Устройство для обследования обсадных колонн скважин Советский патент 1982 года по МПК G01V11/00 G01V3/26 G01V1/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБСАДНЫ5С КОЛОНН СКВАЖИН

Изобретение относится к технике промлслово-геофизических исследований, в частности к устройствам дефектоскопии.

Известно устройство для обнаружения небольших отверстий в обсадных колоннах, которое содержит U-образный сердечник с постоянными магнитами для намагничивания колонн и две неподвижные симметрично расположенные цилиндрические катушки, связанные индуктивно с сердечником и измеряющие градиент магнитного поля колонны т.

Недостатком данного устройства является низкая разрешающая способность по периметру колонны, вызванная тем, что измерительные катушки, максимально приближенные к поверхности колонны, воспринимают градиент магнитного поля колонны со всего периметра последней.

Известно также устройство, в котором в качестве измерительного датчика использована сегментированная измерительная катушка и выходное устройство, способное регистрировать сигналы от каждого сегмента катушки, причем каждый сегмент катушки контролирует градиент магнитного поля.

колонны в азимутальном угле, определяемом, в основном, размерами сегмента 2.

Устройство имеет достаточную разрешающую способность, однако она ограничена количеством сегментов катушки, которое не может быть увеличено сверх определенного числа из-за снижения, чувствительности прибора.

10

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обслб дования обсадных колони скважины, которое содержит скважинный зонд с маг- ниточувствитедьным датчиком, усилите15лем и электроприводом, при этом магниточувствительный датчик связан с электроприводом и соединен с усилителем, и наземную часть, включающую блок селекции; сигналов и регистра20тор, при этсии выход усилителя соединен с входом блока селекции сигналов, выход которого соединен с регистратором, вргиоакюшйся вокруг оси ::кважинного -зонда магниточувствитель25ный датчик выполнен в виде двух узtHx дифференциально включенных измерительных катушек, оси которых расположены в плоскости, перпендикуляргной оси колонны. Вследствие малых

30 размеров катушек, измеряющих локальный градиент магнитного поля колонны, данное устройство отличается вы сокой разрешающей способностью по периметру колонны и высокой чувстви тельностью к мелким дефектам. Сигналы от датчика усиливаются и через блок селекции сигналов, отсекающий помехи, подаются на регистратор, где регистрируются в функции глубины скв жины. Высокая разрешающая способность устройства позволяет раздельно регистрировать перфорационные отверстия З . Недостатком известных устройств является то, что они чувствительны не только к изменениям магнитного поля колонны, но и к изменению зазор между датчиком и колонной, вызванно му, например,, разбросом внутреннего диаметра отдельных секций колонны, вздутием колонны при перфорации, же лобами в колонне и т.п. Вследствие этого снижается точность выделения . дефектов в колонне. Для надежного выделения дефектов необходимо проводить несколько спуско-подъемных опер ций различной настройкой усилителя сигналов, что значительно удорожает проводимые исследования. Цель изобретения - повБшение точности определения дефектов. Для достижения указанной цели в устройство для обследования обсадных колонн скважин, содержащее скважинны зонд с магниточувствительным датчиком, усилителем и электроприводом, при этом магниточув.ствительный датчи связан с электроприводом и соединен с усилителем, и наземную часть, содержащую блок селекции сигналов и ре гистратор, при этом выход усилителя соединен с входом блока селекции сигналов, выход которого соединен с регистратором, введены электроакустический преобразователь, контрольный электроакустический преобразователь , первый и второй формирователи импульсов возбуждения и синхроимпуль сов, второй и третий усилители и пре образователь, при этом электроакустический .преобразователь связан с электроприводом и соединен с первым формирователем импульсов возбулсцения и синхроимпульсов и вторим усилителем, выходы которых соединены с первым и вторым входами преобразователя, контрольный преобразователь, установленный напротив контрольного отр ателя, соединен с вторым формирователем импульсов возбуждения и синхроимпульсов и третьим усилителем, выходы которых подключены к тре тьему и четвертому входам преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя. Ввиду того, что магниточувствительный и. электроакустический датчики синхронно сканируют поверхность колонны, то электроакустический канал позволяет в каждый момент времени контролировать величину зазора между магниточувствительным датчиком и колонной и регулировать чувствительность усилителя сигналов датчика пропорционально величине этого зазора, что исключает пропуск дефектов , обусловленных уменьшением амплитуды сигналов датчика при увеличении зазора между ним и поверхностью колонны. На чертеже приведена структурная схема устройства для исследования обсадных колонн скважин. Устройство содержит магниточувствительный датчик 1, соединенный с первым усилителем 2, выход которого соединен с входом блока 3 селекции сигналов, выход последнего подключеи к регистратору 4. Б электроакустическом канале имеется электроакустический преобразователь 5, соединенный с первым формирователем 6 импульсов возбуждения и синхроимпульсов и вторым усилителем 7, вы- ходы первого формирователя б и второго усилителя подключены к первому и второму входам преобразователя 8, и контрольный электроакустический преобразователь 9, расположенный напротив контрольного отражателя 10 и соединенный с вторым формирователем 11 импульсов возбуждения и синхроимпульсов и трбтьим усилителем 12, выходы второго формирователя 11 и третьего усилителя соединены с третьим и четвертым входами преобразователя 8, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя 2. Электропривод 13 механически соединен с магниточувствительным датчиком 2 и электроакустическим преобразователем 5, расположенными в одной плоскости , проходящей через ось скважинного зонда. Преобразователь 8 может конструктивно располагаться как в скважинном зонде, так и в наземной аппаратуре. Устройство работает следующим образом. Электропривод 13 синхронно вращает магниточувствительный датчик 1 и электроакустический преобразователь 5 вокруг оси сквсшинного зонда.Магниточувствительный датчик 1 отмечает аномалии магнитного поля предварительно размагниченной и намагниченной постоянным магнитным полем колонны, вызванные наличием в колонне перфорационных отверстий и других дефектов.Сигналы магниточувствительного датчика 1 усилива отся первым усилителем 2 и через блок 3 селекции сигналов, отсекгиощий помехи, поступают на регистратор 4, где регистрируются в функции глубины скважины. Первый формирователь 6 выдает импульсы возбуждения на электроакустический преобразователь 5 и синхроимпульсы посылки на преобразователь для преобразования временного интервала между посылкой зондирующего сигнала и отраженным сигналом в электрический сигнал. Электроакустический преобразователь 5 излучает короткие ультразвуковые импульсы нормально к поверхности колонны и принимает отраженные сигналы, которые усиливаются вто рым усилителем 7 и поступают на преобразователь 8.

