ЗОНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН В СКВАЖИНАХ Советский патент 1969 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к области промыслово-географического исследования скважин и предназначено преимущественно для применения на газовых и нефтяных скважинах, а также в скважинах подземных хранилищ газа для контроля за коррозионным состоянием и качеством электрической защиты обсадных колонн путем замера величины разности потенциалов обсадная колонна - земля и токов в обсадной колонне.

В настоящее время измерение разности потенциалов обсадная колонна - земля и токов в обсадной колонне производится с помощью зондов, включающих щтангу и прижимное устройство и основанных на принципе осуществления металлического контакта между токоведущими жилами измерительных проводкиков и внутренней поверхностью обсадной колонны посредством ножевых щупов, трущихся об обсадную трубу в процессе подъема зонда при измерениях.

Однако такой щуп не надежен и является одной из причин искажения измеряемых величин, так как вследствие износа режущая часть ножевого щупа не обеспечивает металлического контакта в местах, где труба покрыта окалиной или слоем ржавчины, а также загрязнения поверхности трубы тяжелыми углеводородами или смолами. В таких случаях контакт осуществляется через слой электролита, что вносит больщую ощибку в измерения потенциала. Это происходит вследствие возникновения разности потенциалов ножевой щуп - обсадная труба. Величина этой разности изменяется в зависимости от глубины, состояния поверхности, силы прижима щупа и скорости перемещения зонда в скважине.

В связи с тем, что измерение тока производится путем регистрации падения напряжения между двумя щупами, величина измеряемой разности потенциалов очень мала. Например, пусть в обсадной колонне протекает ток силой 5 а, при диаметре обсадной колонны 140л/лг и толщине стенки трубы 8 мм продольное сопротивление такой трубы равно 38,92х ом/м. Если щупы располагаются на расстоянии 7,5 м друг от друга, то падение напряжения между точками А и В будет равно

Дб ,

где i - сила тока в обсадной трубе;

г - продольное сопротивление обсадно

трубы; / - расстояние между точками А и S, т. е.

At/«0,3 мв делает измерения не пригодными для обработки.

стенкой труб обсадной колонны скважины за счет того, что измерительные электроды выполнены в виде зубчатых роликов, расноложенных на рычажном устройстве и укрепленных на кернах, которые одновременно служат токосъемниками.

На фиг. 1 представлена схема зонда для измерения потенциала и токов; на фиг- 2 - конструкция идупа; на фиг. 3 - конструкция крепления контактного ролпка.

Предлагаемый зонд состоит из двух одинаковых верхних и нилсних щупов / и 2, расположенных один под другим. Оба щупа соединены между собой кабелем 3, длина которого может изменяться в соответствии с предъявляемыми требованиями.

Каждый из двух щупов зонда состоит из штанги 4, предназначенной для подвески на ней тяг 5 и 6, иолзуна 7 и гайки 8. Внутри штанги проходит трехжильный каротажный кабель 9. Крепление устройства на кабеле достигается посредством хомута 10. На шарнирном соединении тяг 5 и 6 между собой закреплен двумя кернамн 11 зубчатый ролик 12. Каждая из частей зонда имеет три ролика, закрепленных на штангах и находящихся под углом 120° друг другу. Для осуществления постоянного роликов к внутренней поверхности колонны предназначена пружина 13. Сила пружины и конструкция роликов обеспечивают надежный контакт с обсадной трубой даже в местах, покрытых окалиной и ржавчиной, вследствие не столько действия , сколько ударного воздействия зубцов ролика на поверхность трубы. С целью предохранения роликов от износа при опускании в зонде предусмотрены устройства для раскрытия зонда-собачки 14, которые при спуске зонда отжимают тяги от поверхности трубы, а при подъеме приводят зонд в рабочее положение: ролики вновь контактируют с трубой, собачка повернута на 90 и свободно висит, не касаясь трубы. От контактирующих роликов гшформация передается через два керна, которые прижимаются пружинной вилкой тяги 5. Для улучшения контакта между вращающимся роликом и кернами свободное пространство 15

заполнено графитовой смазкой. Тяга 5 соединена через щтапгу 4 и гайку 5 с одной из жил 16 каротажного кабеля и служит одновременно измерительным проводником.

Предлагаемая конструкция зонда позволяет

легко и быстро производить замену изношенных роликов и кернов новыми непосредственно в полевых условиях.

Измерения с помощью предлагаемого зонда производятся следующим образом.

Перед опусканием зонда в скважину собачку 14 поднимают в крайнее верхнее положение.- Это положение фиксируется контровочной проволокой. Для облегчения спуска зонда в скважину к его нижнему концу присоединяют груз /7. При перемене направления двпжения собачка поворачивается, приводя ролики в соприкосновение с трубой.

Информация передается к измерительному проводнику с помощью кернов 11, которые

служат токосъемниками в точках с нулевой скоростью, что предотвращает искажение измеряемой величины разности потенциалов.

Измеряемая разность потенциалов по кабелю передается на поверхность земли, где регистрируется с помощью осциллографа или иной измерительной аппаратуры.

Предмет изобретения

Зонд для исследования обсадных колонн в скважинах, содержащий штангу, прижимное устройство, устройство для раскрытия зонда в скважине и измерительные электроды, расположенные на прижимном устройстве, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в нем измерительные электроды выполнены в виде зубчатых роликов и укреплены на кернах, которые одновременно служат токосъемниками.

72