NL8403794A - Inrichting voor het bepalen van de omvang van defecten in gebruikte buisvormige elementen. - Google Patents

Description

ψ * NL 32.495-dV/lb * *

Inrichting voor het bepalen van de ontvang van defecten in gebruikte buisvormige elementen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bepalen van de omvang van defecten in gebruikte buisvormige elementen, die een buisvormige kolom vormen, na gebruik in een ondergrondse olie- of gasput.

5 Ononderbroken buisvormige kolommen, die bestaan uit koppelbare buisvormige secties of elementen, zoals produktie-buiskolommen, boorkolommen en verbuizlngskolommen, worden toegepast bij het boren, afwerken en de produktie van ondergrondse olie- en gasputten. De buisvormige elementen, die 10 een dergelijke kolom vormen, zijn blootgesteld aan mechanische beschadiging, wanneer de buisvormige elementen zich in de put bevinden, en staan tevens bloot aan corroderende fluïdums, die zich in de buisvormige elementen kunnen bevinden of die door de buisvormige kolom kunnen worden getransporteerd tus-15 sen het putoppervlak en een ondergrondse locatie. Het is derhalve van belang de afzonderlijke buisvormige elementen van een buisvormige kolom periodiek te inspecteren. Gewoonlijk worden de buisvormige elementen of secties op defecten geïnspecteerd, nadat de buisserie uit de put is verwijderd. De 20 gebruikelijke inspectie van buisvormige secties vindt gewoonlijk plaats, nadat de afzonderlijke buisvormige secties van de buisserie van elkaar zijn losgemaakt. De inspectie vindt sectie voor sectie plaats.

Er bestaat een aantal technieken voor het bepalen 25 van de aanwezigheid van een defect in een buisvormige sectie.

De precieze ligging van inwendige en uitwendige radiaal verlopende en drie-dimensionale defecten, zoals insluitsels, mechanische beschadigingen, plaatselijke aantasting door corrosie, vermoeidheidsscheuren., worden: bepaald door middel van 30 flux-lektechnieken, waarbij een magnetisch veld in de langs-richting wordt geïnduceerd door ëên of meer magnetische induc-tiespoelen. Over het oppervlak bewegende detectors zijn rond de buis gelegen, waarbij het maximum signaal wordt geregistreerd om het defect nauwkeurig te localiseren.

35 Een gebruikelijke detectiemethode voor het magnetisch detecteren van in de langsrichting verlopende defecten is de "roterende pool"-methode, waarbij het magnetische veld door 8403794 '***- - 2 -v roterende elektromagneten vanaf de buitenzijde wordt toegevoerd, terwijl de detectors tussen de polen zijn gelegen en het buitenoppervlak van de pijp aftasten* De dikte van de buiswand wordt gemeten door de straling afkomstig van een 5 externe roterende· radio-actieve gammastralingsbron, te meten, die door de wand van een buissectie naar een in de pijp.geplaatste detector wordt overgedragen* Bij andere meetmethoden voor de wanddikte met gammastraling, zoals terug-strooiing, dubbelwandige doorstraling en dergelijke, bevin-10 den zowel de stralingsdetector als de bron zich buiten de pijp -

Technieken, waarbij over het oppervlak bewegende detectors nodig zijn, een detector of een aandrijforgaan binnen de buisvormige elementen moet worden geplaatst of een rote-15 rend mechanisch orgaan nodig is om de omtrek van de buisvormige secties volledig te omvatten, zijn ongeschikt voor toepassing bij het inspecteren van defecten en meten van buissecties, wanneer de buiskolom uit de put wordt verwijderd. Deze inspectietechnieken zijn ook ongeschikt om de defecten 20 in buissecties te meten,· terwijl de secties zich nog in de buiskolom bevinden* Dergelijke inspectietechnieken zijn derhalve niet. geschikt voor toepassing bij een boor-, afwerk-> of herstelinstallatie aan het oppervlak van de put voor het meten van defecten in een buisserie, wanneer deze uit de 25 put wordt verwijderd*

