Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин

Изобретение относится к способу электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является упрощение технологии обнаружения и разделения дефектов, расположенных на внутренней и внешней стенках эксплуатационной колонны, обеспечение высокой точности обнаружения и разделения дефектов. Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин включает возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах, измерение и обработку сигналов электромагнитного поля, преобразование сигналов в цифровую форму, передачу их на поверхность и компьютерную обработку. Возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа. На первом этапе на электромагнит подают ток питания 500-600 мА, при котором происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине, производят замер и регистрацию электромагнитного поля. На втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля. Затем производят сравнение двух зарегистрированных замеров. При этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах. Наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано для определения технического состояния эксплуатационных колонн и насосно-компрессорных труб.

Известен способ электромагнитной дефектоскопии (ЭДС) в многоколонных скважинах, включающий измерение ЭДС, наведенной в катушке вихревыми токами, возбуждаемыми в исследуемых металлических барьерах процессом спада электромагнитного поля, вызванного импульсами тока намагничивания катушки, на каждую из приемно-генераторных катушек в отдельности подают серию импульсов фиксированной длительности из диапазона 0,1-1000 мс, намагничивая последовательно все металлические барьеры, начиная с ближайшего, причем длительность импульсов возрастает для каждого последующего металлического барьера, полученные данные сохраняют и обрабатывают путем сравнения с модельными данными, по результатам обработки судят о наличии дефекта в металлических барьерах (патент РФ № RU 2507393, МПК Е21В 47/08, опубл. 20.02.2014 г.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является способ электромагнитной дефектоскопии-толщинометрии многоколонных скважин, включающий возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах импульсами тока в генераторных катушках зондов, измерение и первичную обработку сигналов вторичного нестационарного электромагнитного поля (ВНЭП) в измерительных катушках зондов после выключения импульсов тока в генераторных катушках, преобразование сигналов в цифровую форму, передачу на поверхность и их компьютерную обработку, выделяют первую и вторую группы зондов, и для второй группы зондов длительность импульсов тока, возбуждаемых в генераторных катушках, и время измерения сигнала ВНЭП в измерительных катушках соответственно выбирают не менее чем в три раза короче, чем длительность импульсов тока в генераторных катушках и время измерения сигнала ВНЭП в измерительных катушках зондов первой группы, при этом измерения сигналов ВНЭП в измерительных катушках зондов первой группы производят во время отсутствия тока в генераторных катушках зондов обеих групп, а возбуждение импульсов тока в генераторных катушках и измерения сигнала ВНЭП в измерительных катушках зондов второй группы выполняют во время прохождения импульсов тока в генераторных катушках зондов первой группы. Возбуждение импульсов тока в генераторных катушках зондов второй группы производят после возбуждения импульсов тока в генераторных катушках зондов первой группы, спустя промежуток времени не менее 1/3 длительности импульса тока в генераторных катушках зондов первой группы (патент РФ № RU 2468197, МПК Е21В 47/00, опубл. 27.11. 2012 г.).

Недостатком известного способа является сложность его осуществления, а также в случае неполного отключения тока в генераторных катушках одной из групп измерительных зондов происходит возникновение погрешности измерения.

Задачей предлагаемого способа электромагнитной дефектоскопии является упрощение технологии обнаружения и разделения дефектов, расположенных на внутренней и внешней стенках эксплуатационной колонны, а также обеспечить высокую точность обнаружения и разделения указанных дефектов.

Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в способе электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин, включающем возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах, измерение и обработку сигналов электромагнитного поля, преобразование сигналов в цифровую форму, передачу их на поверхность и компьютерную обработку, возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа: на первом этапе на электромагнит подают ток питания 500-600 мА, при котором происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, на втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, затем производят сравнение двух зарегистрированных замеров, при этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах, а наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением.

