-компрессорных труб, находящихся в скважинных условиях/ 1 Целью изобретения является повышение точности и достоверности исследования.

На чертеже приведена структурная схема устройства для исследования технического состояния колонны труб 3 скважине ,

Устройство содержит наземную часть 9 в которой расположены последовательно соединенные бло- 2 питанияj первьй генератор 3 синусоидального напряжения;, блок 4 управления, реги- стратор 5 и второй генератор 6, соединенный- с выходным трансформатором 7, индикатором 8 режима размагничивания и блоком 4 управления I скважинную часть 9j в которой расположены ивдук- ционный зонд 10, состояш.ий КЗ генераторной 115 двух основных измерительных 12 и 13, дополнительной измерительной 14 к компенсационной 15 катушек, соединенных с первым K0i .&ry татором 16, который соединен с электронным блоком 17, Последний по жилам. 18 и 19 каротажного кабеля соедкнен с блоком 4 управления. 1

Устройство также содержит электромеханический блок 20, в которьй входит датчик 21 перемещенрш,, соединенный с первым 16 и вторьЕ 22 Kot MyTa- торами икинемат1.гчески СЕЛзакный с мко горычажным центратором 23 „ Датчи ; 24 размагничивания колонн через втрррй коммутатор 22 по жиле 25 каротажно40

50

0

го кабеля соединен с блоком 4 управления а

Датчик 24 размагничивания колонн вьшолнен в виде соленоида; на карка се которого расположены витки размагничивающей катушки, а внутри каркаса - сердечник из магнитомягкой стали (с высокой магнитной проницаемостью и низкой остаточной намагниченностью ) Площадь поперечного сечения и длина сердечника устанавливаются КЗ со о гн ста а НИИ;

;;

г ,

Ё 5

L R.

где R(-,, R.j Rg - радиусы соответственно сердечника, нар-ул-сного и внут- ipsHHero диаметров коггтролируегалк Т оуб;

L - длина сердечника,. Диаметр дополнит: ллькой кэмерктель- ной катушки S4 устанавливается из соотноиекня 0,, 9-0,93, где Dq, D

gj - диаметры дополни-.ельной 14 и

П

второй основной катушек

Выбор соотношенкя L

из ме рит е л

обус

0

ловд г.ен эффек гк:оноетг-й:; раумагнкчива- ная колонн, K07- opDs ьавнси г iJe только от частоты и величины ,.. но в большей стзпени от вгигичкч магн.ит- кого ПСтокао

Ввиду того, что -трубы гаолсго-раз ведочного и нефтепромыагювого сортамента имеют большие .колебания толщины стенок (7 14 мм), то выбор соотношения 1)/1) pj Oj,9-0:,98 обусловг лен получением достоверной информации о- внутреннего диаметре колонн.

Расположение дополнительной измерительной катушки 14 коаксиально второй измерительной катупже 13 и вы.полнение ее с числом витков, равным числу витков второй измерительной катушки 13, размещенных симметрично относительно плоскости витков генераторной катушки II, но удален1-1ых на различном расстоянии относительно контролируемой внутренней поверхности и включенных встречно между собой, позволяют значитель но снизить уровень помех, обусловленных колебанием электромагнитных свойств и остаточной намагниченностью ферромагнитных труб.

Устройство работает следующим образом.

От первого генератора 3 синусоидального напряжения запитьшают блок 4 управления наземной части и по жиле 19 каротажного кабеля электрон- ньй блок 17, первый коммутатор 16, генераторную катушку 11 и датчик 21 перемещения электромеханического блока 20 скважинной части 9 Производят калибровку внутреннего диаметра колонн, для этого на многорычажньй центратор 23 надевают попеременно этало нировочные кольца двух различных дна метров. Снимаемые сигналы от датчика 21 перемещения через вт,орой коммутатор 22 по жиле 25 подают в блок 4 управления и регистрэтоп 5

Затем при спуске скважинной части устройства в скважину производят размагничивание колонн, Дпя этого запитывают датчик 24 размагничива- ния от второго генератора 6 через блок 4 управления, по жиле 25 каротажного кабеля и через второй ком- мутатор 22, При этом в зависимости от типоразмера контролируемых труб подается различная величина напряжения от выходного трансформатора 7 на второй генератор 6j которое контролируется индикатором 8.

