Локатор муфт Советский патент 1982 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

1

Изобретение относится к геофизическим методам исследования обсаженных скважин и может использоваться для определения муфтовых и замковых соединений колонны бурильных обсадных или насосно-компрессорных труб,а также мест их локальных разрушений, смятий и утолщений.

.Известно устройство для исследования обсадных колонн в скважине, со-, держащее генераторные и приемные катушки П J.

Также известен локатор муфт, содержащий герметичный немагнитный корпус, магнитную систему, состоящую из постоянных магнитов, установленных соосно одноименными полюсами друг к другу, и измерительные катушки,размещенные на постоянных м гнитах и включенные встречно 2.

Недостатком локатора муфт является низкая чувствительность при малых скоростях движения локатора в скважине.

Цель изобретения - повышение чувствительности путем обеспечения независимости величины регистрируемых сигналов от скорости движения локатора в обсадной колонне.

Поставленная цель достигается тем, что магнитная система снабжена двумя дополнительными катушками, питаемыми низкочастотным переменным током, соединенными согласно и расположенны10ми параллельно оси постоянных магнитов либо соосно с ними.

На фиг. 1 представлена схема локатора муфт; на фиг. 2 - схема сое15динения дополнительных катушек.

Локатор содержит магнитную систему, помещенную в герметичный немагнитный корпус 1 и состоящую из установленных одноименными полюсами друг

20 к другу постоянных магнитов 2 и измерительных катушек 3. размещенных на них и включенных встречно. На каждом магните соосно с ними размещены

полнительные катушки k , включенные согласно и питаемые переменным током низкой частоты.

Локатор на каротажном кабеле 5 движется в скважине внутри обсадной колонны 6. При перемещении локатора в колонне в местах муфтовых соединений 7) сварных швов 8, нарушений целостности обсадных труб 9 происходит изменение сопротивления магнитному потоку, проходящему по обсадной трубе, что приводит к его перераспределению, t

Магнитные потоки постоянных магнитов, установленных одноименными полюсами друг к другу, отталкиваются и в центре магнитной системы образуется зона повышенной напряженности магнитного поля (зона выпучивания), поскольку силовые линии между двумя полюсными поверхностями всегда направлены так, чтобы полная магнитная проводимость воздушных путей магнитного потока была максимальной. Суммарное магнитное поле локатора муфт складывается из полей, создаваемых постоянными магнитами и переменных магнитных полей, возбуждаемых дополнительными катушками., Катушки питаются гармоническим током и их мз нитное поле в каждый момент времени будет либо усиливать, либо ослаблять магнитное поле постоянных магнитов, причем, поскольку катушки соединены согласно, то увеличение суммарного магнитного поля одной половины магнитной системы локатора муфт будет сопровождаться таким же уменьшением суммарного магнитного поля другой половины магнитной системы. Это приводит к смещению зоны выпучивания в сторону той половины магнитной системы, где поле постоянного магнита ослабляется магнитным полем дополнительной катушки. Через промежуток времени, равный половинепериода питающего тока, эта зона переместится на другую половину магнитной системы и, таким образом, будет осуществлено возвратно-поступательное сканирование суммарного магнитного поля локатора муфт в .зоне расположения его измерительных катушек вдоль корпуса локатора. Так как измерительные катушки одинаковы и включены встречно, электродвижущая сила, индуцируется в катушках за счет изменения пронизывающего их магнитного потока, бу14

дет компенсироваться, и на выходе измерительной системы будет выделяться сигнал разбаланса, зависящий от

степени идентичности обоих половин магнитной системы, точности их изготовления и размещения. Если в ферромагнитной трубе имеется какоелибо нарушение ее сплошности, дефект то за время перемещения локатора муфт

мимо этого дефекта, магнитное поле локатора успеет многократно пересечь дефект, что приведет к индуцированию в его измерительных катушках сигнала, частота которого совпадает с частотой тока, питающего дополнительные

катушки, а длительность его равна времени прохождения измерительной системы локатора мимо дефекта. Величина индуцируемого сигнала будет пропорциональна в каждый момент времени векторной сумме скоростей возвратно-поступательного сканирования магнитного поля ч линейного движения локатора муфт в скважине. Если скорость сканирования будет намного (в 5-10 раз) больше скорости линейного движения, то индуцируемый полезный сигнал будет зависеть только от скорости сканирования, в то время

как уровень шумов будет определяться, в основном, скоростью движения в скважине локатора муфт.

Предлагаемое устройство позволяет улучшить соотношение полезного сйгнала и шума и повышает чувствительность локатора муфт к дефектам. При этом без заметного уменьшения чувствительности можно значительно повысить скорость движения локатора в скважине, т.е. повысить производительность геофизических исследований, а, следовательно, и экономическую эффективность применения локаторов. Кроме того, вследствии независимости величины индуцируемого в локаторе сигнала

от скорости его движения в скважине, можно добиться высокой степени детализации обнаруженных дефектов, и даже установки локатора напротив интересующего муфтового соединения или дeфekтa, что чрезвычайно важно при проведении прострелочно-взрывных работ в скважине или работ по ее капитальному ремонту.

. Формула изобретения

Локатор муфт, содержащий герметичный немагнитный корпус, магнитную

систему, состоящую из постоянных

нитов, установленных соосно одноименными полюсами один к другому, и измерительные катушки, размещенные на постоянных магнитах и включенные встречно; отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности путем обеспечения независимости величины регистрируемых сигналов от скорости движения локатора в обсадной колонне, магнитная система снабжена двумя дополнительными

катушками, питаемыми низкочастотным переменным током, соединенными coi- ласно и расположенными параллельно оси постоянных магнитов либо соосно

с ними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ff , кл. Е 21 В «47/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 6059 6, кл. Е 21 В (47/00, 1975 (прототип).