Зонд для исследования обсадных колонн в скважинах

 

О П И С А Н Й Е 24I361

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бвюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 22.111.1968 (№ 1226950/26-25) Кл. 5а, 47/00 с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 18.IV.1969. Бюллетень ¹ 14

МПК Е 21b

УДК 550.837:622.241 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1т1инистров

СССР

Дата опубликования описания 3 IX.1969

Авторы изобретения H. П. Глазов, К. Л. Шамшетдинов, M. И. Васенков и В. H. Федотов

Заявитель

ЗОНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к области промыслово-географического исследования скважин и предназначено преимущественно для применения на газовых и нефтяных скважинах, а также в скважинах подземных хранилищ газа для контроля за коррозионным состоянием и качеством электрической защиты обсадных колонн путем замера величины разносчи потенциалов обсадная колонна — земля и чоков в обсадной колонне.

В настоящее время измерение разности потенциалов обсадная колонна — земля и токов в обсадной колонне производится с помощью зондов, включающих штангу и прижимное устройство и основанных на принципе осуществления металлического контакта между токоведущими жилами измерительных проводников и внутренней поверхностью обсадной колонны посредством ножевых щупов, трущихся об обсадную трубу в процессе подъема зонда при измерениях.

Однако такой щуп не надежен и является одной из причин искажения измеряемых величин, так как вследствие износа режущая часть ножевого щупа не обеспечивает металлического контакта в местах, где труба покрыта окалиной или слоем ржавчины, а также загрязнения поверхности трубы тяжелыми углеводородами или смолами. В таких случаях контакт осуществляется через слой электролита, что вносит большую ошибку в измерения потенциала. Это происходит вследствие возникновения разности потенциалов ножевой щуп — обсадная труба. Величина этой разности изменяется в зависимости от глубины, состояния поверхности, силы прижима щупа н скорости перемещения зонда в скважине.

B связи с тем. что измерение тока производится путем регистрации падения напряже1о ния между двумя щупами, величина измеряемой разности потенциалов очень мала. Например, пусть в обсадной колонне протекает ток силой 5 а, при диаметре обсадной колонны

140 «.н и толщине стенки трубы 8 нм продоль1s ное сопротивление такой трубы равно 38,92

;к 10-6 он/я. Если щупы располагаются на расстоянии 7,5 .н друг от друга, то падени» напряжения между точками А и 8 будет равно

20 AU=irl, где / — сила тока в обсадной трубе;

r — продольное сопротивление обсадной трубы;

l — расстояние между точками А и 8, т. е.

25 AU=0,3 .яв делает измерения не пригодными для обработки.

С целью повышения точности измерений предлагается измерительный зонд, который

ЗО сбеспечивает надежный контакт с внутренней сlåíêîé труб обсадной колонны скважины за счет того, что измеригельные электроды выполнены в виде зубчатых роликов, расположенных на рычажном устройстве и укрепленных на керна::, которые одновременно служат токосъемниками.

На фиг. 1 представлена схема зонда для измерения потенциала и токов; на фиг 2 — конструкция щупа; на фиг. 3 — конструкция крепления контактного ролика.

Предлагаемый зонд состоит из двух одинаковых верхних и нижних щупов 1 и 2, располо>кенных один под другим. Оба щупа соединены между собой кабелем 8, длина которого может изменяться в соответствии с предъявляем ы м и требованиям и.

Каждый из двух щупов зонда состоит из штанги 4, предназначенной для подвески па ней тяг 5 и б, ползуна 7 и гайки 8. Внутри штанги проходит трехжильный каротажпый кабель 9. Крепление устройства на кабеле достигается посредством хомута 10. На шарнирном соединении тяг 5 и б между собой закреплен двумя кернами 11 зубчатый ролик 12.

Каждая из частей зонда имеет три ролика, за.крепленных на штангах и находящихся под углом 120 друг друту. Для осуществления постоянного прижатия роликов к внутренней поверхности колонны предназначена пружина 18.

Сила пружины и конструкция роликов обеспечивают надежный контакт с обсадной трубой даже в местах, покрытых окалиной и ржавчиной, вследствие не столько действия пружины, сколько ударного воздействия зубцов ролика на поверхность трубы. С целью предохранения роликов от износа при опускании в зонде предусмотрены устройства для раскрытия зонда-собачки 14, которые при спуске зонда от>кимают тяги от поверхности трубы, а при подъеме приводят зонд в рабочее положение: ролики вновь контактируют с трубой, собачка повернута на 90 и свободно висит, не касаясь трубы. От контактирующих роликов ипформация передается через два керна, которые прижимаются пружинной вилкой тяги 5. Для улучшения контакта между вращающимся роликом и кернами свободное пространство 15

5 заполнено графитовой смазкой. Тяга 5 соединена через штангу 4 и гайку 8 с одной из жил 1б каротажного кабеля и служит одновременно измерительным проводником.

Предлагаемая конструкция зонда позволяет

10 легко и быстро производить замену изношенных роликов и кернов новыми непосредственно в полевых условиях.

Измерения с помощью предлагаемого зонда производятся следующим образом.

15 Перед опусканием зонда в скважину собачку 14 поднимают в крайнее верхнее положение. Это поло>кение фиксируется контровочной проволокой. Для облегчения спуска зонда в скважину к его нижнему концу присоеди20 няют груз 17. При перемене направления дви>кения собачка поворачивается, приводя ролики в соприкосновение с трубой.

Информация передается к измерительному проводнику с помощью кернов 11, которые

25 служат токосъемниками в точках с нулевой скоростью, что предотвращает искажение измеряемой величины разности потенциалов.

Измеряемая разность потенциалов по кабелю передается на поверхность земли, где региЗО стрируется с помощью осциллографа или иной измерительной аппарагуры.

Предмет изобретения

Зонд для исследования обсадных колонн

35 в скважинах, содержащий штангу, прижимное устройство, устройство для раскрытия зонда в скважине и измерительные электроды, расположенные на прижимном устройстве, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точно40 сти измерений, в нем измерительные электроды выполнены в виде зубчатых роликов и укреплены на кернах, которые одновременно служат токосъемниками.

241361

i2

<Риг.2

17 фиг. 3

Фи2.1

Составитель Э. Терехова

Редактор Е. В. Семанова Тсхрсд Т. П. Курилко Корректор Н. И. Дятлова

Заказ 2084/10 Тира>к 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета пс делам изобретешш и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Тцпогпа4ня, пр. Сапунова, 2