Индукционный зонд для определения дефектов обсадных колонн

 

1. ИНДУКЦИОННЫЙ ЗОНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащий немагнитный герметический корпус с основанием, на котором размещены П-образные сердечники , на полюсных торцах каждого из которых размещены индукторные катущки, установленные аксиально и равноудаленно относительно оси генераторной катущки, причем оси одних индикаторных катущек смещены относительно других на величину, равную радиусу индикаторной катущки, отличающийся тем, что, с целью повыщения его чувствительности и разрешающей способности , он снабжен дополнительными катущками , которые включены между собой согласно и последовательно с генераторной катушкой и размещены в средней части П-образных сердечников. 2. Зонд по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные катущки выполнены с равным числом витков. Сд ю х ел 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1052656

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3456323/22-03 (22) 24.06.82 (46) 07.11.83. Бюл. № 41 (72) А. Т. Шлеин (53) 622.245 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 745386, кл. G Ol N 27/86, 1978.

2. Патент Франции № 2314496, кл. G 01 N 27/86, опублик. 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 691559, кл. Е 21 В 49/00, 1978 (прототип). (54) (57) 1. ИНДУКЦИОННЫИ ЗОНД

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащий немагнитный герметический корпус с основанием, на котором размещены П-образные сердеч3 511 Е 21 В 49/00; Е 21 B 47/00 ники, на полюсных торцах каждого из которых размещены индукторные катушки, установленные аксиально и равноудаленно относительно оси генераторной катушки, причем оси одних индикаторных катушек смещены относительно других на величину, равную радиусу индикаторной катушки, отличающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности и разрешающей способности, он снабжен дополнительными катушками, которые включены между собой согласно и последовательно с генераторной катушкой и размещены в средней части П-образных сердечников.

2. Зонд по и. 1, отличающийся тем, что дополнительные катушки выполнены с равным числом витков.

1052656

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к средствам контроля технического состояния обсадных колонн и насосно-компрессорных труб, находящихся в скважине.

Известно устройство для контроля дефектов труб, содержащее корпус, размещенный по периметру корпуса многоэлементный намагничива ощий блок, включающий и Побразных магнитопроводов, ориентированных полюсами вдоль оси корпуса, многоэлементный измерительный преобразователь, расположенный в межполюсном пространстве магнитопроводов, и узел крепления преобразователя, выполненный в виде охватывающего корпус плавающего кольца с фланцем, посредством подвесок закрепленного на магнитопроводе. Элементы преобразователя сгруппированы в модули, каждый из которых с возможностью поворота и перемещения в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, закреплен на кольце с помощью по крайней мере двухэлементной шарнирной подвески, состоящей из шарнирно соединенных между собой контактной и соединительной пластин и плоской пружины, один конец которой взаимодействует с соединительной пластиной, второй — с контактной, на которой закреплен модуль преобразователя (1) .

Е-1едостатками указанного устройства являются сложность KoHcTpy" êöèH и низкая раз решающая способность при контроле дефектов типа перфорированных отверстий, сопровождаемых шероховатостью в виде парафиновых или цементных корок. При контроле подобных участков датчик устройства отходит от контролируемой поверхности, при этом наводимый сигнал становится соизмеримым с сигналом от дефекта.

Известно также устройство для контроля дефектов, содержащее дифференциальный магнитный зонд с парами одинаковых измерительных катушек, расположенных по окружности симметрично вокруг оси зонда и перекрываемых плоскостью внутренней поверхности трубы. Катушки намотаны на одинаковых сердечниках (2).

Недостатком данного устройства является низкая разрешающая способность при контроле мелких дефектов типа перфорационных отверстий и симметричных прерывистых повреждений вокруг оси трубы, обусловленная отсутствием локально направленного магнитного потока.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для определения дефектов обсадных колонн, содержащее генераторную катушку и индикаторные катушки, установленные симметрично относительно оси генераторной катушки, плоскости витков которых перпендикулярны плоскости витков генераторной катушки, снабженные П-образными сердечниками из материала с высокой магнитной проницаемостью, расположенные в генераторной катушке аксиально и равноудаленно, причем

f0

55 на полюсных торцах сердечников установлены индикаторные катушки, оси одного ряда которых смещены относительно осей другого ряда на величину, равную радиусу индикаторной катушки. З,анное у тройство позволяет надежно отбивать интервалы перфорации и зоны фильтра (3).