Затем отключают второй генератор б, вьсходной трансформатор 7 и индикатор 8 и переходят в режим настройки, которая осуществляется с целью отстройки от влияния мешающих факторов с Последние обусловлены тем, что колонны труб, находящиеся в условиях высоких давлений и температур изменяют электрофизические свойства (магнитную проницаемость и электропроводность) . Это сказьшается на величине выходного сигнала индукционного зонда 10, Настройка осуществляется путем поочередного подключения

основкой d.N ; ;з1:,телькой ../ и дополнительной 14 5.-d/,/шек черея первяй коммутатор 16 на 3Ko;s :-.1;ектр-.. ННогс Олока 17 и далее по жгше 9 на блек т управления и регистратор 5 При этом устапавлнвают фазу олорного напряжения в блоке 4 упраьлеяия ч акой;, чтоэы при подаче сигналов от катушек 13 и

14 выходное напряжение не изменялось по величине„ Управление коммутатором 16 осуществляется по жиле 18 каротажного кабеля. Для отстройки от влияния мешающего фактора наменяют фазу

опорного напряжения в блокг 4 управления на фиксированный угол, кайден- ньш заранее на эталонных образцах имеющих дефекты разной величинь , По окончании настройки К5нзло,в

блок 4 управления переводят s parsijM измерения.

В режш;е измерения магнитное поле генераторной катушки 1 B036 rscnaer :. станке труб вихревые токи, которые

в свою очередь создают втсричкое магнитное поле, направленное встречно первому„ Результир тощие ЭДСр наво- диг-«ые в ОСГ-.6БНЫХ измерительньгк 12 и 3 и ярполкительной измерительной 14

и ко енсн:.:иоиной 15 катуэках к riov-. тупалот чар-:- песвмй О ь эл --к1ронь: ..1.1 блок 17 и по жи.ге iS ка- ротажно1-о Е блок 4 --цпилвленш к регистрато;: 5 аналогсл эй гиф- рОБО.. записи. При этом нформащ ч о техническое состоян гн колсннъ тпуЗ одновренеккэ ведется как при г.Кс.о- лютном измерении ecvpe Ho вкхро. катуЕлИ 13 н 5), так и при диффере-: циальном (встречко включены пары KaTytiBK 12и I4j 13 и 4)„

Бь11.:одной сигнал датчика 21 перемг- щения, пропорллональный раскрыт х с ры-

чажного центратора 23, через второй Kot-iMyTiiTvip 22 j.Q жйле 25 каротаж «ого лабеля поступает з блок .чтраБле.нкя и регистратор 5

Предлагаемое устуойство поа золяет ,

проводить измерения знутр ннего диа- метра КОЛОНЕ; и лтеа трещин порьшов, смятий, расхстпдгкк : к смещений колонн, муфток ;х ее единений интервала перфорационных-отверстг й

и зоны фильтра Например для 4--дюй мовых труб регистрируются трешкны протяженностью 4 см, для 5-дюймовых 5 см. Погрешность измерения внутреннего диаметра составляет ±0,5 мы.

При этом внутренний диаметр колонн контролируется как по металлу с помощью индукционног о зонда, так и по внутреннему проходному сечению с помощью датчика перемещения„

Формула изобретения

го генератора соединен с вьгходным трансформатором, первый выход подключен к индикатору режима размагничивания, второй выход соединен с вторым входом блока управления, третий выход которого через каротажньй кабель подключен к первому входу второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом датчика перемещения , выход подключен к датчику размагничивания колонны, при этом дополнительная измерительная катушка с витками, симметричными виткам генераторной катушки, расположена коаксиально второй измерительной катушке, а выводы дополнительной измерительной катушки сое динены через первый коммутатор с электронным блоком

2о Устройство по По1, отличающееся тем, что датчик размагничивания выполнен в виде соленоида с сердечником из магнитомягкой стали, площадь сечения и длина которого определяются соотношениями

tTR -7. ff R - L R ,

где R, Rj, Rg- радиусы сердечника, наружного и внутреннего диаметров труб;

L - длина сердечника, 3. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е ё с я тем, что дополнительная измерительная катушка выполнена с диаметром, устанавливаемым из соотношения )0,,9-0,98, где Dg и DOI - диаметры дополнительной и второй измерительной катушек