Прибор для исследования цементного кольца за обсадной колонной в скважинах Советский патент 1980 года по МПК G01V5/08 

1

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности, радиоактивным методом.

Известен прибор для исследования цементного кольца за обсадной колонной в скважинах по основному авт. св. № 203799, включающий герметичный кожух с центраторами, внутри которого размещены зонд гамма-гамма каротажа, выполненный в виде цилиндрического свинцового экрана с коллимационными отверстиями для источника и детектора, и система, обеспечивающая его Р91Вномерное вращение внутри кожуха с необходимой угловой скоростью, устанавливаемой с поверхности Щ . it ..Прибор позволяет регистрировать кривую изменения интенсивности рассеяного гамма-излучения по периметру скважины. В результате интерпретации полученных кривых можно определять качество цементного кольца, в частности, эксцентриситет обсадной колонны, наличие и характер заполнения цементным- камнем затрубного пространства.

Существенным недостатком прибора, в значительной степени ограничиваклоим его возможности, является наличие .толстостенного стального герметичного кожуха, внутри которого вращается свинцовый экран с коллимационными отверстиями. Необходимость использования толстостенного стального кожуха вызвана большим гидростатическим давлением, имеющем место в скважинах. Даже при использовании высокопрочных марок стали, минимально допустимая толщина стенки кожуха бора (диаметр 110-120 мм) и гидростатических давлениях в скважинах до 600 кг/см составляет 8-9 мм.

Наличие стального кожуха такой толщины против коллимационных отверстий для источника и детектора в приборе для исследования цементного кольца приводит к значительному поглощению гамма-излучения за счет фотоэффекта, йсобенно, вторичного рассеянного гамма-излучения, имеющего среднюю энергию менее 0,2 МэВ при использовании источника цезия-137 с начальной энергией излучения 0,66 МэВ. Кроме того, имеет место

25 значительное комптоновское рассеяние в железе кожуха как непосредственно излучения источника, так и вторичного рассеянного гамма-излучения. Указанные факторы приводят к общему

30 уменьшению регистрируемой детектором

скорости счета и к ухудшению коллимации излучения, что в конечном счете приводит к значительному снижению производительности и точности измерений .

Целью изобретения является повышение производительности и точности измерений.

Это достигается тем, что в кожухе прибора с внутренней его стороны выполнены специальные круговые пазы, расположенные на уровне коллимационных отверстий для источника и детектора. Этим самым достигается значительное местное уменьшение толщины стенки кожуха против коллимационных отверстий. Поскольку оптимальная ширина пазо значительно меньше диаметра кожуха, то наличие таких пазов как показывают расчеты, практически не ухудшают прочностные характеристики кожуха в целом по допустимому гидростатическому давлению.

На чертеже изображен предлагаемый прибор, ;общий вид.

Прибор состоит из герметического стального кожуха 1 с центраторами 2 и 3. В кожухе размещены цилиндрический свинцовый экран 4, электромотор с редуктором 5, обеспечивающие равномерное вращение экрана внутри кожуха и электронная схема.

Цилиндрический свинцовый экран имеет два коллимационных отверстия б И 7 для источника 8 и детектора 9, расположенных по одной образующей.

В герметичном стальном кожухе, на уровне коллимационных отверстий для источника и детектора выполнены специальные круговые пазы 10 и 11,-расположенные с внутренней стороны стенки кожуха. Поскольку пазы являются

круговыми, т,е, выполнены по периметру кожуха, коллимационные отверстия для источника и индикатора при вращении свинцового экрана внутри кожуха все время расположены против пазов.

При использовании предложенного решения значительно повышается скорость счета за счет уменьшения поглощения гамма-излучения в стенке кожуха прибора, а также увеличена относительная дифференциация показаний прибора (отношение показаний для случая воды и цементного камня в кольцевом затрубном пространстве) за счет улучшения коллимации излучения

Увеличение скорости при прочих равных условиях позволяет соответственно увеличить скорость измерений, то есть повысить производительность а увеличение относительной дифференциации приводит к уменьшению погрешности измерений, то есть к повышению тоцяости.

ь Формула изобретениям

Прибор для исследования цементного кольца за обсадной колонной в скважинах по авт.св. № 203799, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерения, на внутренней поверхности кожуха выполнены пазы, расположенные на уровне коллимационных отверстий для источника и детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 203799, кл.С 01 V 5/00, 1968 (прототип) ,