Однако при некачественной перфорации возможны пропуски регистрируемого количества отверстий. Это обусловлено тем, что магнитный поток индукционного зонда создается одной генераторной катушкой, и при наличии мелкого дефекта он будет обтекать его, не создавая большого магнитного сопротивления, т. е. сигнал будет регистрироваться недостаточно четко.

Цель изобретения — повышение чувствительности и разрешающей способности зонда при обнаружении мелких дефектов.

Поставленная цель достигается тем, что индукционный зонд для определения дефектов обсадных колонн, содержащий нсмагнитный герметический корпус с основанием, на котором размещены П-образные сердечники, на полюсных торцах каждого из которых размещены индикаторные катушки, установленные аксиа IbHO и равноудаленно относительно оси генераторной катушки, причем оси одних индикаторных катушек смещены относительно других на величину, равную радиусу индикаторной катушки, снабжен дополнительными катушками, которые включены между собой согласно и последовательно с генераторной катушкои и размещены в средней части П-образных сердечников..

При этом дополнительные катушки выполнены с равным числом витков.

Введение дополнительных катушек позвочяет создать дополнительные магнитные потоки, которые, складываясь с магнитным потоком генераторной катушки, увеличивают плотность магнитных линий. При появлении мелких дефектов происходит увеличение сопротивления магнитному потоку. ЭДС, наводимые в индукционных катушках, более четко отбивают мелкие дефектьь Для создания равномерных и локальных потоков дополнительные катушки намотаны равным количеством витков.

На фиг. 1 приведен индукционный зонд, общий вид; на фиг. 2 — функциональная блок-схема измерительной аппаратуры.

Индукционный зонд содержит (фиг. 1) генераторную катушку 1, П-образные ма.нитные сердечники 2, на торцах которых установлены индикаторные катушки 3. В средней части П-образных сердечников размещены дополнительные катушки 4, соед,иненные согласно между собой и последовательно с генераторной катушкой 1 и расположенные на немагнитном цилиндрическом основании

5, закрепленные винтом 6. Устройство находится в обсадной колонне 7, где оно центрируется пружинами 8. Устройство помещено в охранный немагнитный гсрметичный кожух 9.

1052656

Составитель И. Назаркина

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 8816/25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Проводником жилы 10 (фиг. 2) каротажного кабеля 11 генераторная катушка 1 через электронный блок (усилитель) 12, измерительную панель 13 соединяется с генератором 14 синусоидальных колебаний, который, в свою очередь, соединен с блоком

15 питания. Индикаторные катушки 3 подсоединены к коммутатору 16, усилителю 12 и через жилы 17 и 18 соединены с измерительной панелью 13 и регистратором 19.

Устройство работает следующим образом.

На каротажном кабеле 11 индукционный зонд опускают в обсадную колонну 7. От генератора 14 через измерительную панель 13 подают питание по жиле 10 в электронный блок 12, генераторную катушку 1 и дополнительные катушки 4. В результате сложения первичных магнитных полей от катушек

1 и 4 происходит повышение плотности суммарного магнитного потока, т.е. создается равномерно направленный поток от катушки 1 и локально направленный магнитный поток от дополнительных генераторных катушек 4, который концентрируется на небольшом (узком) участке внутренней поверхности исследуемой колонны. ЭДС, наводимые в индикаторных катушках 3 при отсутствии дефектов, равны по амплитуде и фазе, при этом выходной сигнал попарно и встречно включенных катушек 3 будет равен нулю.

При появлении дефекта возникает большое сопротивление прохождению локально направленного магнитного потока, в результате чего происходит перераспределение по10 тока от генераторной катушки 1 и дополнительных катушек 4 вокруг нарушения сплошности металла. В результате происходит разбаланс ЭДС на встречно включенных индикаторных катушках, сигналы из которых поступают на коммутатор 16, усилитель 12 и

15 далее по жилам 17 и 18 в измерительную панель 13 и регистратор 19.

В результате введения в предлагаемое устройство дополнительных катушек повысилась чувствительность и разрешающая способность при обнаружении мелких дефектов типа перфорационных отверстий за счет создания локальных магнитных потоков от катушек 4, которые отсутствуют в прототипе.