Устройство для контроля обсадных колонн в скважине Советский патент 1992 года по МПК G01V3/12 

Изобретение относится к исследованиям нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для поиска и обнаружения дефектов обсадных колонн.

Целью изобретения является повышение точности контроля за счет обеспечения выявления дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсадней колонны.

На фиг. схематично показано расположение витков катушек предлагаемого устройства; на фиг. 2 - расположение катушек на цилмнлрическом каркасе в скважинном приборе,- на фиг. 3 - функциональная схема устройства; на фиг. k - составляющие магнитного потока, создаваемого с помощью генераторной катушки.

Скважинная телеметрическая система с использованием предлагаемого устройства состоит из скважинного прибора 1, в котором размещены генераторная катушка 2, измерительные катушки 3 и 1}, дополнительная катушк 5, усилитель 6 и модулятор 7, канала связи (каротажного кабеля) 8 и назекной аппаратуры, состоящей из блока питания 9 демодулятора 10 и регистратора 11,

Устройство работает следующим образом.

Скважинный прибор 1 на каротажном кабеле 8 спускают в скважину на заданную глубину и на генераторную катушку 2 от наземного блока питания 9 подают переменное напряжение. В результате в теле обсадной колонны возбуждаются вихревые токи, магнитное поле которых наводит ЭДС в измерительных катушках 3 и h и.дополнительной катушке 5, напряжение которых через усилитель 6. модулятор / и кзротажный кабель 8 подается на демо .улятор 10 и регистратор 11.

Появление дефекта произвольной ориентации приводит к изменению интенсивности вихревых токов и соответственно величины ЭДОсигнала на измерительных катушках 3 и Ц, которое передается на поверхность и фиксируется регистратором 11, Выходное напряжение измерительных катушек 3 и 4 устройства пропорционально величине дефекта (а не проекции его на ось устройства), так как дефекты в любом месте обсадной колонны пересекаются вихревыми токами, имеющими взаимоперпендикулярные составляющие, расположенные под углом 5° к оси устройства.

На фиг, k показаны составляющие магнитного потока f и Ф , суммарный вектор Р , создаваемые током, протекающим через взаимоперпендикулярные витки генераторной катушки 2. Величина ,21 Р в раза больше каждой составляющей Р и Ф ) и имеет направление по оси обсадной колонны, т.е„ перпендикулярное плоскости витков дополнительной катушки 5. Поэтому ЭДС, мазолимая в дополнительной катушке 5, будет в раз больше ЭДС измерительных катушек 3 и 4 при одинаковом числе витков. Выходное напрякени- дополнительной катушки 5пропо1 чягилльно не величине

дефекта, а его проекции на ось обсадной колонны. Дополнительнэя катушка 5 намотана поверх измерительной катушки 4г поэтому сравнение их выходных напряжений позволяет судить об ориентации дефекта относительно оси обсадной колонны.

П р и м е р. Обозначим выходное напряжение измерительной катушки Ц через U4 , а выходное напряжение дополнительной катушки 5 - U

1

При U UЈ дефект имеет направление по оси колонны. Минимальному значению U соответствует дефект, направленный перпендикулярно к оси

колонны.

При U, U2 дефект располагается . под углом к оси колонны„

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства за один спуско- подъем можно получить полную информацию о наличии дефектов обсадной

колонны независимо от их угла наклона. Предлагаемое устройство имеет одинаковую чувствительность к дефектам равной протяженности с различной пространственной ориентацией. Последнее обстоятельство имеет важное значение, потому что получаемая информация непосредственно характеризует протяженность дефекта, а не проекцию его на ось обсадной колонны. Достоинством предлагаемого устройства

также является отсутствие так называемых мертвых зон, т.е. исключена возможность пропуска дефектов.

40

ормула изобретения

1. Устройство для контроля обсадных колонн в скважине, содержащее генераторную, измерительные и дополнительную катушки, размещенные на цилиндрическом каркасе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля за счет обеспечения регистрации дефектов с произвольной ориентацией относитель® но оси обсадной колонны, витки генераторной и измерительных катушек выполнены в форме- эллипсов и равномерно распределены по поверхности каркаса, оси эллипсов пересекаются

5 в одной точке, находящейся на оси каркаса на середине его высоты, причем большие оси эллипсов, лежащие на конической поверхности второго

Изобретение относится к исследованиям нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для поиска и обнаружения дефектов обсадных колонн. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения выявления дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсадной колонны. Для этого в пред латаемом устройстве витки катушек выполнены в форме эллипсов и равномерно распределены на цилиндрической поверхности каркаса. Оси эллипсов пересекаются в одной точке, находящейся на оси каркаса на середине его высоты. Кроме того, большие оси эллипсов, лежащие на конической поверхности второго порядка, наклонены под углом 5° к оси обсадной колонны, а дополнительная к гушка имеет число витков в -| раз меньше числа витков каждой из измерительных катушек и размещена на одной из них. Вследствие этого вихревые токи про- текают по внутренней поверхности обсадной колонны под углом 5 к ее оси в плоскостях витков генераторной катушки и имеют в любой точке поверхности обсадной колонна взаимоперпендикулярные составляющие. Поэтому дефекты с произвольной ориентацией в любом случае будут пересекаться вихревыми токами, причем дефекты равной протяженности будут пересекаться равными по величине вих- ревыми токами. 1 з.п. ф-лы, ч ил. Qt М «и О 01 00

Фиг.1

Фиг.2

1

i

Т

7

6

i

ЙЯ«5

ФигЗ

Составитель И,Абрамова Редактор Т.Иванова Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Я,жаз 1316

Тираж 273

ВНИИПИ Государе т (3(1ннс; го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113ПЗГ), Москва, Hf-35, Раушская наб,, д. /5

Подписное