Замер и регистрацию электромагнитного поля производят посредством магнитного интроскопа.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа: на первом этапе на электромагнит подают ток питания 500-600 мА, при котором происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, на втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, затем производят сравнение двух зарегистрированных замеров, при этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах, а наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением, замер и регистрацию электромагнитного поля производят посредством магнитного интроскопа, позволяют упростить технологию обнаружения и разделения дефектов, расположенных на внутренней и внешней стенках эксплуатационной колонны, а также обеспечить высокую точность обнаружения и разделения указанных дефектов.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условиям патентоспособности изобретения: новизна и изобретательский уровень.

На представленном чертеже показан пример разверток данных магнитного интероскопа с различным насыщением металла.

Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин применяется для обнаружения и разделения дефектов, расположенных на внутренней и наружной стенках эксплуатационной колонны, форма краев которых имеет резкие очертания (трещины, разломы, непровары и т.п.), залегающие по глубине до 10 мм, а также выделения сквозных дефектов в эксплуатационной колонне.

Способ включает возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах посредством скважинного модуля, содержащего намагничивающее устройство, выполненное в виде гантелеобразного магнитопровода с катушкой намагничивания. Намагничивающее устройство намагничивает участок эксплуатационной колонны, расположенный между полюсов гантелеобразного магнитопровода, до состояния, близкого к «техническому насыщению», в направлении вдоль образующей линии эксплуатационной колонны. Скважинный модуль также содержит основную сканирующую магнитоизмерительную систему, выполненную в виде строки из N магниточувствительных датчиков, размещенных на гибких «лыжах» между полюсов гантелеобразного магнитопровода, бортовой контроллер, установленный в непосредственной близости от намагничивающего устройства и основной сканирующей магнитоизмерительной системы, каждый из N информационных входов которой связан с выходом одного из N магниточувствительных датчиков. Выход источника питания подсоединен к входам намагничивающего устройства, каждого из N магниточувствительных датчиков и бортового контроллера, выход которого связан с первым входом наземного контроллера, подключенного вторым входом к выходу сельсина, а выходом - к персональному компьютеру. Каждый из N магниточувствительных датчиков связан с бортовым контроллером через герметичный разъем, залит специальным герметичным компаундом, обеспечивающим защиту от коррозионного воздействия, избыточного давления, высокой температуры водонефтяной среды эксплуатационной колонны и вибрации, и крепится с внутренней стороны гибкой «лыжи», снабженной ребром жесткости. Один или оба конца гибкой «лыжи» могут перемещаться в направлении вдоль внутренней поверхности эксплуатационной колонны. Катушка намагничивания также залита специальным герметичным компаундом и помещена в защитный кожух. Возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа.

На первом этапе возбуждения электромагнитного поля на электромагнит подают ток питания силой 500-600 мА в результате чего происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине стенок колонны. Затем производят замер и регистрацию электромагнитного поля.

На втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, которые отображают лишь дефекты, расположенные на внутренней стенке колонны.

Замер и регистрацию электромагнитного поля на первом и втором этапах производят стандартным прибором магнитного интроскопа МИ-50(51) с использованием стандартных датчиков. Затем производят обработку сигналов электромагнитного поля, преобразовывают их в цифровую форму, передают на поверхность и производят их компьютерную обработку.

После чего производят сравнение двух зарегистрированных замеров, при этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах, а наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением.

Таким образом, проводя два замера на различных токах питания электромагнита, возможно проводить разделение дефектов, расположенных на внутренней и внешней поверхности, и выделять сквозные дефекты в эксплуатационной колонне.

Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин может быть осуществлен с использованием стандартного оборудования и технологий.

1. Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин, включающий возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах, измерение и обработку сигналов электромагнитного поля, преобразование сигналов в цифровую форму, передачу их на поверхность и компьютерную обработку, отличающийся тем, что возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа: на первом этапе на электромагнит подают ток питания 500-600 мА, при котором происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, на втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля, затем производят сравнение двух зарегистрированных замеров, при этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах, а наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что замер и регистрацию электромагнитного поля производят посредством магнитного интроскопа.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам визуализации методом магнитоиндукционной томографии. Способ включает в себя получение доступа к множеству результатов измерения характеристик катушки, полученных для образца с помощью одной катушки, которую возбуждают радиочастотной (РЧ) энергией от источника РЧ-энергии, при этом каждый из множества результатов измерения характеристик катушки получен с помощью одной катушки в одном из множества отдельных местоположений относительно образца и соотнесения данных о положении катушки с каждым из множества результатов измерения характеристик катушки.

