Способ индукционного исследования обсадных колонн и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 G01N27/00 

(54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОВ АДНЫХ КОЛОНН И УСТГОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к промысловой геофи зике, к методам исследования обсаженных скважин и может использоваться для определения технического состояния обсадных колонн, насосно-компрессорных труб, находящихся в скважине. Известен способ раздельного измерения параметров методом вихревых токов, токовихревые датчики различных радиусов запитывают переменным током, измеряют векторь С11гналов, попарно с)гммируют вектор сигнала датчика одного радиуса с векторами сигналов датчиков других радиусов, затем послеповательно суммн: руют векторы результатов каждого суммирования с. другими, причём перед каждьпу суммированием уравнивают амплитуды суммирующих векторов, а фазу одного из слагаемых векторов устанавливают на 180 относительно другого век тора и по полученным векторам судят об измеряемых параметрах 1. Но в данном способе точность и разрешающая способность буде недостаточно высокой из-за условий в скважине. Известен также способ электромагнитной дефектоскопии, заключающийся в том, что ha контролируемое изделие устанавливают по нормали -К его поверхности датчик, измерительные катушки которого расположены на фиксированном расстоянии друг от друга, снимают сигналы с каждой катушки, логарифмируют и судят о дефекте ; по разности логарифмов 2. Основным недостатком этого способа .является малая разрешающая способность при больших колебаниях внутреннего диаметра труб (1-12 мм) и наличии дефектов. Цель изобретения - повышение разрешающей способности способа. Указанная цель достигается тем что датчик измерительного устройства калибруют на поверхности в эталонном обрезке трубы, в котором возбуждают переменное магнитное поле, т.е. уст авливают измерительные катушки датчика соосно генераторной катушке на расстоянии, при котором достигается равенство выходных сигналов по амплитуде, в калибрующем устройстве фиксируют катушки, опускают датчик в скважщу и проводят измерения, а полученные результаты измерений преобразуют в суммарные и разностные величины. Данная методика измерений позволяет повысить точность и разрешающую способность за счет оптимального расположения измерительных катушек при изменении внутреннего .диаметра и величин дефектов. В основу способа положен закон распределения электромагнитного поля (вихревых токов внутри трубы и измерения ЭДС в измерительных катушках, величина которой изменяется в зависимости от колебания внутреннего диаметра, электромагнитных свойств (магнитной проницаемости и электропроводности) и наличия дефектов ЭДС, наводимые в катушках, при изменении базового расстояния между генератор ной и измерительными катушками будут принимать различные величины. .При достижении равенства сигналов в измерительных катушках будет наблюдаться пропорциональность наведени ЭДС при колебании внутреннего диаметра и электромагнитных свойств. Это обусловлено тем, что измерительные катушки расположены над одним и тем же участком исследуемой поверхности обсадной трубы. При прохождении датчика над дефектом пропорциональность наведения ЭДС в измерительных катушках нарушается. Это обясняется тем, что ферромагнитный материал (колонна) является проводником магнитных силовых линий, а при наличии, например, трещины изменяется сопротивление прохождению магнитного потока, что фиксируется измерительными катушками. Попарное пре образование полученных сигналов в суммарные и разностные величины и получение разности их логарифмов позволяет значительно повысить отношение сигнал-помеха, т. е. разрешающую способность при колебаниях внутреннего диамет ра и наличия дефектов труб. Способ осуществляется следующим образом Перед проведением исследований, например, в обсадной колонне в эталонном отрезке трубы возбуждают генераторной катушкой датчика измерительного устройства переменное магнитно поле, снимают сигналы с измерительных катушек и подают их на цифровой вольтметр. Изм няют 1базовое i расстояние между генераторной и измерительными катушками до получения равенства сигналов, фиксируют катушки. Затем .опускают датчик в скважину на трехжильном бронированном кабеле и проводят измерения, для этого сигналы подают на преобразователи суммарной и разностной величин. Полученные результаты- логарифмируют и по разности логарифмов определяют контролируемый параметр обсадной колонны. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит генераторную катушку 1, измерительные катушки 2 и 3, которые соосно расположены внутри трубы 4, генератор 5 переменного стабилизированного тока, преобразователи 6 и 7 суммарной и разностной величин, логарифмирующие устройства 8 и 9, указатель 10 контролируемого параметра. Способ прошел испытания и рекомендован к внедрению в дефектоскопической аппаратуре контроля технического состояния обсаднь1х колонн в скважинах. Предполагаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа составит 1400 руб. Формула изобретения 1.Способ индукционного исследования обсадных колонн в скважинах, включающий возбуждение переменного магнитного поля в обсадной колонне. Измерение его с помощью измерительных и генераторной катушек датчика и логарифмирование полученных результатов, отличающийся тем,, что, с целью повышения разрешающей способности, устанавливают измерительные катушки датчика соосно. с генераторной катушкой на расстоянии, при котором достигается равенство выходных сигналов, иполученные результаты измерений в колонне преобразуют в суммарные и раз- ностные величины. 2.Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее. генераторную и измерительные катушки, генератор стабилизированного тока, логарифмирующий блок и вторичную аппаратуру, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено преобразователем суммарной и разностной величин, который включен к выходу измерительныхкатушек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 508732, кл. G 01 N 27/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 242469, кл. G 01 N 27/00, 1967.