CN106194158A - 油管套管综合探伤系统 - Google Patents

油管套管综合探伤系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种油管套管综合探伤系统（MultiCIS），该井下探伤系统为由多个探伤仪器及辅助仪器上下串联连接组成的井下仪器串，该井下仪器串主要由旋转短节、传输短节、铂金电阻温度计、伽玛仪、套管节箍定位仪、扶正器、多臂井径仪、电磁测厚仪、电磁探伤仪、存储式井下摄像机、噪声仪组成。其中，多臂井径仪主要包括24臂井径仪、40臂井径仪、60臂井径仪。井下仪器串中位于最上部的仪器连接电缆头，井下仪器串中各仪器输出的信号经生产测井传输短节由电缆传输至地面数据采集系统。该油管套管综合探伤系统为将包含有探伤仪器的井下仪器串进行连接后，一次下到井内进行油管套管综合检测，一次测井得到多组测井数据，所得到的测井数据间可以相互补充和验证，大大提高了作业的效率和可靠性。可以对油管套管探伤进行综合评价。

Description

油管套管综合探伤系统
技术领域
本发明涉及的油管套管综合探伤方法，属于油田生产系统油管套管损伤检测技术领域，利用铂金电阻温度计（PTT）、噪声仪（NLT）、伽玛仪（GRT-P）、套管节箍定位仪(CCL-P)、多臂井径仪(MFI)、电磁测厚仪(MCI)、电磁探伤仪(MTT)、井下摄像机(DHC-M)等对油管套管进行井温、井径、管壁厚变化、管内影像的检测计算，来实现油管套管综合探伤。油管套管综合探伤方法具有全面检测，相互补充，一次测井得到多种（组）测井数据的特点，为测井解释提供了更可靠的数据分析依据，有很大的实用性，易于推广。
背景技术
油田投产的油管套管随着使用年限的增加，大部分都存在损伤，这些损伤都直接影响到油井的产值及其经济效益。目前用于油管套管损伤检测的仪器由于检测方法和功能的单一性，只能检测单管情况下的损伤，而且测得的数据单一，不能全面的反映油管套管的情况；套管的检测需要建立在取出油管的前提下，并随着检测时间的增加，检测成本也将增加。为了实现快速准确的检测油管套管中是否存在损伤，本发明利用测量井温、井径、管壁厚变化、管内影像及伽玛校深/套管接箍定位等综合测井实现了油管套管综合探伤方法，可以应用于油管套管的同步检测，实现了无需取出油管即可检测套管的目的，测得的数据丰富全面，相互验证和补充，结果可靠，提高了检测效率，降低了检测成本，易于推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油管套管综合探伤方法，利用伽玛仪（GRT-P)、套管节箍定位仪(CCL-P)、铂金电阻温度计（PTT）、噪声仪（NLT）、多臂井径仪（MFI-24/MFI-40/MFI-60）、电磁测厚仪（MCI）、电磁探伤仪（MTT）、存储式井下摄像机（DHC-M）及辅助仪器生产测井旋转短节（SWS-P）、测井传输短节（PTS）、扶正器（TCS-R/CTT-C2）进行综合生产测井来实现油管套管综合检测，可以应用于油管套管的同步检测，并且一次下井所测得的数据进行相互验证互相补充，得到的结果更可靠，提高了检测效率，降低了检测成本，易于推广。
本发明采用了以下技术方案：一种油管套管综合探伤系统(MultiCIS)，由多种探伤仪器及辅助仪器上下串联连接组成井下仪器串，井下仪器串中位于最上部的仪器连接电缆头，井下仪器串中各仪器输出的信号经测井电缆传输至地面数据采集系统。
油管套管综合探伤系统（MultiCIS），井下仪器串包括由上到下依次连接的生产测井旋转短节（SWS-P）、生产测井传输短节(PTS)、伽玛仪（GRT-P)、套管节箍定位仪(CCL-P)、铂金电阻温度计(PTT)、噪声仪(NLT)、扶正器（TCS-R）、多臂井径仪(MFI)、扶正器(CTT-C2)、电磁测厚仪(MCI)、电磁探伤仪(MTT)、存储式井下摄像机(DHC-M)，其中，多臂井径仪(MFI)主要包括24臂井径仪(MFI-24)、40臂井径仪(MFI-40)、60臂井径仪(MFI-60)三种仪器，根据需要可任选一种。
油管套管综合探伤方法，在井口将包含有探伤仪器及辅助仪器的井下仪器串进行连接后，一次下到井内进行油管套管损伤检测，一次测井得到多个测井数据。多组测井数据间相互补充和验证，大大提高了作业的效率和可靠性；
其中，铂金电阻温度计(PTT)快速响应得到高精度的井眼温度，为定量解释提供井下温度参数，辅助检测套管渗漏。
噪声仪(NLT)，监听井下噪声，用来检查套管外窜槽、固井质量以及定性确定套管外出水和出气层的位置。它与快速响应温度计可以相互补充验证，确定流体蹿槽等情况。
多臂井径仪(MFI)，测量套管内径变化，提供套管变径、壁厚、套管外径变化、椭圆变形及等效破坏载荷等评价资料。多臂井径仪探测臂与管壁紧密结合，能够提供精确井径数据，但不能测出管壁结垢、结蜡时的受损情况，且不能提供套管外损伤，需要与磁测厚、磁探伤配合使用。
电磁测厚仪(MCI)，测量井内管子的金属壁厚，对井壁的腐蚀做出评估。它的测量不受井筒流体和井壁结垢、结蜡的影响，弥补了井径仪的不足。与井径仪配合使用，能够很好的确定单层套管的损伤，但不足的是不能确定第二层管柱的情况，需要与电磁探伤仪（MTT）配合使用。
电磁探伤仪(MTT)，监测多种流体介质条件下的石油、地层水、尤其是天然气介质井眼内套管及油管的状态，可以同时对两层管进行探伤及厚度测量，确定壁厚变化大小及其纵横向的损伤，且不受井内流体性质等因素的限制，可以带压在油管中检测套管的壁厚变化和损坏。电磁探伤仪（MTT）能够对第二层套管情况作出探测的优点弥补了井径仪和电磁测厚仪的不足，井径仪、电磁测厚仪对第一层管柱的精确度要优于磁探伤仪，对评价第一层管柱提供验证和修正的作用。三者相互验证补充，能够精确的得到第一层、第二层管柱厚度、损伤等信息。
存储式井下摄像机(DHC-M)，直观的监测井下油管套管的状况，利用数字图像处理技术，对井下摄像机图像进行数字化处理、图像分割和边缘，并利用成像原理得出了摄像机图像中实物的几何尺寸，达到了井下摄像机定量解释的目的。井下摄像机能够直接的得到井下图像，相对于经过数据分析和处理的结果，对套管损伤更加直观、精准。但它又受限一些流体浑浊复杂的井况，需要与井径仪、测厚仪、探伤仪配合使用。
伽玛仪（GRT-P)、套管节箍定位仪(CCL-P)、铂金电阻温度计(PTT)、噪声仪(NLT)、多臂井径仪(MFI)、电磁测厚仪(MCI)、电磁探伤仪(MTT)所测得的数据通过生产测井传输短节(PTS)由测井电缆上传到地面的数据采集系统，经生产和工程测井系统软件（PIPES）进行采集和数据计算处理，可得到关于井温、井径、管壁厚变化等数据信息。
本发明的有益效果：