Группа изобретений относится к области исследования материалов радиографическими методами с применением ударных нагружений и воздействием магнитного поля. Сущность изобретений заключается в том, что пучок протонов направляют под углом к силовым линиям магнитного поля, после облучения области исследования получают три изображения отклоненного магнитным полем протонного пучка путем его поочередной фокусировки с помощью трех магнитооптических линзовых систем на трех конверторах систем регистрации, первое из которых формируют без изменения интенсивности пучка, а следующие - с последовательным изменением интенсивности пучка путем его ослабления в зависимости от его отклонения магнитным полем во взаимно перпендикулярных направлениях, обработку осуществляют путем деления полученных изображений отклоненного магнитным полем пучка между собой и на изображение пучка до пропуска его через область исследования с учетом обратного преобразования функции ошибок с вычислением углов рассеяния пучка протонов под действием магнитного поля и последующей реконструкцией изображения компонентов вектора магнитной индукции во взаимно перпендикулярных направлениях, по которому определяют поля деформации области исследования.

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к устройствам, предназначенным для автоматизированного экспресс-контроля состава сплавов на основе железа, а именно содержания ферритной фазы в различных марках стали при литье и, прежде всего, в стальных пробах и калибровочных образцах.

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована для изучения процесса накопления магнитных наночастиц в заданном участке сосудистой системы под воздействием внешнего магнитного поля.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к испытаниям магнитных материалов, и может быть использовано для определения содержания феррита в материале, измерения температурных зависимостей степени ферритизации и определения по ним температур магнитных фазовых переходов.

Изобретение относится к области магнитной дефектоскопии литых заготовок из стали 110Г13Л и может быть использовано для определения качества заготовок из стали 110Г13Л, необходимого для работы изделий из них при ударном виде износа.

Использование: для обнаружения магнитных свойств магнитного материала, содержащегося в листе бумаги. Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магнитный модуль, который генерирует магнитное поле, перпендикулярное направлению транспортирования листа бумаги на пути транспортирования и параллельное поверхности транспортирования листа бумаги, причем интенсивность магнитного поля уменьшается по мере транспортирования листа бумаги в направлении транспортирования, а после достижения 0 (нуля) интенсивность магнитного поля увеличивается, при этом направление магнитного поля является противоположным направлением; и множество магнитных датчиков, расположенных в магнитном поле, генерируемом магнитным модулем в местах, в которых интенсивность магнитного поля взаимно отличается и которые обнаруживают магнитные свойства листа бумаги, транспортируемого по пути транспортирования, при этом магнитные свойства магнитного материала, содержащегося в листе бумаги, обнаруживаются на основе выходных сигналов указанного множества магнитных датчиков, получаемых при обнаружении магнитного материала.

Изобретение относится к неразрушающему контролю металлов и сплавов, а именно к методам контроля фазового состава, и может быть использовано в металлургии, металлообработке, машиностроении, авиастроении для контроля качества продукции и стабильности технологических процессов.

Изобретение может быть использовано при контроле электропроводимости и коррелирующего с ней значения температуры внутренних слоев листа, например, из рафинированной меди - медной рубашки кристаллизатора путем измерения электропроводимости внутренних слоев меди.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля микроструктуры металлической мишени. Варианты реализации настоящего изобретения предоставляют электромагнитный датчик (400) для детектирования микроструктуры металлической мишени, содержащий магнитное устройство (410, 420) для предоставления возбуждающего магнитного поля, магнитометр (430) для детектирования результирующего магнитного поля, индуцированного в металлической мишени; и схему (450) калибровки для создания калибровочного магнитного поля для калибровки электромагнитного датчика.

Изобретение относится к средствам для определения местоположения электропроводных объектов, таких как обсадная колонна ствола скважины или трубопроводы, расположенные под земной поверхностью.