Een techniek voor het inspecteren van buisvormige elementen, die geschikt is voor toepassing bij een relatieve verplaatsing met variabele snelheid, is een techniek, waarbij gebruik wordt gemaakt van een verzadigend magnetisch veld in 30 de langsrichting en vervolgens de tijdintegraal wordt gemeten van het elektrische signaal, dat door het aan het ferro-magnetische buisvormige element geleverde magnetische veld wordt veroorzaakt, voor het bepalen van de gemiddelde wanddikte. Proefnemingen met deze techniek zijn uitgevoerd voor 35 bovengrondse pijpinstallaties, waarbij het magnetische veld en de flux-detectie-elementen ten opzichte van een ononderbroken pijpreeks worden verplaatst. Er heeft echter nog geen toepassing plaatsgevonden voor het meten van de gemiddelde wanddikten van buissecties,. wanneer deze uit een olie- of 40 gasput worden verwijderd* -8403794 - 3 - *

De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarmede defecten in buisvormige elementen kunnen worden bepaald, wanneer deze zich in een boorkolom of dergelijke bevinden.

5 Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door een eerste orgaan voor het bepalen van de mate, waarin de gemiddelde wanddikte van elk buisvormig element is afgenomen, een tweede orgaan voor het bepalen van de mate, waarin elk buisvormig element plaatselijk door 10 corrosie is aangetast, een derde orgaan voor het bepalen van de mate van slijtage van elk buisvormig element ten gevolge van botsing met de pompstang, waarbij de drie organen onderling verenigbaar zijn en de afname van de wanddikte, de mate van plaatselijke aantasting door corrosie en de slijtage 15 ten gevolge van botsing met de pompstang gelijktijdig op de zelfde plaats op een buisvormig element kunnen worden gemeten, en middelen, die de inrichting in een vaste positie aan het oppervlak van de put positioneren, waardoor defecten in de buisvormige elementen kunnen worden gedetecteerd door meervou-20 dige, elkaar overlappende, verenigbare inspectie-organen, wanneer de buisvormige elementen ten opzichte van de inrichting in of uit de put worden gebracht.

De inrichting volgens de uitvinding meet derhalve de gemiddelde wanddikte, locale defecten, zoals bijvoorbeeld 25 plaatselijke aantasting door corrosie, en axiale defecten, zoals slijtage ten gevolge van aanraking met de pompstang, gedurende het verwijderen van de buisserie uit de put.

Volgens de uitvinding wordt een uniforme magnetische eigenschap in ten minste een deel van de buiskolom geïnduceerd.

30 Bij voorkeur wordt een geschikt, in de langsrichting verlopend magnetisch veld geïnduceerd door het toevoeren van een geschikt uniform magnetiserend veld. De grootte van de integraal van het elektrische signaal van dit veld bepaalt de dikte van de buiswand.

35 Fluxlekken in het magnetische veld in de langsrichting hangen samen met de aanwezigheid van locale defecten, zoals plaatselijke aantasting door corrosie. De vorm van het flux-lekveld wordt bijvoorbeeld door geometrische signaalverwerking bepaald om de diepte van de plaatselijke defecten te bepalen.

40 Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm worden meerdere fluxlek- 8403794 3 r - — 4 * 4etectie-elementen, zoals op het Hall-effect. gebaseerde meet-koppen, gebruikt voor het bepalen van twee verschillende afgeleiden van de. fluxlek, waarbij de diepte van locale defecten, zoals: door corrosie veroorzaakte putjes, een functie is 5 van de beide afgeleiden, gewaardeerd naar hun plaatselijk maximum.

De aanwezigheid van axiale defecten met een axiale afmeting groter dan de plaatselijke defecten, wordt bepaald door het toevoeren van een fluctuerend magnetisch veld naast 10 het eerstgenoemde uniforme: magnetische veld. De aangedreven velden, die in het buisvormige element zijn geïnduceerd door het fluctuerende veld worden vervolgens gebruikt voor het meten van de axiale defecten. Bij voorkeur worden de fluctuerende velden opgewekt door twee spoelen met sinusvormige 15 geleiderverdeling met verschillende fasen rond de buis. De opgewekte velden worden gedetecteerd door middel van twee sinusvormige detectorspoelen met sinusvormige geleiderverdeling met verschillende fasen. Het toegevoerde fluctuerende veld wordt rond de buis geroteerd door middel van stationaire 20 spoelen en de. aanwezigheid van in axiale richting verlopende defecten, onder verschillende hoekstanden kan worden gedetecteerd .

