УСТРОЙСТВО для ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕНОК ОБСАЖЕННЫХСКВАЖИН Советский патент 1970 года по МПК E21B47/04 

Известны устройства для исследования стенок обсаженных скважин, содержащие скважинный снаряд с вращающимся датчиком и регистрирующий прибор.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что датчик скважинного снаряда заключен в торроидальный корпус и имеет полюсные наконечники, вытянутые вдоль оси скважины.

Это позволяет повысить эффективность действия устройства.

На фиг. 1 и 2 показано описываемое устройство.

Оно состоит из скважинного снаряда, дискриминатора и регистрируемого прибора.

Скважинный снаряд включает корпус / датчика и центрирующие приспособления - ролики 2. Внутри корпуса находятся трансформаторный датчик 3 на вращающемся кольце 4, синхронный однофазный двигатель 5, редуктор 6, контактные кольца со щетками 7. Связь скважинного снаряда с дискриминатором осуществляется каротажным кабелем 8.

Дискриминатор состоит из источника 9 питания скважинного снаряда, источника 10 опорного напряжения с фазорегулятором И, согласующего трансформатора 12, выпрямителя-корректора 13, фильтрующей ячейки 14 и регулирующего резистратора-потенциометра

15. В качестве регистрирующего прибора 16 используется электронный потенциометр с дисковой диаграммой. Двигатель диаграммы потенциометра подключается параллельно двигателю скважинного снаряда. Редукторы диаграммы потенциометра и в скважинном снаряде имеют одинаковые передаточные отношения.

Принцип действия предлагаемого устройства основан на электромагнитном методе определения расстояния от датчика до стенки колонны. В этом устройстве для получения поперечного профиля колонны датчик 3 вращается водруг оси 17 колонны 18. Для центрирования оси вращения датчика в колонне применяются подпрул иненные ролики 2.

Корпус 1 датчика имеет вид полого кольца (торроида). Во внутренней его части по окружности движется датчик 3. Среднее отверстие корпуса торроида предназначено для пропуска бурового раствора. Благодаря такой конструкции датчик оказывается достаточно близко к стенке обсадной колонны для качественного выявления ее нарушений. Вдоль оси колонны размещены вытянутые полюсные наконечники 19 для увеличения сигнала от продольных желобов.

ричной обмотки датчика складывается с опорным напрял ением переменного тока. Величина и фаза опорного напряжения устанавливаются равными величине и фазе напряжения вторичной обмотки датчика при минимальном расстоянии от датчика до стенки колонны. Величина опорного напряжения регулируется трансформатором 10, а фаза - фазорегулятором 11. При увеличении расстояния от датчика до стенки колонны в месте износа колонны меняется вектор напряжения вторичной обмотки датчика как по величине, так и по его фазе. Результирующее напряжение является геометрической суммой опорного напряжения и напряжения вторичной обмотки датчика. С увеличением зазора между датчиком и стенкой колонны растет результирующее напряжение. Последнее трансформируется в трансформаторе 12, выпрямляется диодами 13, фильтруется конденсатором 14 и подается через резистор 5на регистрирующий прибор/б. Зависимость результирующего напряжения от расстояния датчика до стенки колонны имеет нелинейный характер. С увеличением расстояния прирост напряжения сигнала на единицу длины прироста расстояния уменьщается. Для получения линейной зависимости сигнала от расстояния на рабочем участке характеристики используется нелинейность характеристики диодов выпрямителя. Соответствующий подбор нараметров согласующего трансформатора и характе ристик диодов позволяет сделать зависимость напряжения постоянного тока от зазора между датчиком и колонной близкой к линейной на рабочем участке измерений. Для этого напряжения, поступающие с согласующего трансформатора, не должны выходить с криволинейного участка характеристики диода, а кривизна характеристики диодов должна соответствовать нелинейности характеристики датчика. Линейность зависимости выходного сигнала постоянного тока от расстояния между стенкой колонны и датчиком или соответственно от

величины износа колонны дает возможность количественно определять изменение толщины стенки колонны.

Диаграмма регистрирующего прибора вращается синхронно с датчиком. Запуск диаграммы и датчика производится одновременно. На дисковой диаграмме радиус пулевой линии, вычерчиваемой пером потенциометра, устанавливается равным минимальному расстоянию от оси вращения датчика до стенки колонны. Это достигается механическим смещением стрелки (пера) на ее оси. Для колонны очень больщого или малого диаметра меняется масщтаб записи. Перо потенциометра отклоняется от нулевой линии пропорционально расстоянию от датчика до стенки колонны.

После одного оборота датчика и диаграммы на последней вырисовывается поперечный профиль обсадной колонны. Места износа проявляются на диаграмме в виде выступов, форма и величина которых соответствует износу колонны.

Для ускорения замеров за счет сокращения времени на смену диаграмм для снятия нового профиля запись ведется на ленточной диаграмме. Кассета с ленточной диаграммой цаходится на раме, вращающейся синхронно с датчиком скважинного снаряда. Для каждого нового снятия профиля колонны диаграмма

скачкообразно переводится в новое положение.

Предмет изобретения

Устройство для исследования стенок обсаженных скважин, содержащее скважинный снаряд с вращающимся датчиком и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности действия устройства, датчик скважинного снаряда заключен в торроидальный корпус и имеет полюсные наконечники, вытянутые вдоль оси сквал ины.

18

J7

fuZ.r

иг..2