Устройство для измерения изменений внутреннего диаметра обсадных колонн

 

Использование: для контроля технического состояния обсадных колонн в скважинах и в других отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство для измерения изменений внутреннего диаметра обсадных колонн содержит наземную аппаратуру, кабель связи и скважинный прибор с головкой для подключения кабеля связи, мерные рычаги с узлами для осуществления их раскрытия и прижатия к исследуемой колонне. На корпусе скважинного прибора в его разных сечениях установлены без возможности поворота идентичные кольца с одинаковыми проволочными упорами, равномерно распределенными по внешней поверхности колец по касательной к ним и контактирующими с внутренней поверхностью обсадной колонны в противоположных направлениях за счет переворота одного из колец на 180^o. 4 ил.

Изобретение относится к средствам контроля технического состояния обсадных колонн в скважинах и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства.

Известны скважинные профилемеры, содержащие измерительные рычаги и преобразователи их линейных перемещений в электрические сигналы.

Общим недостатком профилемеров является невысокая достоверность и слабая повторяемость показаний скважинного прибора при повторных исследованиях колонны из-за несовпадения условий измерений в результате вращения скважинного прибора в процессе проведения спуско-подъемных операций, приводящего к тому, что измерительные рычаги при повторном подъеме прибора могут перемещаться по другим образующим колонны, чем при первом подъеме.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения изменений внутреннего диаметра обсадной колонны.

Устройство состоит из наземной аппаратуры, кабеля связи и скважинного прибора, который содержит корпус с головкой для подключения кабеля связи, мерные рычаги с узлами для осуществления их раскрытия и прижатия к внутренней поверхности исследуемой обсадной колонны, преобразователь угла раскрытия мерных рычагов в электрический сигнал с блоком электроники для передачи информации к наземной аппаратуре.

Установлено, что при подъеме скважинного прибора на геофизическом кабеле он медленно вращается вокруг своей оси, делая один оборот в интервале 15-30 м. Мерные рычаги, особенно при большом их количестве, затрудняют их вращение, что способствует накоплению крутящего момента в кабеле, под действием которого он собирается в петли даже при незначительном перепуске в скважину. Поэтому для безаварийного проведения спуско-подъемных операций обычно используют устройство вращения кабеля ВКС-60, устанавливаемое между кабельным наконечником и скважинным прибором и обеспечивающее независимое вращение кабеля относительно скважинных приборов.

Однако применение ВКС-60 не гарантирует скважинный прибор профелемера-каверномера от самопроизвольного проворота, что в свою очередь приводит к перемещению мерных рычагов в обсадной колонне не по образующим труб, а по спирали с переменным шагом, т.е. по сложной траектории, неповторяющейся от исследования к исследованию. Последнее приводит к неповторяемости результатов исследований обсадных колонн. Поэтому аномалии на регистрируемых кривых не могут быть однозначно проинтерпретированы. Например, развитие коррозионных процессов в обсадных колоннах и изменение (за счет этих явлений) характера регистрируемых кривых может быть ошибочно истолковано как изменение конфигурации этих кривых за счет изменения траектории исследования внутренней поверхности обсадных труб. И, наоборот.

Таким образом, получение достоверной информации с помощью применяемых профилемеров затруднено и сопряжено с необходимостью проведения многократных исследований скважины.

Целью изобретения является повышение достоверности получаемой при измерении внутреннего диаметра обсадных колонн информации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения изменений внутреннего диаметра обсадных колонн, включающем наземную аппаратуру, кабель связи и скважинный прибор, содержащий корпус с головкой для подключения кабеля связи, мерные рычаги с узлами для осуществления их раскрытия и прижатия к внутренней поверхности исследуемой обсадной колонны, преобразователь угла раскрытия мерных рычагов в электрический сигнал с блоком электроники для передачи информации к наземной аппаратуре, согласно изобретению на корпусе скважинного прибора в его разных сечениях дополнительно установлены без возможности проворота идентичные кольца, снабженные одинаковыми проволочными упорами, равномерно распределенными по внешней поверхности указанных колец по касательной к ним под углом 90^oC к их радиусам и контактирующими с внутренней поверхностью осадной колонны в противоположных направлениях за счет переворота одного из колец на 180^oC.

