Устройство для контроля обсадных колонн в скважине

 

Изобретение относится к исследованиям нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для поиска и обнаружения дефектов обсадных колонн . Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения выявления дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсадной колонны. Для этого в пред латаемом устройстве витки катушек выполнены в форме эллипсов и равномерно распределены на цилиндрической поверхности каркаса. Оси эллипсов пересекаются в одной точке, находящейся на оси каркаса на середине его высоты. Кроме того, большие оси эллипсов, лежащие на конической поверхности второго порядка, наклонены под углом 5° к оси обсадной колонны , а дополнительная к гушка имеет число витков в -| раз меньше числа витков каждой из измерительных катушек и размещена на одной из них. Вследствие этого вихревые токи протекают по внутренней поверхности обсадной колонны под углом 5 к ее оси в плоскостях витков генераторной катушки и имеют в любой точке поверхности обсадной колонна взаимоперпендикулярные составляющие. Поэтому дефекты с произвольной ориентацией в любом случае будут пересекаться вихревыми токами, причем дефекты равной протяженности будут пересекаться равными по величине вихревыми токами. 1 з.п. ф-лы, ч ил. Qt М «и О 01 00

своз советсних

СОЦИАЛИСТИЧКСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й НСМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23. 03. 92. Бюл . Р 1 1 (21) 3963476/25 (22) 11.07.85 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.В.Климов, Л.Б.Измайлов и А.T.Êoëåñíè÷åíêo (53) 550.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 870683, кл. Е 21 В 4//00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 519532, кл. G 01 V 3/12, 1974. (54) УстРОЙстВО ДлЯ контРОПЯ ОБсРДНЫХ КОЛОНН В СКВАЛИНБ (57) Изобретение относится к исследованиям нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для поиска и обнаружения дефектов обсадных колонн. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет обеспечения выявлеНия дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсадной колонны. Для этого в пред t лагаемом устройстве витки катушек

Изобретение относится к исследованиям нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для поиска и обнаружения дефектов обсадных ко-лонн.

Целью изобретения является павы" шение точности контроля за счет обеспечения выявления дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсаднрй колонны. (51) 5 Г 01 V 3/12 !

2 выполнены в форме эллипсов и равномерно распределены на цилиндрической поверхности каркаса. Оси эллипсов пересекаются в одной точке, находящейся на оси каркаса на середине

его высоты. Кроме того, большие оси эллипсов, лежащие на конической поверхности второго порядка, наклонены под углом 45 к оси обсадной колонны, а дополнительная катушка имеет число витков в tt2 раз меньше числа витков каждой из измерительных кату" шек и размещена на одной из них.

Вследствие этого вихревые токи про" текают по внутренней поверхности. о обсадной колонны под углом 45 к ее оси в плоскостях витков генераторной катушки и имеют в любой точке поверхности обсадной колонна взаимоперпендикулярные составляющие. Поэтому дефекты с произвольной ориентацией в любом случае будут пересекаться вихревыми токами, причем дефекты равной протяженности будут пересекаться равными по величине вих-. ревыми токами. 1 з.п. Ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 схематично показано расположение витков катушек предлагаемого устройства; на фиг. 2 - расположение катушек на цилиндрическом каркасе в скважинном приборе; на

Фиг ° 3 Функциональная схема устройства; на фиг. 4 - составляющие магнитного потока, создаваемогo с помощью генераторной. катушки.

1574058

Скважинная телеметрическая систе- (ма с использованием предлагаемого устройства состоит из скважинного прибора. 1, в котором размещены генераторная катушка 2, измерительные катушки 3 и 11, дополнительная катушка

5, уси (итель 6 и модулятор 7, канала связи (каротажного кабеля} 8 и наземной аппаратуры, состоящей из блока питания 9, демодулятора 10 и регистратора 11.

Устройство работает следующ(им образом.

Скважинный прибор 1 на каротажном кабеле 8 спускают в скважину на заданную глубину и на генераторную катушку 2 от наземного блока питания

9 подают переменное напряжение. В результате в теле обсадной колонны возбуждаются вихревые токи, магнит- . ное псле которых наводит ЭДС .в измерительных катушках 3 и 4 и,дополнительной катушке 5, напряжение которых через усилитель 6, модулятор 7 2 и каротажный кабель S подается на демо,улятор 1О и регистратор 11.

Появление дефекта произвольной ориентации приводит к изменению интенсивности вихревых токов и соответственно величины ЭДС-сигнала на из" мерительных катушках 3 и 4, которое. передается на поверхность и фиксируется регистратором 11. Выходное напряжение измерительных катушек 3 и 4 устройства пропорционально величине дефекта (а не проекции его на ось устройства), так как дефекты в любом месте обсадной колонны пересекаются вихревыми токами, имеющими взаимоперпендикулярные составляющие, расположенные под углом 45 к оси устройства.

Ма Фиг. 4 показаны составляющие ( магнитного потока Р и (Р, суммарный вектор >Р, создаваемые током, протекающим через взаимоперпендикулярные витки генераторной катуш-. ки 2. Величина; Р в -Г раза больше каждой составляющей Р и Р ) и имеет направпение по оси обсадной колонны, т.е. перпендикулярное плоскости витков дополнительной катушки

5. Поэтому ЭДС, наводимая в дополнительной катушке 5, будет в 42 раз больше ЭДС измерительных катушек 3 и 4 при одинаковом числе витков.

Выходное напряжв(lè; дополнительной катушки и роп оп. (,;. (((а л ь но не вели; и не дефекта, à его проекции на ось обсадной колонны. Дополнйтельная катушка 5 намотана поверх йзмерительной катушки 4, поэтому сравнение их выходных. напряжений позволяет судить об ориентации дефекта относительно оси обсадной колонны.

Пример. Обозначим выходное напряжение измерительной катушки 4 через U,, а выходное напряжение дополнительной катушки 5 - (1 ..

При U, = I3< дефект имеет направление по оси колонны. Минимальному значению Uq соответствует дефект, направленный перпендикулярно к оси

I колонны.

При И „ Ф Б дефект располагается:. под углом к оси колонны. !

М

Таким образом, с помощью предлагаемогоо устройства эа один спускоподъем. можно получить полную информацию о наличии дефектов обсадной колонны независимо от их угла накло" на, Предлагаемое устройство имеет одинаковую чувствительность к дефектам равной протяженности с различной пространственной ориентацией. Последнее обстоятельство имеет важное значение, потому что получаемая информация непосредственна характеризубт протяженность дефекта, а не проекцию его на ось обсадной колонны.

Достоинством предлагаемого устройства также является отсутствие так называемых "мертвых зон", т.е. исключена возможность пропуска дефектов.

Формула изобретения

Устройство для контроля обсадных колонн в скважине, содержащее генераторную, измерительные и дополнительную катушки, размещенные на цилиндрическом каркасе, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля за счет обеспечения регистрации дефектов с произвольной ориентацией относительно оси обсадной колонны, витки генераторной и измерительных катушек выполнены в форме. эллипсов и равномерно распределены по поверхности каркаса, оси эллипсов пересекаются в одной точке, находящейся на оси каркаса на середине его высоты, причем большие оси эллипсов, лежащие на конической поверхности второго

5 порядка, наклонены под углом 4g к оси обсадной колонны.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополни1

1 r yfi0r0

6 тельная катушка размецена на одной

l из измерительных, причем число витков ее в -4Т раз меньше числа витков измерительных катушек.

Составитель И,Абрамова

Техред Л. Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор Т.Иванова

Подписное каз 1316

Тираж 2 73

ВНИИПИ Государственнс.го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-н,л,;.тельский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1Ч1