Изобретение относится к исследованию межскважинного пространства. Техническим результатом является повышение эффективности межскважинного мониторинга.

Изобретение касается лопастного насоса с по меньшей мере одной насосной ступенью (14). Эта насосная ступень (14) имеет установленное без возможности поворота на валу (26) насоса рабочее колесо (18).

Группа изобретений относится к области исследований и проведения измерений в нефтегазовых скважинах. Аппаратное средство и система содержат плоскую установочную пластину, содержащую первый углубленный участок, выполненный с возможностью получения печатной платы, и второй углубленный участок, выполненный с возможностью получения электронного компонента.

Предложена дальнометрическая система для ствола скважины и способ, применяемые между стволами первой и второй скважин, причем данная система содержит измерительный преобразователь электромагнитного поля, расположенный в стволе второй скважины, электропроводящую обсадную трубу в стволе первой скважины, источник электрического тока, создающий электрический ток в проводящем элементе, и волоконно-оптический датчик, расположенный вблизи проводящего элемента.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к средствам для исследования продуктивных пластов бурящихся нефтедобывающих скважин. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей наддолотного модуля - НДМ в составе бурильного инструмента и снижение трудозатрат на проведение исследований вскрываемых продуктивных пластов.

Изобретение относится к направленному бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности дальнометрии между опорной и целевой скважинами.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к информационно-измерительным системам с расширенными инженерными функциями для проведения геолого-технологических исследований нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для передачи информации между забоем и устьем, и может быть использовано для определения направления бурения скважин с горизонтальным участком, в том числе непосредственно в процессе бурения роторным способом.

Изобретение относится к области роторного бурения скважин и может быть использовано при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин. Устройство обеспечения геостационарности навигационного оборудования телеметрической системы мониторинга траектории ствола скважины включает пустотелый цилиндрический герметичный корпус, содержащий основание, выполненное с возможностью вращения.

Изобретение относится к направленному бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности определения расстояния и направления между скважинами. В частности, предложена скважинная система определения расстояния, содержащая: первую и вторую скважины; систему инжекции тока, содержащую источник переменного тока на поверхности, электрод эмиттера и возвратный электрод; и электромагнитный (ЭМ) датчик, размещенный внутри второй скважины. Причем первая скважина содержит первый конец в непосредственной близости к устью скважины на поверхности пласта и второй, дистальный, конец, размещенный вдоль части опорной оси соосно на протяжении с по меньшей мере частью первой скважины, при этом опорная ось содержит опорную точку на ней и при этом продолговатый токопроводящий элемент размещен внутри по меньшей мере части первой скважины. Кроме того, электрод эмиттера расположен смежно с устьем скважины, а возвратный электрод помещен на поверхности в местоположении, которое, по существу, минимизирует расстояние между возвратным электродом и опорной точкой и обеспечивает оптимизацию тока в первой скважине. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к способу электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является упрощение технологии обнаружения и разделения дефектов, расположенных на внутренней и внешней стенках эксплуатационной колонны, обеспечение высокой точности обнаружения и разделения дефектов. Способ электромагнитной дефектоскопии эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин включает возбуждение электромагнитного поля в стальных эксплуатационных колоннах, измерение и обработку сигналов электромагнитного поля, преобразование сигналов в цифровую форму, передачу их на поверхность и компьютерную обработку. Возбуждение электромагнитного поля производят электромагнитом в два этапа. На первом этапе на электромагнит подают ток питания 500-600 мА, при котором происходит полное магнитное насыщение металла по всей толщине, производят замер и регистрацию электромагнитного поля. На втором этапе ток питания электромагнита уменьшают до 100 мА, уменьшая величину магнитного насыщения толщины металла, и производят замер и регистрацию электромагнитного поля. Затем производят сравнение двух зарегистрированных замеров. При этом замеры электромагнитного поля с малым током питания дают информацию о внутренних и сквозных дефектах. Наличие и характер наружных дефектов определяют путем вычитания из зарегистрированных замеров электромагнитного поля с полным магнитным насыщением зарегистрированных замеров электромагнитного поля с меньшим магнитным насыщением. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх