JPH0339561B2 - - Google Patents

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JPH0339561B2
JPH0339561B2 JP23489383A JP23489383A JPH0339561B2 JP H0339561 B2 JPH0339561 B2 JP H0339561B2 JP 23489383 A JP23489383 A JP 23489383A JP 23489383 A JP23489383 A JP 23489383A JP H0339561 B2 JPH0339561 B2 JP H0339561B2
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JP
Japan
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pipe
signal
generating
transmitter
component
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JP23489383A
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Japanese (ja)
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JPS60125501A (en
Inventor
Enu Mainaabo Jerarudo
Buruusu Matsukan Aaru
Ei Heizen Gyarii
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Schlumberger Overseas SA
Original Assignee
Schlumberger Overseas SA
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒状の金属パイプの内径を電磁的に
測定するための装置及び方法に関し、特に電子式
のパイプ内側カリパスに関する。更に詳細には、
本発明は、油井及びガス井の管状部材、例えばケ
ーシングの内径のロギングを行なうための装置及
び方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus and method for electromagnetically measuring the inner diameter of a cylindrical metal pipe, and more particularly to an electronic inner pipe caliper. More specifically,
The present invention relates to an apparatus and method for logging the internal diameter of tubular members, such as casings, of oil and gas wells.

パイプの内径を測定することが必要な場合が
屡々ある。このことは、例えば、油井のケーシン
グまたは石油もしくはガスを堀削井から汲出すた
めに油井内に配設した一連の管材について特に必
要となる。
It is often necessary to measure the internal diameter of a pipe. This is particularly necessary, for example, for the casing of an oil well or for a series of tubing disposed within an oil well for pumping oil or gas from the well.

かかる金属パイプは地中に埋設されており、従
つて測定のために接近することができない。かか
る金属パイプの内面及び外面は腐蝕の害を受け易
い。この腐蝕は、例えば、注入流体または地中の
腐蝕性流体によつて生ずる。また、このパイプ
は、堀削井内に送り込まれるポンプのロツドまた
はワイヤラインによつて内部が摩耗し易い。ま
た、ドリルパイプを用いる穿孔作業または仕上げ
作業によつて摩耗が生ずる可能性がある。
Such metal pipes are buried underground and therefore cannot be accessed for measurements. The inner and outer surfaces of such metal pipes are susceptible to corrosion. This corrosion is caused, for example, by injection fluids or corrosive fluids in the earth. Additionally, this pipe is subject to internal wear due to pump rods or wire lines pumped into the well. Also, wear can be caused by drilling or finishing operations using drill pipes.

腐蝕または摩耗によるパイプの損耗を測定する
ことは、保護処理を施し、または必要に応じてパ
イプ修理もしくは交換するために重要なことであ
る。
Measuring pipe wear due to corrosion or wear is important in order to apply protective treatments or repair or replace pipes as necessary.

いうまでもなく、油井内のパイプの内径は、壁
厚及び公称パイプ直径の許容誤差によつて変化す
る可能性がある。
Of course, the internal diameter of the pipe in an oil well can vary depending on wall thickness and nominal pipe diameter tolerances.

埋設した金属パイプの内径を測定することは切
実な必要事項であるので、この目的のために従来
から種々の装置が開発されている。これら従来の
装置の大部分のものは、ばね手段によつてパイプ
の内壁へ圧しつけられる機械的フイーラを用いて
いる。これらフイーラのうちの一つがパイプのく
ぼみ、亀裂、及び他の腐蝕または浸蝕の影響によ
つて偏ると、電気信号が発生し、この信号を利用
してかかる偏りが記録される。これは、例えば、
磁石を上記フイーラと組み合わせることによつて
行なわれる。上記磁石は回転させれられて種々の
フイーラを順々に通過し、これにより、フイーラ
の偏りがあると磁路の磁気抵抗が変化し、これに
より電気信号が誘発されて記録される。或いはま
た、ポテンシヨメータをフイーラと組み合わせ、
該フイーラの偏りに比例する信号を発生させる。
Since there is a pressing need to measure the inner diameter of buried metal pipes, various devices have been developed for this purpose. Most of these conventional devices use a mechanical feeler that is pressed against the inner wall of the pipe by spring means. When one of these fillers becomes biased due to pipe depressions, cracks, and other corrosion or erosive effects, an electrical signal is generated that is used to record such bias. This is, for example,
This is done by combining a magnet with the filler described above. The magnet is rotated and passed successively through the various feelers such that any deflection of the feelers changes the reluctance of the magnetic path, thereby inducing and recording an electrical signal. Alternatively, the potentiometer can be combined with a filler,
A signal proportional to the bias of the filler is generated.

これら従来の機械的フイーラカリパスのうちの
或るものは2組のフイーラを用いており、一方の
組はフイーラの最大針入度を測定し、他方の組は
フイーラの平均針入度を連続的に測定する。
Some of these conventional mechanical feeler calipers use two sets of feelers, one set that measures the maximum penetration of the filler and the other set that continuously measures the average penetration of the filler. Measure.

しかし、かかる機械的フイーラを有する形式の
パイプカリパスにはいくつかの欠点がある。例え
ば、このような装置は、パイプの縦の割れ目また
は亀裂を検知することができない。パイプがパラ
フイン、スケールまたは非金属物質で覆うわれ、
これにより該パイプ内の欠陥が覆うわれる可能性
がある。いうまでなく、上記フイーラは、金属パ
イプと、該パイプを覆う非金属物質とを弁別する
ことができない。従つて、硬化した炭化水素等で
覆うわれている或るくぼみは検知されない。
However, such mechanical feeler type pipe calipers have several drawbacks. For example, such devices are unable to detect vertical cracks or cracks in pipes. pipes are covered with paraffin, scale or non-metallic substances;
This may mask defects within the pipe. Needless to say, the filler cannot distinguish between a metal pipe and a non-metallic material covering the pipe. Therefore, certain depressions covered with hardened hydrocarbons etc. will not be detected.

最後に、多くの上記フイーラの各々は、パイプ
を引つ掻き、またはパイプの保護被覆を掻き落す
可能性がある。パイプを保護被覆で覆うつてない
としても、フイーラによつて生ずる引つ掻きのた
めに腐蝕が更に進行する可能性がある。従つて、
上記の機械的フイーラ型の装置は、該装置で測定
しようとするパイプ内径に変化を生じさせる可能
性がある。
Finally, each of the many fillers described above can scratch the pipe or scrape off the protective coating of the pipe. Even if the pipe is not covered with a protective coating, further corrosion can occur due to the scratching caused by the filler. Therefore,
The mechanical filler type devices described above can cause changes in the inner diameter of the pipe that they are intended to measure.

米国特許第3417325号には金属パイプの内径を
測定するための全電気式カリパスが開示されてお
り、このカリパスにおいては、油井ケーシーング
等を通つて移動するようになつているゾンデの円
筒状ハウジング上に送信器コイル及び受信器コイ
ルを支持している。上記送信器を1秒当り10ない
し50キロヘルツ程度の交流電流で励振する。上記
受信器コイルに誘起された電圧を、被測定パイプ
の平均内径の尺度として取る。
U.S. Pat. No. 3,417,325 discloses an all-electric caliper for measuring the inside diameter of metal pipes, in which the cylindrical housing of a sonde is adapted to be moved through an oil well casing or the like. It supports a transmitter coil and a receiver coil on top. The transmitter is excited with an alternating current of about 10 to 50 kilohertz per second. The voltage induced in the receiver coil is taken as a measure of the average internal diameter of the pipe to be measured.

しかし、実際問題として、米国特許第3417325
号に開示されてい装置の測定結果には、被測定パ
イプの導電率、または透磁率、または導電率及び
透磁率の両方が変化する場合に、とかく誤りが生
ずる。油田に通例の実際問題として、鋼製管状器
材の導電率は2.6×106/mから7.8×106/m
までの範囲で変化する。また、周知のように、油
田の管状器材の透磁率は、該器材が受ける機械的
衝撃、熱処理等によつてかなり変化する。
However, as a practical matter, U.S. Patent No. 3417325
The measurement results of the device disclosed in the above publication are erroneous if the electrical conductivity, or the magnetic permeability, or both the electrical conductivity and the magnetic permeability, of the pipe to be measured changes. As a practical matter common in the oil field, the conductivity of steel tubular equipment ranges from 2.6×10 6 /m to 7.8×10 6 /m.
It varies within the range. Furthermore, as is well known, the magnetic permeability of oil field tubular equipment varies considerably depending on mechanical shock, heat treatment, etc. to which the equipment is subjected.

従つて、本発明の目的は、上記従来の諸装置の
欠点を排除する電気的原理に基づいて作動するパ
イプ内部カリパスを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an internal pipe caliper operating on an electrical principle which eliminates the disadvantages of the prior art devices mentioned above.

本発明の他の目的は、パイプの導電率及び透磁
率に実質的に無感応であつてパイプの内径を表わ
す信号を発生するパイプ内部カリパスを提供する
ことにある。
It is another object of the present invention to provide an internal pipe caliper that is substantially insensitive to the electrical conductivity and magnetic permeability of the pipe and produces a signal representative of the internal diameter of the pipe.

本発明の更に他の目的は、ケーシングの導電率
または透磁率の変化とは無関係に、ケーシングの
内径対深さの正確なログを与える堀削孔ケーシン
グまたは管材のロギングを行なうための堀削井ロ
ギング装置を提供することにある。
Yet another object of the invention is to provide a wellbore logging system for logging borehole casing or tubing that provides an accurate log of casing inner diameter versus depth, independent of changes in casing conductivity or permeability. The objective is to provide a logging device.

概略説明すると、上記本発明の目的、特徴及び
利点は、交流励振電流が発生させられる送信器コ
イル、及び上記送信器電流に応答して誘起電圧を
生起させるために上記送信器コイルから縦方向に
距離をおいて配置された受信器コイルを含む2つ
の同軸的コイルをパイプ内に設けたことの結果と
して得られたものである。また、上記受信器電圧
対上記送信器電流の比に比例するインピーダンス
信号を発生するための回路を設ける。上記インピ
ーダンス信号を、直角位相インピーダンス信号及
び同相インピーダンス信号を含むベクトル成分に
分解する。
Briefly described, the objects, features and advantages of the present invention include a transmitter coil in which an alternating current excitation current is generated, and a transmitter coil extending longitudinally from the transmitter coil for generating an induced voltage in response to the transmitter current. This is the result of installing two coaxial coils in the pipe, including a receiver coil placed at a distance. A circuit is also provided for generating an impedance signal proportional to the ratio of the receiver voltage to the transmitter current. The impedance signal is decomposed into vector components including a quadrature impedance signal and an in-phase impedance signal.

本発明の一つの態様においては、上記直角位相
インピーダンス信号及び上記同相インピーダンス
信号に応答する手段を設けて補正済み測定出力を
発生させる。この補正済み測定出力を用いてパイ
プの内径を表わす信号を発生させる。
In one aspect of the invention, means are provided responsive to the quadrature impedance signal and the in-phase impedance signal to generate a corrected measurement output. This corrected measurement output is used to generate a signal representing the inner diameter of the pipe.

本発明の他の態様においては、上記直角位相イ
ンピーダンス信号及び上記同相インピーダンス信
号を線形に結合するための手段を設けて、金属物
体の透磁率及び導電率に対する低下した感度を有
する補正済み測定出力を発生させる。
In another aspect of the invention, means are provided for linearly combining said quadrature impedance signal and said in-phase impedance signal to produce a corrected measurement output having reduced sensitivity to the magnetic permeability and conductivity of the metal object. generate.

本発明の更に他の態様においては、上記直角位
相インピーダンス信号及び上記同相インピーダン
ス信号を、パイプの内部半径a1、及び、パイプの
透磁率対パイプの導電率の比に比例するパラメー
タτの関数として表現する2つの非線形式を同時
に解くための手段を設ける。
In yet another aspect of the invention, the quadrature impedance signal and the in-phase impedance signal are determined as a function of the internal radius a 1 of the pipe and a parameter τ that is proportional to the ratio of pipe permeability to pipe conductivity. A means is provided for simultaneously solving two expressed nonlinear forms.

本発明の更に他の態様においては、先ず、τが
ゼロに等しいと仮定することによつて上記2つの
式を同時に解き、次いで、第1の式からa1の推定
値を決定し、第2の式からτを決定し、この新た
なτの値を第1の式に用いてa1の新たな値を決定
し、そして収束が得られるまで上記方法を繰返す
というための反覆計算方法が提供される。
In yet another aspect of the invention, the above two equations are first solved simultaneously by assuming that τ is equal to zero, then an estimate of a 1 is determined from the first equation, and the second An iterative calculation method is provided for determining τ from the equation, using this new value of τ in the first equation to determine a new value of a 1 , and repeating the above method until convergence is obtained. be done.

本発明並びに本発明の他の目的及び利点は、以
下に図図を参照して行なう詳細な説明からよく理
解できる。
The invention, as well as other objects and advantages thereof, will be better understood from the detailed description given below with reference to the drawings.

第1図は本発明にかかる電気式カリパス装置1
0を略示するものである。装置10は管状部材、
例えば堀削井16のケーシング20の内径を測定
するものである。
FIG. 1 shows an electric caliper device 1 according to the present invention.
0 is abbreviated. The device 10 is a tubular member;
For example, the inner diameter of the casing 20 of the drilling well 16 is measured.

上記装置は、孔降下式ゾンデ12、孔降下電子
式カートリツジ13、及び地上装置14を有す。
ゾンデ12は、外装ケーブルまたはワイヤライン
18によつて管状部またはケーシング20内に吊
り下げられて該ケーシングを通つて移動できるよ
うになつている。堀削井孔16はケーシング20
を有しており、装置10は、ケーシング20内で
上下移動するときに、該装置が該ケーシングの内
径を堀削井深さの関数として測定するように設計
されている。ワイヤラインまたはケーブル18
は、単一導線(モノケーブルと呼ばれている)ま
たは多重形導線(例えば、7本の導線を有する7
線形ケーブル)である。
The device includes a downhole sonde 12, a downhole electronic cartridge 13, and ground equipment 14.
The sonde 12 is suspended within a tubular section or casing 20 by an armored cable or wireline 18 for movement therethrough. The drilling well hole 16 has a casing 20
The device 10 is designed such that as it moves up and down within the casing 20, it measures the internal diameter of the casing as a function of the drilling depth. wire line or cable 18
cables with a single conductor (called a monocable) or multiple conductors (e.g. 7 conductors with 7 conductors)
linear cable).

地上装置14は、ケーシング20内のゾンデ1
2の位置を制御するために、並びに、ゾンデ12
から送信される信号を受信し、処理し、表示し、
及び記録するために、ケーブル18を介してゾン
デ12と通信する。
The ground device 14 includes a sonde 1 in a casing 20.
2 as well as the position of the sonde 12.
receive, process, and display signals sent from
and communicates with sonde 12 via cable 18 for recording.

ケーブル従動式の機械的トランスジユーサ22
及びリンケージ23が、堀削井孔16内のゾンデ
12を深さを指示する位置信号を提供する。一般
に、トランスジユーサ22は、ワイヤライン18
に圧しつけられる較正された圧力ホイールの形式
のものであり、ケーシング内のゾンデ12の移動
によつて該ホイールが回転するときに電気パルス
を発生する。
Cable driven mechanical transducer 22
and linkage 23 provide a position signal that indicates the depth of sonde 12 within wellbore 16 . Generally, transducer 22 is connected to wireline 18
It is in the form of a calibrated pressure wheel that is pressed against the casing and generates electrical pulses when the wheel is rotated by movement of the sonde 12 within the casing.

上記孔降下装置は、ゾンデ12、電子式カート
リツジ部13、1対の心出し具27a,27b、
チツプまたはノーズ部材28、及びケーブルヘツ
ドアダプタ30を備えている。上記孔降下式装置
はケーブルヘツドアダプタ30を介してケーブル
18に接続されている。
The hole lowering device includes a sonde 12, an electronic cartridge section 13, a pair of centering tools 27a and 27b,
A tip or nose member 28 and a cable head adapter 30 are included. The downhole device is connected to the cable 18 via a cable head adapter 30.

ゾンデ12は、ケーシング内の該ゾンデの深さ
の関数としての電磁的測定を行なうためのカリパ
スコイル50,60を有している。ケーシングの
内径に比例する一つの信号が発生させられる。ま
た、ケーシング透磁率対ケーシング導電率の比を
表わす他の信号が発生させられる。
The sonde 12 has caliper coils 50, 60 for making electromagnetic measurements as a function of the depth of the sonde within the casing. A signal is generated that is proportional to the inner diameter of the casing. Also, another signal is generated representing the ratio of casing magnetic permeability to casing electrical conductivity.

電子式カートリツジ13内に在る装置または地
上装置14を説明する前に、第2図を参照して本
発明の理論的基礎について説明する。
Before describing the equipment present in electronic cartridge 13 or ground equipment 14, the theoretical basis of the invention will be explained with reference to FIG.

第2図は、縦方向距離Lだけ互いに離れている
2つの同軸的コイル50,60の理論的モデルを
示すものであり、上記コイルはいずれもパイプま
たはケーシング20内に同軸的に配置されてい
る。上記パイプの内部半径をa1で示し、その外部
半径をa2で示す。受信器コイル60の半径をb2
示し、送信器コイル50の半径をb1で示す。上記
パイプ内の媒質1の電気的特性を、透磁率ε1、透
磁率μ1、及び導電率σ1で示す。同様に、上記パイ
プの諸電気的特性をε2、μ2、σ2で示す。
FIG. 2 shows a theoretical model of two coaxial coils 50, 60 separated from each other by a longitudinal distance L, both of which are arranged coaxially within a pipe or casing 20. . The inner radius of the above pipe is denoted by a 1 and its outer radius by a 2 . The radius of receiver coil 60 is designated b 2 and the radius of transmitter coil 50 is designated b 1 . The electrical characteristics of the medium 1 in the pipe are represented by magnetic permeability ε 1 , magnetic permeability μ 1 , and conductivity σ 1 . Similarly, various electrical characteristics of the pipe are expressed as ε 2 , μ 2 , and σ 2 .

第2図を基礎として用いてマクスウエルの式を
適用すると次式のようになる。
Applying Maxwell's equation using FIG. 2 as a basis results in the following equation.

Z=V/J (1) ここに、Zはコイル60,50のインピーダン
ス比を表わし、Vはコイル50に流れる電流Jに
応答して受信器コイル60に誘起される電圧を表
わす。インピーダンスZは次の如くに書ける。
Z=V/J (1) where Z represents the impedance ratio of coils 60, 50 and V represents the voltage induced in receiver coil 60 in response to current J flowing through coil 50. Impedance Z can be written as follows.

Z=Z0+Zp (2) ここに、Z0は、上記送信器コイルと受信器コイ
ルとの間の直接結合によつて生ずるインピーダン
スの部分であり、Zpはパイプ20の降下によつて
生ずるインピーダンスの部分である。
Z = Z 0 + Z p (2) where Z 0 is the part of the impedance caused by the direct coupling between the transmitter and receiver coils and Z p is the part of the impedance caused by the drop in the pipe 20. This is the part of the impedance that occurs.

そこで次のように書ける。 So we can write as follows.

Z0=−2iωμ1b1b2 0I1 (λb2)K1(λb1)cosλLdλ (3) Zp=−2iωμ1b1b2 0I1 (λb1)I1(λb2)γ1(λ)cosλLdλ (4) ここに、 γ1(λ)=−K1(λa1)−λa1TK0(λa1)/I1(λa1
)−λa1Ti0(λa1)(5) i=√−1 ここに、I1、K1、I0、K0はベツセル関数であ
る。
Z 0 = −2iωμ 1 b 1 b 2 0 I 1 (λb 2 )K 1 (λb 1 )cosλLdλ (3) Z p =−2iωμ 1 b 1 b 2 0 I 1 (λb 1 )I 1 (λb 2 ) γ 1 (λ) cosλLdλ (4) Here, γ 1 (λ)=−K 1 (λa 1 )−λa 1 TK 0 (λa 1 )/I 1 (λa 1
)−λa 1 Ti 0 (λa 1 )(5) i=√−1 Here, I 1 , K 1 , I 0 , and K 0 are Betzel functions.

式(4)は、γに対して式(5)、及びTに対して式(6)
を用いて次のように展開できる。
Equation (4) is equivalent to Equation (5) for γ and Equation (6) for T.
can be expanded as follows.

Zp=Z1+Z2+Z3+… (7) ここに、上記パイプの導電率は大きい。 Z p =Z 1 +Z 2 +Z 3 +… (7) Here, the electrical conductivity of the pipe is high.

即ち、 上記コイル相互間の測定されたインピーダンス
Zmeasは実部及び虚部(直角位相部)を有す。即
ち、 Zmeas=ReZmeas+iImZmeas (10) 従つて、小さなTに対しては、T2は極めて小
さく、Z3=0、及び ReZmeas+iImZmeas=i(|Z1|−|Z0
|)+ReZ2+iImZ2 となる。
That is, Measured impedance between the above coils
Zmeas has a real part and an imaginary part (quadrature part). That is, Zmeas=ReZmeas+iImZmeas (10) Therefore, for small T, T 2 is extremely small, Z 3 = 0, and ReZmeas+iImZmeas=i(|Z 1 | − | Z 0
|) +ReZ 2 +iImZ 2 .

式(9)からTは相等しい実部及び直角位相部を有
するから、ReZmeas=ReZ2=iImZ2となる。
From equation (9), since T has equal real parts and quadrature parts, ReZmeas=ReZ 2 =iImZ 2 .

従つて次のようになる。即ち、 ImZmeas=|Z1|−|Z0|+ReZmeas (11) △Z=ReZmeas−ImZmeas=|Z0|−|Z1
(12) 式(12)は次の関係を示す。
Therefore, it becomes as follows. That is, ImZmeas=|Z 1 |−|Z 0 |+ReZmeas (11) △Z=ReZmeas−ImZmeas=|Z 0 |−|Z 1 |
(12) Equation (12) shows the following relationship.

△Z=ReZmaes−ImZmeas =2ωμ0b2(ZINT0−ZINT1) (13) ここに、コイル50及び60は同じ直径bであ
り、媒質1の透磁率は自由空間の透磁率μ0であ
り、そして である。
△Z=ReZmaes−ImZmeas=2ωμ 0 b 2 (ZINT0−ZINT1) (13) Here, the coils 50 and 60 have the same diameter b, the permeability of the medium 1 is the permeability of free space μ 0 , and It is.

式(9)からのTが無視できるほどに小さくはない
場合には、次のようになる。
If T from equation (9) is not negligibly small, then

ReZ−imZ/2ωμ0b2= (ZINT0−ZINT1)+τ2ZINT3 −√2τ3ZINT4+τ4ZINT5+… (15) ReZ/2ωμ0b2=τ/√2ZINT2+τ2ZINT3 −τ3/√2ZINT4+… ここに、 ZINT0=∫ 0I1(λb)K1(λb)cosλLdλ (16) ZINT1=∫ 0I1 2(λb)K1(λa1)/I1(λa1)cosλL
dλ(17) ZINT2=∫ 0I1 2(λb)/I1 2(λa1)cosλLdλ(18) ZINT3=∫ 0(λa1)I1 2(λb)I0(λa1)/I1 3(λa
1)cosλLdλ (19) ZINT4=∫ 0(λa12I1 2(λb)I0(λa1)/I1 4(λ
a1)cosλLdλ (20) ZINT5=∫ 0(λa13I1(λb)I0(λa1)/I1 5(λa
1)cosλLdλ (21) であり、 a1は上記パイプの内部半径を表わし、 bは上記送信器コイル及び受信器コイルの半径
を表わし、 Lは上記送信器コイルと受信器コイルとの間の
距離であり、 I1(λb)は第1種の変形ベツセル関数であり、 K1(λa1)は第2種の変形ベツセル関数であり、 I0(λa1)は第1種の変形ベツセル関数であり、 λは積分の変数であり、 μ0は自由空間の透磁率であり、 ω=2πfは交流送信器電流のラジアン周波数で
あり、 μrは測定中のパイプ相対透磁率であり、 σは測定中のパイプの導電率である。
ReZ−imZ/2ωμ 0 b 2 = (ZINT0−ZINT1)+τ 2 ZINT3 −√2τ 3 ZINT4+τ 4 ZINT5+… (15) ReZ−imZ/2ωμ 0 b 2 =τ/√2ZINT2+τ 2 ZINT3 −τ 3 /√2ZINT4+… Here , ZINT0=∫ 0 I 1 (λb)K 1 (λb)cosλLdλ (16) ZINT1=∫ 0 I 1 2 (λb)K 1 (λa 1 )/I 1 (λa 1 )cosλL
dλ(17) ZINT2=∫ 0 I 1 2 (λb)/I 1 2 (λa 1 ) cosλLdλ(18) ZINT3=∫ 0 (λa 1 ) I 1 2 (λb) I 0 (λa 1 )/I 1 3 (λa
1 ) cosλLdλ (19) ZINT4=∫ 0 (λa 1 ) 2 I 1 2 (λb) I 0 (λa 1 )/I 1 4
a 1 ) cosλLdλ (20) ZINT5=∫ 0 (λa 1 ) 3 I 1 (λb) I 0 (λa 1 )/I 1 5 (λa
1 ) cosλLdλ (21) , a 1 represents the internal radius of the pipe, b represents the radius of the transmitter coil and the receiver coil, L is the distance between the transmitter coil and the receiver coil, and I 1 ( λb) is the modified Betzel function of the first kind, K 1 (λa 1 ) is the modified Betzel function of the second kind, I 0 (λa 1 ) is the modified Betzel function of the first kind, and λ is the integral where μ 0 is the free-space permeability, ω = 2πf is the radian frequency of the alternating transmitter current, μ r is the relative permeability of the pipe under measurement, and σ is the relative permeability of the pipe under measurement. It is electrical conductivity.

従つて、上記コイル相互間のインピーダンスを
測定し、このインピーダンスを直角位相(虚)成
分及び同相(実)成分に分解し、これら成分間の
差を取り、そして式(14)を満足するa1を決める
ことにより、式(13)及び(14)からパイプ20
の内部半径a1の正確な決定を行なうことができ
る。
Therefore, measure the impedance between the coils, decompose this impedance into a quadrature (imaginary) component and an in-phase (real) component, take the difference between these components, and calculate a 1 that satisfies equation (14). By determining the pipe 20 from equations (13) and (14)
An accurate determination of the internal radius a 1 can be made.

都合よくは、式(14)を種々の△Z値に対して
a1の関数として予め計算しておく。一つの多項式
を、a1と△Zとの間の関数的関係、または a1=f(△Z) (23) に適合させる。
Conveniently, equation (14) can be converted to various values of △Z.
Calculate in advance as a function of a 1 . Fit one polynomial to the functional relationship between a 1 and △Z, or a 1 =f(△Z) (23).

この多項式を、地上装置14内に配置してある
デイジタルコンピユータのメモリに記憶させ、こ
れにより、△Zが堀削井16内の深さの関数とし
て測定されるときにa1を簡単に決めることのでき
るようにすることができる。
This polynomial is stored in the memory of a digital computer located in the ground equipment 14, thereby making it easy to determine a 1 when ΔZ is measured as a function of depth within the drilling well 16. be able to do so.

或いはまた、式(13)を、△Z及びa1の値の或
る範囲にわたつて予め決めて、値の表を作り、こ
れを地上装置14内のデイジタルメモリに記憶さ
せる。次いで、このデイジタルメモリを測定済み
の△Z値でアドレス指定し、上記パイプの内部内
径を表わす信号a1を発生させる。
Alternatively, equation (13) may be predetermined over a range of values of ΔZ and a 1 to create a table of values, which is stored in digital memory within ground equipment 14. This digital memory is then addressed with the measured ΔZ value and generates a signal a 1 representing the internal diameter of the pipe.

Tが無視できるほどに小さくない場合には、先
ず、τ=0と仮定することによつてパイプの内部
半径a1の初期推定値を得る。次に、a1のこの初期
推定値を用いて、ZINT2、ZINT3、ZINT4及び
ZINT5の数値を求める(τが充分に小さく、展
開式中の高次の係数を無視できるものとする)。
次に、式(15)の式 ReZ/2ωμ0b2=−τ/√2ZINT2+τ2ZINT3 −τ3/√3ZINT4 からτを決める。この新たなτの値を式(15)の
式 ReZ/2ωμ0b2=(ZINT0−ZINT1)+τ2ZINT3 −√2τ3ZINT4+τ4ZINT5+… に用いる。
If T is not negligibly small, first obtain an initial estimate of the internal radius a 1 of the pipe by assuming τ=0. Then, using this initial estimate of a 1 , ZINT2, ZINT3, ZINT4 and
Find the value of ZINT5 (assuming τ is sufficiently small and high-order coefficients in the expansion equation can be ignored).
Next, τ is determined from the formula ReZ/2ωμ 0 b 2 =−τ/√2ZINT2+τ 2 ZINT3 −τ 3 /√3ZINT4 in formula (15). This new value of τ is used in the equation ReZ/2ωμ 0 b 2 = (ZINT0−ZINT1)+τ 2 ZINT3 −√2τ 3 ZINT4+τ 4 ZINT5+ . . . in equation (15).

上記の段階を、τ及びa1に対する値が収束する
まで、即ち、一つの反復から次の反復までの変化
が充分に小さくなるまで繰返す。
The above steps are repeated until the values for τ and a 1 converge, ie, the changes from one iteration to the next are sufficiently small.

第3図は本発明の実施に必要な電子回路を示す
ものである。カリパスコイル50,60をケーシ
ング20内に示してある。送信コイル50は、
65.5KHz水晶発振器により、加算回路101及び
ドライバ回路102を介して励振される。一定の
電流で送信器コイル50を励振するために、電流
感知抵抗が、送信器コイルを流れる電流に比例す
る出力を感知増幅器104に与える。感知増幅器
104の出力は整流器105に与えられ、該整流
器において整流された誤差信号が差動誤差増幅器
106に与えられ、基準信号と比較される。誤差
増幅器106からの誤差信号は加算増幅器101
へ帰還させられ、帰還定電流回路が作られる。
FIG. 3 shows the electronic circuitry necessary to implement the invention. Caliper coils 50, 60 are shown within casing 20. The transmitting coil 50 is
It is excited by a 65.5KHz crystal oscillator via an adder circuit 101 and a driver circuit 102. To excite transmitter coil 50 with a constant current, a current sensing resistor provides an output to sense amplifier 104 that is proportional to the current flowing through the transmitter coil. The output of the sense amplifier 104 is applied to a rectifier 105, and the rectified error signal is applied to a differential error amplifier 106 and compared with a reference signal. The error signal from the error amplifier 106 is sent to the summing amplifier 101.
A feedback constant current circuit is created.

電流感知抵抗103からの信号はフエーズロツ
クループ発振器110に与えられ、該発振器は、
リード線111上の送信器電流と直角位相(例え
ば90°位相はずれ)の基準信号をリード線111
上に、及び送信器電流と同相(例えば180°位相は
ずれ)の基準信号をリード線112上に発生す
る。この電流基準信号はまたスイツチ回路網12
0へ与えられる。そのほかに、リード線116上
の接地信号がスイツチ回路網120に与えられ
る。スイツチ回路網120を介することにより、
リード線115上の受信器電圧だけでなく更にリ
ード線113上の電流信号及び接地信号116を
位相感知性検知器130に加え、これにより、位
相感知性検知器(PSD)130を、温度及び時
間に伴なう整合外れ及びドリフトに対して較正す
るための迅速な手段を提供することが可能とな
る。スイツチ回路網120からの信号は差動増幅
器121及び帯域フイルタ122を介してPSD
130に与えられる。この帯域フイルタは発振器
100の周波数と実質的に同じ帯域周波数を有
す。
The signal from the current sensing resistor 103 is provided to a phase lock loop oscillator 110, which
A reference signal that is in quadrature (for example, 90° out of phase) with the transmitter current on lead wire 111 is connected to lead wire 111.
A reference signal is generated on lead 112 above and in phase (eg, 180° out of phase) with the transmitter current. This current reference signal also applies to switch network 12.
given to 0. Additionally, a ground signal on lead 116 is provided to switch network 120. Through the switch circuitry 120,
The receiver voltage on lead 115 as well as the current signal on lead 113 and ground signal 116 are applied to phase sensitive detector 130, thereby making phase sensitive detector (PSD) 130 independent of temperature and time. It is possible to provide a quick means to calibrate against misalignment and drift associated with The signal from the switch network 120 is passed through a differential amplifier 121 and a bandpass filter 122 to the PSD.
130. This bandpass filter has a bandpass frequency that is substantially the same as the frequency of oscillator 100.

PSD130の出力は低域フイルタ131に与
えられる。ロギング動作中の上記フイルタの出力
は、電流励振用送信器コイル50の位相に対して
測定されてコイル60において指示される電圧信
号の同相成分及び直角位相成分に代る代るなる。
スイツチSが、毎秒ごとに複数回、リード線11
1,112に交互に接続し、これにより、毎秒ご
とに複数の出力読取りを行ない、各深さの場所に
対してコイル50,60が測定しつつあることを
効果的に確認する。同期成分及び直角位相成分の
いくつかの出力が得られて上述のように更に処理
され、内径測定値、及び、パイプの透磁率対導電
率の比を指示するτ測定値を発生する。
The output of PSD 130 is given to low pass filter 131. The output of the filter during logging operations replaces the in-phase and quadrature components of the voltage signal measured and directed at coil 60 relative to the phase of current-exciting transmitter coil 50.
Switch S connects the lead wire 11 multiple times every second.
1, 112, thereby taking multiple output readings every second, effectively confirming that the coils 50, 60 are measuring for each depth location. Several outputs of the synchronous and quadrature components are obtained and further processed as described above to produce an internal diameter measurement and a τ measurement indicative of the permeability to conductivity ratio of the pipe.

第3図の回路は、電子式カートリツジ13内に
配置するのが好ましいが、或いはまた、コイル5
0及び60に対する入力リード線及び出力リード
線は別として、地上装置内に部分的にまたは全体
的に設置してもよい。好ましくは、位相感知正検
知器130からの信号を、本明細書において説明
する米国特許第4292588号に示されているものと
類似の孔内遠隔測定回路及び孔外復調回路によ
り、地上装置回路14に与える。
The circuit of FIG. 3 is preferably located within the electronic cartridge 13, but alternatively the circuit of FIG.
Apart from the input and output leads for 0 and 60, they may be located partially or wholly within the ground equipment. Preferably, the signal from the phase-sensitive positive detector 130 is routed to the ground equipment circuit 14 by an in-hole telemetry circuit and an out-of-hole demodulation circuit similar to that shown in U.S. Pat. No. 4,292,588, discussed herein. give to

コイル50及び60を通例の仕方で遮蔽し、ロ
ギングが塩水のある環境内で行なわれている場合
の電界結合を防止するようにすることもできる。
Coils 50 and 60 may also be shielded in a conventional manner to prevent electric field coupling if logging is being performed in a salt water environment.

ケーシング内径についての堀削井のログは第1
図及び第3図に示す装置を介して得られ、上述し
た諸処理段階は好ましくは地上装置14内で行な
われる。ログは、堀削井ロギング技術に周知であ
るように、地上装置15に接続されている測定ホ
イール22を介してコイル50,60の深さ信号
を相関させることによつて発生される。ケーシン
グ内径対コイル50,60の深さのログを作るた
めにレコーダ100が設けられている。透磁率対
導電率の比に比例するパラメータτも、ロギング
深さの関数として記録される。
Horikui's log regarding the casing inner diameter is the first
Obtained via the apparatus shown in FIGS. and 3, the processing steps described above are preferably performed within the ground equipment 14. The log is generated by correlating the depth signals of the coils 50, 60 via the measurement wheel 22 connected to the ground equipment 15, as is well known in the well logging art. A recorder 100 is provided to log the casing inner diameter versus the depth of the coils 50,60. A parameter τ, which is proportional to the ratio of magnetic permeability to conductivity, is also recorded as a function of logging depth.

第4A図及び第4B図は、導電率がいろいろに
異なつている管状器材の内径の測定を行なう際の
本発明の有効性を示すものである。第4A図は、
相異なる透磁率対導電率比を有する管状の真鍮、
ステンレススチール、アルミニウム及び他の鉄質
のパイプに対するパイプの見掛け内径においてか
なりの誤差が生じていることを示すものである。
第4A図の結果は、受信器コイル60の受信済み
電圧の大きさだけを基礎として内径を推定すると
いう従来の方法において得られたものてある。第
4B図は、上述の式(13)及び(14)によつて示
される補正を施すことにより、パイプ内径の推定
値に対する誤差が格段に減少したことを示すもの
である。
Figures 4A and 4B illustrate the effectiveness of the present invention in measuring the internal diameter of tubular devices of varying conductivities. Figure 4A shows
tubular brass, with different magnetic permeability to conductivity ratios;
This shows that there is considerable variation in the apparent internal diameter of pipes for stainless steel, aluminum and other ferrous pipes.
The results of FIG. 4A were obtained in the conventional method of estimating the inner diameter based solely on the magnitude of the received voltage of the receiver coil 60. FIG. 4B shows that the error in the estimated value of the pipe inner diameter has been significantly reduced by applying the corrections shown by equations (13) and (14) above.

第5図は、式(13)及び(14)を第1次の補
正、並びに式(15)ないし(22)の第2次の補正
を用いる測定において期待される誤差を示すもの
である。図の誤差曲線は、被測定管のμ/σの関
数として示されており、ケーシング内径が10.16
cm(4インチ)、12.7cm(5インチ)、15.24cm
(6インチ)及び17.78cm(7インチ)である場合
の曲線を示すものである。図から解るように、ケ
ーシング内径誤差の格段の減少が大きなμ/σ比
に対して得られている。
FIG. 5 shows the expected error in measurements using first-order corrections of equations (13) and (14) and second-order corrections of equations (15) to (22). The error curve in the figure is shown as a function of μ/σ of the tube under test, and the casing inner diameter is 10.16
cm (4 inches), 12.7cm (5 inches), 15.24cm
(6 inches) and 17.78 cm (7 inches). As can be seen from the figure, a significant reduction in the casing inner diameter error is obtained for large μ/σ ratios.

以上においては本発明をその実施例について説
明したが、この実施例は単に例として示したもの
である。本発明の精神及び範囲を逸脱することな
しに上記実施例の細部及び実施における種々の変
更が可能である。以上においては、本発明を、掘
り下げた油井またはガス井内のケーシングのケー
シング内径測定に対して説明したが、本発明は、
内部への接近が唯一の実用的測定法であるという
全てのパイプの内径測定に好適する。本明細書に
記載した本発明は、例えば石油及びガスのパイプ
ラインの測定に好適する。
Although the invention has been described above with reference to an embodiment thereof, this embodiment is given by way of example only. Various changes may be made in the details and implementation of the embodiments described above without departing from the spirit and scope of the invention. Although the present invention has been described above with respect to casing inner diameter measurements of casings in dug oil or gas wells, the present invention
Suitable for measuring the inside diameter of all pipes where access to the inside is the only practical measurement method. The invention described herein is suitable for measuring oil and gas pipelines, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかかる管状器材カリパスのた
めの孔降下式装置及び地上装置を示す立面図、第
2図は金属管状部材の内径を測定するための送信
器コイル及び受信器コイルの理論的モデルを示す
斜視図、第3図は本発明に従つて測定を行なうの
に好適する電子回路を示すブロツク線図、第4A
図及び第4B図は本発明の一つの形式に従う誤差
補正効率を示すグラフ、第5図は種々の内径のパ
イプに対する第1次及び第2次の補正の効果をパ
イプの透磁率対導電率の比の関数として示すグラ
フである。 12……ゾンデ、13……カートリツジ、14
……地上装置、18……ワイヤライン、22……
トランスジユーサ、50……送信器コイル、60
……受信器コイル、100……発振器、105…
…整流器、110……フエーズロツクループ発振
器、120……スイツチ回路網、122,131
……フイルタ、130……検知器。
FIG. 1 is an elevational view showing a downhole device and a ground device for calipers of tubular instruments according to the present invention, and FIG. 2 is a theory of transmitter coils and receiver coils for measuring the inner diameter of metal tubular members. FIG. 3 is a block diagram illustrating an electronic circuit suitable for making measurements in accordance with the present invention; FIG. 4A is a perspective view showing a typical model;
4B and 4B are graphs showing the error correction efficiency according to one form of the invention, and FIG. Figure 2 is a graph shown as a function of ratio. 12...Sonde, 13...Cartridge, 14
...Ground equipment, 18...Wire line, 22...
Transducer, 50... Transmitter coil, 60
... Receiver coil, 100 ... Oscillator, 105 ...
... Rectifier, 110 ... Phase lock loop oscillator, 120 ... Switch network, 122, 131
...Filter, 130...Detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 支持部材と、 交流送信器電流を発生するために上記支持部材
上に配置された送信器コイルを含む送信器手段
と、 上記送信器コイル及び受信器コイルが金属パイ
プ内に配置されているときに上記送信器電流に応
答して受信器電圧を生起させるために上記支持部
材上に上記送信器コイルから距離をおいて配置さ
れた上記受信器コイルを含む受信器手段とを具備
する金属パイプ内径測定用装置において、 上記受信器手段及び上記送信器手段に応答して
上記受信器電圧対上記送信器電流の比に比例する
インピーダンス信号を発生するための手段と、 上記インピーダンス信号をその直角位相成分
(ImZ)及びその同相成分(ReZ)に分解するた
めの手段と、 上記ImZ成分及び上記ReZ成分に応答して補正
済み測定出力を発生するための手段と、 上記補正済み測定出力に応答して上記パイプの
内径を表わす信号を発生するための手段とを備え
たことを特徴とする金属パイプ内径測定装置。 2 補正済み測定出力発生手段が、金属物体の透
磁率及び導電率に対する低下した感度を有する補
正済み測定出力を発生するためにImZ成分及び
ReZ成分を線形に結合するための手段を具備して
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の測定装置。 3 線形に結合するための手段が、ImZ成分と
ReZ成分との間の差を指示する差信号を発生する
ための減算手段を具備していることを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載の測定装置。 4 パイプの内径信号を発生するための手段が、
補正済み測定出力をフイルタ処理するための手段
を具備していることを特徴とする特許請求の範囲
第1項、第2項または第3項記載の測定装置。 5 パイプの内径を指示する信号を発生するため
の手段が、 上記パイプの内径の数的指示値を差信号の関数
として記憶するための手段と、 上記差信号で上記記憶手段をアドレス指定して
上記パイプの内径に比例する内径信号を発生する
ための手段とを含んでいることを特徴とする特許
請求の範囲第3項記載の測定装置。 6 補正済み測定出力発生手段が、ImZ成分及び
ReZ成分を、各上記成分を金属パイプの少なくと
も2つの特性の非線形結合として表現するそれぞ
れの上記成分に対するモデルに基づいてフイルタ
処理するための手段を具備していることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の測定装置。 7 フイルタの処理手段が、ImZ成分及びReZ成
分をa1及びτの関数として表現する2つの非線形
式を同時に解くための手段を具備していることを
特徴とし、上記a1はパイプの内部半径を表わし、
上記τは上記パイプの導電率に対する上記パイプ
の透磁率の比に比例する係数である特許請求の範
囲第6項記載の測定装置。 8 補正済み測定出力に応答してパイプの透磁率
対導電率の比を指示する信号を発生するための手
段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項、第6項または第7項記載の測定装置。 9 堀削井ロギング装置を備えており、 金属パイプが堀削井孔ケーシングを具備してお
り、 支持部材が上記堀削井孔ケーシングを通つて移
動するようになつており、 送信器コイル及び受信器コイルが上記支持部材
上に同軸的に配置されており、 送信器手段及び受信器手段がワイヤラインケー
ブルを介して地上装置に接続されており、更に、 上記支持部材を上記パイプ内で軸方向に移動さ
せるための手段と、 上記パイプの内径を表わす信号を上記パイプに
沿う距離の関数として記録するための手段とを備
えており、 交流送信器電流の周波数が約65KHzであること
を特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、…
…または第8項記載の測定装置。 10 金属パイプ内の2つの同軸的コイル間のイ
ンピーダンス信号を発生する段階を有し、上記イ
ンピーダンスは送信器コイルを励振する電流と受
信器コイルに誘起された電圧との間の比であり、
更に、 上記インピーダンス信号を、直角位相インピー
ダンス信号及び同相インピーダンス信号を含むベ
クトル成分に分解する段階と、 上記直角位相インピーダンス信号及び上記同相
インピーダンス信号の大きさの差に比例する差信
号(△Z)を発生する段階と、 少なくとも上記差信号(△Z)に応答して上記
パイプの内径を表わす内径信号を発生する段階と
を有する金属パイプ内径測定方法。 11 内径信号を発生する段階が、直角位相イン
ピーダンス信号及び同相インピーダンス信号をa1
及びτの関数として表現する2つの非線形式を同
時に解く段階を含んでいることを特徴とし、上記
a1はパイプの内部半径を表わし、上記τは上記パ
イプの導電率に対する上記パイプの透磁率の比に
比例する係数である特許請求の範囲第10項記載
の測定方法。 12 2つの式を同時に解く段階が、 (a) τ=0と仮定することによつてパイプの内部
半径(a1)を推定する段階と、 (b) 上記推定したa1を用いて第2の上記式からτ
を決定する段階と、 (c) 新たな上記τの値を第1の上記式に用いてa1
の改良された推定値を決定する段階と、 (d) τ及びa1に対する値が収束するまで上記段階
(b)及び(c)を繰返す段階とを含んでいることを特
徴とする特許請求の範囲第11項記載の測定方
法。 13 更に、 送信器コイル及び受信器コイルを一体としてパ
イプ内で軸方向に移動させる段階と、 内径信号を上記パイプに沿う距離の関数として
記録する段階とを有し、 透磁率対導電率の比に比例を信号を上記パイプ
に沿う距離の関数として記録することを特徴とす
る特許請求の範囲第10項、第11項または第1
2項記載の測定方法。
Claims: 1. Transmitter means comprising: a support member; a transmitter coil disposed on said support member for generating an alternating current transmitter current; said transmitter coil and receiver coil disposed within a metal pipe; receiver means including said receiver coil disposed on said support member at a distance from said transmitter coil for generating a receiver voltage in response to said transmitter current when disposed in said support member; An apparatus for measuring the inside diameter of a metal pipe, comprising means for generating an impedance signal in response to the receiver means and the transmitter means, the impedance signal being proportional to the ratio of the receiver voltage to the transmitter current; means for decomposing a signal into its quadrature component (ImZ) and its in-phase component (ReZ); means for generating a corrected measurement output in response to said ImZ component and said ReZ component; and means for generating a signal representative of the inner diameter of the pipe in response to a measurement output. 2. The corrected measurement output generating means comprises an ImZ component and a
2. The measuring device according to claim 1, further comprising means for linearly combining ReZ components. 3 The means to linearly combine the ImZ component and
3. A measuring device according to claim 2, further comprising subtraction means for generating a difference signal indicating the difference between the ReZ component and the ReZ component. 4. The means for generating the inner diameter signal of the pipe is
4. Measuring device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that it comprises means for filtering the corrected measurement output. 5 means for generating a signal indicative of the internal diameter of the pipe, means for storing a numerical indication of the internal diameter of the pipe as a function of a difference signal; and for addressing the storage means with the difference signal. 4. A measuring device according to claim 3, further comprising means for generating an inner diameter signal proportional to the inner diameter of the pipe. 6 The corrected measurement output generation means
Claims characterized in that it comprises means for filtering the ReZ components based on a model for each said component representing each said component as a non-linear combination of at least two properties of the metal pipe. The measuring device according to item 1. 7. The processing means of the filter is characterized in that it is equipped with means for simultaneously solving two nonlinear forms expressing the ImZ component and the ReZ component as functions of a 1 and τ, where a 1 is the internal radius of the pipe. represents,
7. The measuring device according to claim 6, wherein τ is a coefficient proportional to the ratio of the magnetic permeability of the pipe to the electrical conductivity of the pipe. 8. Claims 1, 6 or 8 further comprising means for generating a signal indicative of the permeability to conductivity ratio of the pipe in response to the corrected measurement output. Measuring device according to item 7. 9. A wellbore logging device, the metal pipe having a wellbore casing, a support member adapted to move through the wellbore casing, and a transmitter coil and a receiver. a transmitter coil is coaxially disposed on the support member, transmitter means and receiver means are connected to ground equipment via a wireline cable, and the support member is axially disposed within the pipe. and means for recording a signal representative of the internal diameter of said pipe as a function of distance along said pipe, characterized in that the frequency of the alternating current transmitter current is approximately 65 KHz. Claims 1, 2,...
...or the measuring device according to item 8. 10. generating an impedance signal between two coaxial coils in a metal pipe, the impedance being the ratio between the current exciting the transmitter coil and the voltage induced in the receiver coil;
Further, decomposing the impedance signal into vector components including a quadrature impedance signal and a common mode impedance signal, and generating a difference signal (ΔZ) proportional to the difference in magnitude of the quadrature impedance signal and the common mode impedance signal. A method for measuring the inner diameter of a metal pipe, comprising: generating an inner diameter signal representative of the inner diameter of the pipe in response to at least the difference signal (ΔZ). 11 The step of generating the inner diameter signal converts the quadrature impedance signal and the common mode impedance signal into a 1
and the step of simultaneously solving two nonlinear equations expressed as functions of τ,
11. The measuring method according to claim 10, wherein a 1 represents the internal radius of the pipe, and τ is a coefficient proportional to the ratio of the magnetic permeability of the pipe to the electrical conductivity of the pipe. 12 The steps of simultaneously solving two equations are (a) estimating the internal radius of the pipe (a 1 ) by assuming τ = 0, and (b) calculating the second equation using the estimated a 1 above. From the above formula of τ
(c) using the new value of τ in the first above equation to calculate a 1
and (d) repeating the above steps until the values for τ and a 1 converge.
12. The measuring method according to claim 11, comprising the step of repeating steps (b) and (c). 13 further comprising: moving the transmitter coil and the receiver coil together axially within the pipe; and recording an internal diameter signal as a function of distance along the pipe, the ratio of magnetic permeability to conductivity. Claims 10, 11 or 1, characterized in that a signal is recorded as a function of distance along said pipe.
Measurement method described in Section 2.
JP23489383A 1983-12-12 1983-12-12 Device and method for measuring inner diameter of metallic pipe Granted JPS60125501A (en)

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JPS60125501A (en) 1985-07-04

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