Преобразователь 8 преобразует временной интервал, между посылкой и приемом отраженного сигнала в аналоговое напряжение с постоянной времени порядка 1/В периода одного оборота датчиков вокруг оси скважинного зонда.

Для внесения в преобразованный временной интервал поправки на изменение скорости ультразвука с глубиной скважины контрольный электроакустический преобразователь 9 излучает импульсы зондирующих колебани в направлении контрольного отражателя 1о, расположенного на ф:1ксированном расстоянии от него, принимает отраженные сигналы, которые усиливаются третьим усилителем 12 и подаются на преобразователь 8 вместе с синхроимпульсами из второго формирователя 11.

Изменение времени пробега отраженного сигнала между контрольным электроакустическим п эеобраэователем 9 и контрольным отражателем 10, вызванное изменениями давления, температуры, состава скважинного раствора и т.п., с глубиной скважины определяет поправку преобразователя 8 при преобразовании времени пробега отраженного сигнала между электроакустическим преобразователем 5 и колонной.

Аналоговое напряжение, вырабатываемое в преобразователе 8, пропорциональное расстоянию между электроакустическим преобразователем 5 и колонной, управляет чувствительностью канала таким образом, что при увеличении этого расстояния чувствительность увеличивается, а при уменьшении расстояния - снижается, исключая влияние изменения расстояния на амплитуду сигнала магниточувствительного датчика 1.

Устройство позволяет повысить точность определения в обсадных колоннах, например, перфорационных отверстий, при этом исключается необходимость в повторных спуско-подъемных операциях, что удешевляет обследования обсадных колонн скважин.

Формула изобретения

Устройство для обследования обсадных колонн скважин, содержащее скважинный зонд с магниточувствительным датчиком, усилителем и электроприводом, при этом магниточувствительный датчик связан с электроприводом и соединен с усилителем, и наземную часть, содержащую блок селекции сигналов и регистратор, при этом выход усилителя соединен с входом блока селекции сигнсшов, выход которого соединен с регистратором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения дефектов, в него введены электроакустический преобразователь, контрольный электроакустический преобразователь, первый и второй формирователи импульсов возбуждения и синхроимпульсов, второй и третий усилители и преобразователь, при этом электроакустический преобразователь связан с электроприводом и соединен с первым формирователем импульсов возбуждения и синхроимпульсов и вторалм усилителем,выходы которых соединены с первым и вторым входами преобразователя, контрольный преобразователь, установленный напротив, контрольного отражателя, соединен со вторым формирователем импульсов возбуждения и синхроимпульсов и третьим усилителем, выходы которых подключены к третьему и четвертому входам преобразователя, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя.

Источники информсщии, принятые во внимание при экспертизе

«;.

-..

, Г