На фиг. 1 схематично показана обсадная колонна 1 с муфтовым соединением 2, в которую спускается скважинный прибор 3 с мерными рычагами 4, дополнительными кольцами 5, проволочными упорами 6, головкой 7 для подключения геофизического кабеля 8 от каротажной станции 9, каротажного блок-баланса 10, кабельной соединительной головки 11.

На фиг. 2 показана в поперечном сечении обсадная колонна 1 со скважинным прибором 3, мерными рычагами 4, контактирующими с обсадной колонной 1 по нескольким образующим, а также их возможное положение (пунктиром) при повторном исследовании скважины из-за смещения в результате проворота скважинного прибора вокруг своей оси при повторных спуско-подъемных операциях.

На фиг. 3, 4 показаны в поперечном сечении исследуемая обсадная колонна 1, скважинный прибор 3 с дополнительными кольцами 5 на корпусе прибора, проволочными упорами 6, установленными по касательным к внешней поверхности колец 5 (под углом 90^oC к их радиусам) таким образом, что проволочные упоры 6 контактируют с внутренней поверхностью обсадной колонны 1 с возможностью проворота колец 5 в противоположных направлениях: против часовой стрелки на фиг. 3 и по часовой на фиг. 4.

Устройство работает следующим образом.

Геофизический кабель 8 от каротажной станции 9 пропускают через подвесной ролик 10 и подключают с помощью кабельной головкой 11 к головке 7 скважинного прибора 3. Скважинный прибор 3 спускают на необходимую глубину в обсадную колонну 1, с помощью определенного электрического импульса с панели управления раскрываются мерные рычаги 4 и прижимаются к внутренней поверхности обсадной колоны 1 с усилием, достаточным для продавливания глинистой корки или других нетвердых отложений. Преобразователь угла раскрытия мерных рычагов в электрический сигнал (на фиг. 1 не показан) формирует выходной сигнал, пропорциональный внутреннему диаметру (радиусу) обсадных труб в точке измерения, который передается на поверхность к панели управления для его обработки и регистрации.

Рассмотрим работу упоров 6, установленных на кольцах 5.

Как следует из фиг. 3, скважинный прибор 3 устройства может перемещаться вверх и вниз по стволу скважины, то есть в осевом направлении, и проворачиваться против часовой стрелки, а на фиг. 4 в осевом направлении и по часовой стрелке соответственно, поскольку упоры 6 не препятствуют этому.

Таким образом, в результате снабжения скважинного прибора двумя идентичными кольцами 5 с упорами 6 (и благодаря повороту второго кольца 5 на 180^o) оказывается возможным только осевое перемещение скважинного прибора 3 в исследуемой обсадной колонне 1.

При этом мерные рычаги 4 будут перемещаться практически по одним и тем же образующим колонны, а не по спирали, как в первом случае, что в свою очередь позволит повысить достоверность получаемой информации в процессе кавернометрии профилеметрии скважины.

Помимо отмеченного, кольца 5 и упоры 6 дополнительно центрируют скважинный прибор 3 в исследуемой обсадной колонне 1, что повышает точность измерений внутренних диаметров (радиусов) обсадных труб и определения их изменения в процессе эксплуатации скважин.

Формула изобретения

Устройство для измерения изменений внутреннего диаметра обсадных колонн, включающее наземную аппаратуру, кабель связи и скважинный прибор, содержащий корпус с головкой для подключения кабеля связи, мерные рычаги с узлами для осуществления их раскрытия и прижатия к внутренней поверхности исследуемой обсадной колонны, преобразователь угла раскрытия мерных рычагов в электрический сигнал с блоком электроники для передачи информации к наземной аппаратуре, отличающееся тем, что на корпусе скважинного прибора в его разных сечениях дополнительно установлены без возможности поворота идентичные кольца, снабженные одинаковыми проволочными упорами, равномерно распределенными по внешней поверхности указанных колец по касательной к ним под углом 90^o к их радиусам и контактирующими с внутренней поверхностью обсадной колонны в противоположных направлениях за счет переворота одного из колец на 180^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4