1、本发明的油管套管综合探伤方法能够一次测井可以得到管内与管外，第一层管柱和第二层管柱的信息，大大的提高了作业效率；2、本发明的测井方法得到的测井数据，包括井径与壁厚，磁信号和图像，通过不同角度方法相互补充验证，大大提高了作业的可靠性；3、本发明的测井方法使用灵活，根据测井需要，可以综合测井，也可以选择其中几种仪器组合测井；4、适用本发明测井方法的测井仪器的适用井眼范围广泛，从小井径的油管，到大直径套管，均有相应的仪器可以选择使用；5、本发明的测井方法所使用的探伤仪器通讯速率高，在一定的测井速度下，能够达到高分辨率成像测井，提高了作业的可靠性。
附图说明
图1是本发明油管套管综合探伤方法所使用仪器的连接示意图；
图2是本发明油管套管综合探伤方法的功能框图；
图3 是本发明油管套管综合探伤方法的探伤示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种油管套管综合探伤方法，所应用的仪器串主要包括从上到下依次连接的生产测井旋转短节(SWS-P)18、生产测井传输短节(PTS)17、伽玛仪（GRT-P)26、套管节箍定位仪(CCL-P)16、铂金电阻温度计(PTT)15、噪声仪(NLT)25、扶正器(TCS-R)13、多臂井径仪(MFI)14、扶正器(CTT-C2)13、电磁测厚仪(MCI)12、电磁探伤仪(MTT)11、存储式井下摄像机(DHT-M)10，其中，多臂井径仪14主要包括24臂井径仪(MFI-24)143、40臂井径仪(MFI-40)142、60臂井径仪(MFI-60)141三种仪器，根据需要可任选一种。
井下仪器串中位于最上部的仪器连接电缆头19，井下仪器串中各仪器输出的信号经测井电缆40连接至地面数据采集系统(PIPES)20。
如图2所示，伽玛仪（GRT-P)26、套管节箍定位仪(CCL-P)16、铂金电阻温度计(PTT)15、噪声仪（NLT）25、多臂井径仪(MFI)14、电磁测厚仪12、电磁探伤仪（MTT）11的信号传输端通过生产测井传输短节17由测井电缆40与地面数据采集系统20相连，地面数据采集系统（PIPES）20通过生产测井传输短节(PTS)17对伽玛仪（GRT-P)26、套管节箍定位仪(CCL-P)16、铂金电阻温度计(PTT)15、噪声仪（NLT）25、多臂井径仪(MFI)14、电磁测厚仪(MCI)12、电磁探伤仪(MTT)11下发指令，对油管套管进行综合检测，伽玛仪（GRT-P)、套管节箍定位仪(CCL-P)16、铂金电阻温度计(PTT)15、噪声仪（NLT）25、多臂井径仪(MFI)14、电磁测厚仪(MCI)12、电磁探伤仪（MTT）11将检测结果通过生产测井传输短节(PTS)17上传到地面数据采集系统(PIPES)20，进行实时显示，其中，存储式井下摄像机(DHC-M)10运行程序已经在地面由地面数据采集系统30编程设定，并在测井前将程序下载到存储式井下摄像机(DHC-M)10，探伤测井过程中按照已设定的速率存储视频，不需要实时向地面数据采集系统20传输数据，而是测井完成后与地面数据采集系统30连接，读取存储式井下摄相机10存储的影像数据。
如图3所示，油管套管综合探伤方法，由电缆头19将包含有探伤仪器及辅助仪器的井下仪器串旋转短节(SWS-P)18、测井传输短节(PTS)17、伽玛仪（GRT-P)26、套管节箍定位仪(CCL-P)16、铂金电阻温度计(PTT)15、噪声仪（NLT）25、扶正器(TCS-R)13、多臂井径仪(MFI)14、扶正器(CTT-C2)13、电磁测厚仪(MCI)12、电磁探伤仪（MTT）11、存储式井下摄像机(DHC-M)10在井口进行从下往上连接后，一次下到井内进行油管套管损伤检测，一次测井得到多个测井数据，多个测井数据间相互补充和验证，大大提高了作业的效率和可靠性。
旋转短节(SWS-P)18，单芯旋转短节的上下接头之间可以自由旋转，旋转短节放在仪器串的顶端，这样允许电缆旋转而不迫使仪器串旋转，防止电缆打结合仪器串的转动。
测井传输短节(PTS)17，是连接地面数据采集系统20和井下仪器串的传输仪器，接收地面数据采集系统下发命令并将命令下发给各个井下探伤仪器，以及采集井下探伤仪器的测井数据并向上传输给地面数据采集系统(PIPES)20，向地面数据采集系统20采用统一的高速传输速率，生产测井传输短节(PTS)17与井下探伤仪器间的传输速率可以远高于向地面数据采集系统传输的速率，根据不同的地址选择仪器通讯。
伽玛仪（GRT-P)26、套管节箍定位仪(CCL-P)16，对油管套管进行校深及深度标定。
铂金电阻温度计(PTT)15，铂金电阻温度计(PTT)快速响应得到高精度的井眼温度，为定量解释提供井下温度参数，辅助检测套管渗漏。
噪声仪（NLT）25，监听井下噪声，用来检查套管外窜槽、固井质量以及定性确定套管外出水和出气层的位置。它与快速响应温度计可以相互补充验证，确定流体蹿槽等情况。
扶正器13，使多臂井径仪(MFI)14、电磁测厚仪(MCI)12居中测量，保证多臂井径仪(MFI)14、电磁测厚仪(MCI)12的各个角度均能和井壁很好的接触。
多臂井径仪(MFI)14，测量套管内径变化，提供套管变径、壁厚、套管外径变化、椭圆变形及等效破坏载荷等评价资料。多臂井径仪(MFI)探测臂与管壁紧密结合，能够提供精确井径数据，但不能测出管壁结垢、结蜡时的受损情况，且不能提供套管外损伤，需要与磁测厚、磁探伤配合使用。
电磁测厚仪(MCI)12，测量井内管子的金属壁厚，对井壁的腐蚀做出评估。它的测量不受井筒流体和井壁结垢、结蜡的影响，弥补了井径仪的不足。与井径仪配合使用，能够很好的确定单层套管的损伤，但不足的是不能确定第二层管柱的情况，需要与电磁探伤仪（MTT）配合使用。
电磁探伤仪（MTT）11，监测多种流体介质条件下的石油、地层水、尤其是天然气介质井眼内套管及油管的状态，可以同时对两层管进行探伤及厚度测量，确定壁厚变化大小及其纵横向的损伤，且不受井内流体性质等因素的限制，可以带压在油管中检测套管的壁厚变化和损坏。电磁探伤仪（MTT）能够对第二层套管情况作出探测的优点弥补了井径仪和电磁测厚仪(MCI)的不足，井径仪、电磁测厚仪(MCI)对第一层管柱的精确度要优于磁探伤仪，对评价第一层管柱提供验证和修正的作用。三者相互验证补充，能够精确的得到第一层、第二层管柱厚度、损伤等信息。
存储式井下摄像机(DHC-M)10，直观的监测井下油管套管的状况，利用数字图像处理技术，对井下摄像机图像进行数字化处理、图像分割和边缘，并利用成像原理得出了摄像机图像中实物的几何尺寸，达到了井下摄像机定量解释的目的。井下摄像机能够直接的得到井下图像，相对于经过数据分析和处理的结果，对套管损伤更加直观、精准。但它又受限一些流体浑浊复杂的井况，需要与井径仪、测厚仪、探伤仪配合使用。
伽玛仪（GRT-P)、套管节箍定位仪(CCL-P)、铂金电阻温度计(PTT)、噪声仪（NLT）、多臂井径仪(MFI)、电磁测厚仪(MCI)、电磁探伤仪（MTT）所测得的数据通过测井数传短节由测井电缆上传到地面数据采集系统，经生产和工程测井系统软件（PIPES）进行数据采集和计算处理，可得到关于快速响应井温、井径、管壁厚变化等数据信息。
本发明的特点为对井温、井径、管壁厚变化、管内影像、深度标定及套管接箍定位等信息进行综合检测，数据之间进行相互补充验证，检测结果更可靠，而且能同时对油管、套管进行检测，提高了检测效率，降低了检测成本，易于推广。以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.油管套管综合探伤系统(MultiCIS)，其特征在于：在管道损伤探测时，一次下井采用多种探伤仪器组合使用，利用光、磁、机械等多种原理不仅能对第一层管道进行探测，还能对第二层管道进行探测，并能通过图片和视频方式获取井中实际情况。
2.根据权利要求1所述的油管套管综合探伤系统，其特征在于测量及辅助仪器上下串联连接组成井下仪器串，井下仪器串中位于最上部的仪器连接电缆头，井下仪器串中各仪器输出的信号经测井电缆传输至地面数据采集系统；
所述井下仪器串为由上到下依次连接的生产测井旋转短节、生产测井传输短节、伽玛仪、套管节箍定位仪、铂金电阻温度计、噪声仪、扶正器、多臂井径仪、扶正器、电磁测厚仪、电磁探伤仪、存储式井下摄像机组成，其中，多臂井径仪主要包括24臂井径仪、40臂井径仪、60臂井径仪三种仪器，根据需要可任选一种。
3.油管套管综合探伤方法，其特征在于，在井口将包含有探伤仪器及辅助仪器的井下仪器串进行连接后，下到井内进行油管套管损伤检测，一次测井得到多种测井数据，多种测井数据间相互补充和验证，大大提高了作业的效率和可靠性；
其中，伽玛仪、套管节箍定位仪，对油管套管进行校深及深度标定；
铂金电阻温度计快速响应得到高精度的井眼温度，为定量解释提供井下温度参数，辅助检测套管渗漏；
噪声仪，监听井下噪声，用来检查套管外窜槽、固井质量以及定性确定套管外出水和出气层的位置，它与快速响应温度计可以相互补充验证，确定流体蹿槽等情况；
多臂井径仪，测量套管内径变化，提供套管变径、壁厚、套管外径变化、椭圆变形及等效破坏载荷等评价资料，多臂井径仪探测臂与管壁紧密结合，能够提供精确井径数据，但不能测出管壁结垢、结蜡时的受损情况，且不能提供套管外损伤，需要与磁测厚、磁探伤配合使用；
电磁测厚仪，测量井内管子的金属壁厚，对井壁的腐蚀做出评估，它的测量不受井筒流体和井壁结垢、结蜡的影响，弥补了井径仪的不足，与井径仪配合使用，能够很好的确定单层套管的损伤，但不足的是不能确定第二层管柱的情况，需要与电磁探伤仪配合使用；
电磁探伤仪，监测多种流体介质条件下的石油、地层水、尤其是天然气介质井眼内套管及油管的状态，可以同时对两层管进行探伤及厚度测量，确定壁厚变化大小及其纵横向的损伤，且不受井内流体性质等因素的限制，可以带压在油管中检测套管的壁厚变化和损坏，电磁探伤仪能够对第二层套管情况作出探测的优点弥补了井径仪和电磁测厚仪的不足，井径仪、电磁测厚仪对第一层管柱的精确度要优于电磁探伤仪，对评价第一层管柱提供验证和修正的作用，三者相互验证补充，能够精确的得到第一层、第二层管柱厚度、损伤等信息；
存储式井下摄像机，直观的监测井下油管套管的状况，利用数字图像处理技术，对井下摄像机图像进行数字化处理、图像分割和边缘，并利用成像原理得出了摄像机图像中实物的几何尺寸，达到了井下摄像机定量解释的目的，井下摄像机能够直接的得到井下图像，相对于经过数据分析和处理的结果，对套管损伤更加直观、精准，但它又受限一些流体浑浊复杂的井况，需要与井径仪、测厚仪、探伤仪配合使用。
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