Скважинный прибор для исследования технического состояния обсадных колонн

Скважинный прибор для исследования технического состояния обсадных колонн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик

< i) 666146 (63 ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22)Заявлено 06.07.79 (23) 2792674/22-03 с присоединениеем заявки ¹ (23 ) Приоритет

0пуоликоваио 23.09.81, Бюллетень № 3g

Дата -опубликования описания 23 .09 .8 (51) М. Кл.

Е 2l В 47/00

1Ьеудврстевииый комитет ссср ав делам изобретений и открытий (53) УДК 622 24 .05(088,8) с

И, Г. Едигарова, Б. Л. Ионе, Г. Я, Перельман и А. И. Талалян (T2) Авторы изобретения

>t -. Х

Всесоюзный научно-исследовательский институ нефтепромысловой геофизики (71) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБСАДНЫХ

КОЛОНН

Изобретение относится к технике промысловой геофизики и предназначено для выявления дефектов в обсадных колоннах по методу профилеметрии.

Известен трехплоскостной профилемер — каверномер ТПК вЂ” 1, содержащий измерительные рычаги, толкатели и преобразователи линейнйх перемещений в электрические сигналы, Принцип

его работы основан на взаимодействии одного плеча измерительного рычага со стенкой скважины, а другого - с толкателем, связанным с подвижным элементом преобразователя линейных перемещений в электрические сигналы )I 1.

Недостатком этого устройства является небольшое количество измерительных рычагов, вследствие чего информация о форме износа в поперечном сечении колонны может оказаться не;достоверной, Известен также скважинный профиле,мер,содержащий измерительные рычаги, телеизмерительную систему, регистраторы и анализатор экстремальных значений просуммированных сигналов пар рычагов, расположенных в одной вертикальной плоскости. Этот профиле5 мер имеет необходимое для достоверного построения профиля сечения скважины количество измерительных рычагов, столько же преобразователей линейных перемещений в электрические сигтО налы н многоканальную (в соответствии с количеством преобразователей) телеизмерительную систему. Выделение экстремальных уровней, характеризую-. т5 щих отклонения от номинального диаметра, осуществляется в наземной аппаратуре (2).

Недостатком известного профнлемера является то, что размещение больmoro количества преобразователей линейных перемещений и телеизмеритель-, ной системы с таким же числом каналов в габаритах скважинного прибора весьма затруднительно, особенно в.866146 термостойкой аппаратуре, в которой скважинная часть телеизмерительной системы в настоящее время выполняется на электровакуумных приборах,как, например, в ТПК-1, 5

Цель изобретения — повышение досто. верности информации о форме износа колонны при ограниченном количестве телеизмерительных каналов.

Эта цель достигается тем, что.в скважинном приборе при количестве измерительных рычагов, достаточном для определения формы износа колонны, он снабжен толкателями с буртами, электрическими контактами, патроном, втулкой, ламелями и электрическими контактами причем толкатели с буртами связаны с электрическими контактами, а преобразователи линейных перемещений размещены в патроне и связаны с помощью пружины с тыльной стороны 0yp- тов толкателей, причем подвюкная часть одного иэ -преобразователей свя- зана с корпусом, а подвюкная часть другого — с втулкой, прижимаемой пружиной к фронтальной стороне буртов толкателей, ламели установлены на боковой поверхности патрона и совместно с электрическими контактами образуют контактные пары, На фиг. l показана конструкция предлагаемого скважинного прибора, где а — фронтальная поверхность бурта, бтыльная поверхность бурта толкателя; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема, где R 05 — общее сопро35 тивление; R<...R — резисторы, вклю.ченные параллельйо между зажимами источника эталонного напряжения Е (причем R< > R<= д.К = g R4= R<

1 .( где число и соответствует количеству измерительных рычагов); S ...SH контактные пары, образованные контактами 9 и ламелями 10.

Скважинный прибор содержит корпус

1, патрон 2, катушки 2 и 3 индуктивных З преобразователей линейных перемещений в электрические сигналы, сердечники

5 и 6 индуктивных преобразователей, толкатель 7, втулку 8, контакт 9, ламель 10, блок 11 резисторов, пружи- Ю ны 12, 13 и 14, измерительный рычаг

15, центрирующий рычаг 16, затвор 17, . тягу 18, связывающую сердечник 5 с втулкой 8, тягу 19, связывающующую сердечник 6 с корпусом I, передающую я часть 20 телеизмерительной системы.

В других вариантах конструкции возможно использование резистивных и других преобразователей линейных перемещений в электрические сигналы, а также сеток резисторов иного набора и в других включениях, обеспечивающих суммирование "взвешенных" по определенному закону токов (напряжений) °

В исходном полокении измерительные рычаги удерживаются от раскрытия затвором 17, контактные пары S< ... S

И разомкнуты.

Скважинньй прибор работает следующим образом.

