Устройство для обследования обсадных колонн скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских, Социалистических

Республик!

>949593 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 20.02.81 (21) 3254635/18-25 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет—

Опубликовано 070М2а Бюллетень Мо29

Дата опубликования описания 070882 (54}M Кл з

G 01 Ч 1/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33} УДК550.83 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.П.Шумаков и Л.П.Попов

Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ОБСАДНЫХ

КОЛОНН CKBAXHH

15

25

Изобретение относится к технике проьислово-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 грациент магнитного поля колонны (1).

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 сиг. налы от каждого сегмента катушки, причем каждый сегмент катушки кон- тролирует градиент магнитного поля колонны в аэимутальном угле, определяемом, в основном, размерами сегмента (2 ). устройство имеет достаточную раэре шающую способность, однако она ограничена количеством сегментов катушки, которое не может быть увеличено сверх определенного числа иэ-за снижения, чувствительности прибора.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обследования обсадных колона скважины, которое содержит скважинный зонд с магниточувствительным датчиком, усилителем и электроприводом, при этом магниточувствительный датчик связан с электроприводом и соединен с усилителем, и наземную часть, включающую блок селекции 1 сигналов и регистратор, при этом выход усилителя соединен с входом блока селекции сигналов, выход которого соединен с регистратором, вращакхцийся вокруг оси зкважинного зонда магниточувствительный датчик выполнен в виде двух узсих дифференциально включенных измерительных катушек, оси которых расположены в плоскости, перпендикуляр ной оси колонны. Вследствие малых размеров катушек, измеряющих локаль949593 ный градиент магнитного поля колонны, данное устройство отличается высокой разрешающей способностЬю по периметру колонны и высокой чувствительностью к мелким дефектам. Сигналы от датчика усиливаются и через 5 блок селекции сигналов, отсекающий помехи, подаются на регистратор, где регистрируются в функции глубины скважины. Высокая разрешающая способность устройства позволяет раздельно регистрировать перфорационные отверстия {33.

Недостатком известных устройств является то, что они чувствительны не только к изменениям магнитного поля колонны, но и к изменению зазора между датчиком и колонной, вызванному, например,, разбросом внутреннего диаметра отдельных секций колонны, вздутием колонны при перфорации, желобами в колонне и т.п, Вследствие этого снижается точность выделения дефектов в колонне. Для надежного выделения дефектов необходимо проводить несколько спуска-подъемных операций различной настройкой усилителя сигналов, что значительно удорожает проводимые исследования.

Цель изобретения — повышение точности определения дефектов.

Для достижения указанной цели в устройство для обследования обсадных колонн скважин, содержащее скважинный зонд с магниточувствительным датчиком, усилителем и электроприводом, при этом магниточувствительный датчик35 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 40 сигналов, выход которого соединен с регистратором, введены электроакустический преобразователь, контрольный электроакустический преобразователь, первый и второй формирователи 45 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 вторым усилителем, выходы которых соединены с первым и вторым входами преобразователя, контрольный преобразователь, установленный напротив контрольного отрфкателя, соединен с вторым формирователем импульсов возбуждения и синхроимпульсов и третьим усилителем, выходы которых подключены к третьему и четвертому входам преобра- 60 зователя, выход которого соединен с вторым входом первого усилителя.

Ввиду того, что магниточувствительный и. электроакустический датчики синхронно сканируют поверхность 65 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 подключен к регистратору 4. B электроакустическом канале имеется электроакустический преобразователь 5, соединенный с первым формирователем б импульсов возбуждения и синхроимпульсов и вторым усилителем 7, выходы первого формирователя б и второго усилителя подключены к первому и второму входам преобразователя 8, и контрольный электрбакустический преобразователь 9, расположенный напротив контрольного отражателя 10 и соединенный с вторым формирователем

11 импульсов возбуждения и синхроимпульсов и третьим 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 скважинного зонда. Иагниточувствительный 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 усилива1отся первым усилителем 2 и через блок,3 селекции сигналов, отсекающий помехи, поступают на регистратор 4, где регистрируются в функции глубины скважины. Первый формирователь б выдает импульсы возбуж949593 дения на электроакустический преобразователь 5 и синхроимпульсы посылки на преобразователь для преобразования временного интервала между посылкой зондирующего сигнала и отраженным сигналом в электрический сигнал. Злектроакустический преобразователь 5 излучает короткие ультразвуковые импульсы нормально к поверхности колонны и принимает отраженные сигналы, которые усиливаются вто-1( 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 1/8 периода одного оборота датчиков вокруг оси скважинного зонда.

Для внесения в преобразованный временной интервал поправки на изме-. нение скорости ультразвука с глубиной скважины контрольный электроакустический преобразователь 9 излучает импульсы зондирующих колебаний2 в направлении контрольного отражателя 10, расположенного на ф:ксированном 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 преобразователем 9 и контрольным отражателем 10, вызванное изменениями давления, температуры, состава скважинного раствора и т.п., с глубиной скважины определяет поправку преобразователя 8 при пре- 40 образовании 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-подьемных операциях, что удешевляет обследования обсадных колонн скважин.

Формула изобретения

Устройство для обследования обсад ных 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 сигналов, выход которого соединен с регистратором, о т л и ч а ю— щ е е с я 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 вторым 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 информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3056920, кл.324-37, опублик.1965.

2. Патент США 9 3166710, кл.324-34, опублик. 1968.

3. Локатор перфорационных отверстий. Информационный листок 9 93-71

Краснодарского ЦНТИ, 1971 (прототип).

949593

Составитель Н.Журавлева

Редактор Л.Филь Техред С.Мигунова Корректор О.Билак

Заказ 5744/36 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4