На заданной глубине по команде с поверхности механизм управления (не показанный) перемещает затвор 17 вниз, раскрывая центрирующие рычаги

l6 которые осуществляют центрирование прибора в колонне. Освобожденные измерительные рычаги 15 под действием пружин 14 и толкателей 7 раскрываются до упора в стенку колонны. В дальнейшем, при перемещении прибора по стволу скважины, каждый измерительный рычаг прослеживает изменение радиуса колонны в плоскости своего раскрытия. Вызванные этими изменениями радиусов угловые перемещения рычагов

15 преобразуются в линейные перемещения толкателей 7, патрона 2 и втулки

8. Когда толкатели 7 перемещаются вниз {раскрытие рычагов) они фронтальной поверхностью а своих буртов пеоемещают вниз и втулку 8. Патрон 2 при этом перемещается вниз под действием пружины 12. Когда толкатели 7 перемещаются вверх (закрытие рычагов) они тыльной поверхностью б своих буртов перемещают вверх патрон 2, втулка 8 при этом перемещается вверх нод действием пружины 13. Таким образом, патрон 2, находящийся за тыльной поверхностью б буртов толкателей

7, всегда отражает положение наименее раскрытого рычага, а втулка 8, находящаяся перед фронтальной поверхностью а буртов толкателей, характеризует положение наиболее раскрытого измерительного рычага, Тем самым осуществляется механическая селекция информации, поступающей от измерительных рычагов. После селекции информация поступает на индуктивные преобразователи линейных перемещений в электрические сигналы. Поскольку при перемещении патрона 2 катушка 4 индуктивного преобразователя перемещается вместе с патроном,а сердечник 6, связанный тягой 19 с корпусом 1, ос1тается неподвижным, то этот реобра86Ь146 зователь всегда будет выдавать сигналы о величине наименьшего радиуса раскрытия измерительных рычагов. Другой индуктивный преобразователь, катушка 3 которого также перемещается совместно с патроном 2, а сердечник

5 связан тягой 18 с втулкой 8, будет выдавать сигналы только в случае, когда втулка 8 и патрон 2 перемещаются друг относительно друга, т.е. эти i0 сигналы будут характеризовать разность между наибольшим и наименьшим раскрытиями измерительных рычагов.

Когда все измерительные рычаги перемещаются синхронно, то контактные пары S ... S остаются разомкнутыми и сигнал, снимаемый с общего сопротивления К равен нулю, Если же один или несколько измерительных рычагов раскрываются на большую относительно других величину угла, то связанные с ними толкатели 7 начинают перемещаться вдоль боковой поверхности патрона и расположенные . на них контакты 9 входят в соприкосновение со соими ламелями 10, в результате чего резисторы, коммутируемые соответствующими контактными па,рами оказываются включенными в электЭ

P рическую цепь и с сопротивления Й

30 снимается сигналОщ1 = 1 . 00 где

А — суммарный ток протекающий через

Ф сопротивление R „

Поскольку значения сопротивлений резисторов относятся друг к другу как Зь целые сгегени числа два, то R суммарное сопротивление резисторов, включенных в электрическую цепь в данный момент, всегда соответствуют какой-то одной определенной и единст- 40 венной комбинации включения резисторов. Следовательно, по сигналу, снимаемому с общего сопротивления Й, можно судить о том, какие именно рычаги в данный момент времени раскры- 4 ты на величину угла, превышающую seличину угла наименее раскрытых рычагов.

Сигналы с выходов преобразователей линейных перемещений в электрические сигналы и блока резисторов поступают на передающую часть телеизмерительиой системы и по каротажному кабелю передаются на поверхность.

Таким образом, при большом количестве измерительных рычагов, ощупывающих полный контур поперечного сечения колонны, можно ограничиться тремя телеизмерительными каналами и регистрировать следующие параметры, достаточные для определения формы износа: а) проходной диаметр колонны — по сигналам о наименьшем радиусе раскрытия измерительных рычагов; б) глубину износа — по сигналам о разности между наибольшим и наимень- шим радиусами раскрытия измерительных рычагов; в) область износа — по сигналам о количестве и расположении измерительных рычагов, радиус раскрытия которых больше наименьшего радиуса раскрытия.

Предлагаемый прибор может быть использован также для определения овальности обсадных труб и их смятия.

Применение предлагаемого прибора позволит повысить эффективность исследования обсадных колонн за счет повышения достоверности получаемой информауии при одновременном уменьшении числа телеиэмерительных каналов, Формула изобретения

Скважинный прибор для исследования техничеекого состояния обсадных колонн, содержащИЙ корпус, центрирующее устройство, измерительные рычаги, толкатели, преобразователи линейных перемещений в электрические сигналы и передающую часть телеизмерительной системы, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности информации при ограниченном количестве телеизмерительньж каналов, при количестве измерительных рычагов, достаточном для определения формы износа колонны, он снабжен толкателями с буртами, электрическими контактами, патроном, втулкой,ламелями и электрическими контактами, при этом толкатели с буртами связаны с электрическими контактами, а преобразователи линейных перемещений размещены в патроне и связаны с помощью пружины с тыльной стороной буртов толкателей, причем подвижная часть одного из преобразователей связана с корпусом, а подвижная. часть другого — с втулкой, прижимаемой пружиной к фронтальной стороне буртов толкателей, ламели установлены на боковой поверхности патрона, образующие совместно с электрическими контактами на толкателях контактные пары, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 438777, кл. Е 2l В 47/08.

866146

Фелю

Составитель В. Варламов

Редактор ф, Лазаренко Техред М. Рейвес Кор1 ектор Г.0гар

Заказ 8029/51 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская иаб, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4