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is 25 weergegeven.

Big. 1 geeft schematisch een buistrip-instrument op een oppervlakte-installatie weer.

Fig. 2 is een aanzicht van een segment van het buistrip-instrument in uitgeschoven, toestand.

30 Fig. 5 is een dwarsdoorsnede van de buistrip-instru- i - mentkop in uitgeschoven toestand.

Fig. 4: is een aanzicht van de buiskolom en de detectors voor het meten van locale defecten.

Fig. 5 is een met fig. 4 overeenkomend aanzicht, waar-35 in de relatieve beweging van de buiskolom is weergegeven.

Fig. 6 is een schematische dwarsdoorsnede, waarin de sinusvormige verdeling van sinus- en cosinuswindingen ten opzichte van het buisvormige element is weergegeven.

Fig. 7 geeft de totale fluctuerende magnetische veld-. 40 lijnen weer, zoals deze worden verstoord door de ringvormige 8403794 ' - 5- s dwarsdoorsnede van een buisvormig element, dat geen axiale defecten vertoont.

Fig. 8 is een met fig. 7 overeenkomend aanzicht, waarin de fluctuerende magnetische veldlijnen zijn weergegeven, 5 zoals deze door een ringvormige sectie van een buisvormig element, dat een axiaal verlopend defect op het binnenopper-vlak van het buisvormige element.heeft, worden beïnvloed.

Fig. 9 toont het verschil tussen de veldlijnen bij de magnetische velden volgens de fig. 7 en 8.

10 De fig. 1Q en 11 geven met fig. 9 overeenkomende aan zichten weer, waarin de differentiaal-veldlijnen voor verschil-lendeoriëntering van axiaal verlopende defecten ten opzichte van het aansturende magnetische veld zijn weergegeven.

De fig. 12-15 tonen de rotatie van het fluctuerende 15 magnetische veld rond een buisvormig element voor het detecteren van axiaal verlopende defecten onder verschillende hoek-standen ten opzichte van het aansturende magnetische veld.

Fig. 16 is een aanzicht van een snelheidsdetector, die op de buistrip-instrumentkop monteerbaar is.

20 Fig. 17 is een aanzicht van de eindkoppeling-detector.

Fig. 18 toont dè bewegingsinvloed van het buisvormige element bij fluxlekkage.

Een gebruikelijke herstelinstallatie is schematisch in fig, 1 met R aangeduid, welke installatie wordt gebruikt 25 voor het verwijderen van een buisvormige kolom, zoals een ver-buizings-, boor- of buiskolom, aangeduid met T, uit een olie-of gasput tijdens herstelwerkzaamheden. Herstelwerkzaamheden brengen gewoonlijk het verwijderen van de buisvormige kolom met zich mee, teneinde werkzaamheden mogelijk te maken voor 30 het herstellen of vergroten van de produktie van een produktie-put. Gewoonlijk wordt de oorspronkelijke buiskolom opnieuw gebruikt, indien de respectieve buisvormige elementen zich in een bevredigende toestand bevinden. In fig. 1 is het gebruik van een buistrip-instrument 2 ter plaatse van de installatie 35 weergegeven voor het meten van defecten in elk buisvormig element, wanneer deze uit de put wordt verwijderd. Een buistrip-instrument 2 volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan op de putkop H onder het platform F van de installatie zijn aangebracht, teneinde de gebruikelijke werk-40 zaamheden op het platform niet te belemmeren. Het instrument 8403794 - 6 - Λ\. *·· kan rechtstreeks worden bevestigd op de eruptie-afsluiters op de put.

Een segment van de instrumentkop 4 is in fig. 2 afgeheeld. De kop is voorzien van twee afzonderlijke aandrijf-5 spoelen, twee afzonderlijke detectiespoelen en een aantal losse detectie-elementen voor het bepalen van de omvang van defecten in de buissecties. Voorts is een snelheidsdetector aangebracht, die de relatieve snelheid tussen de kop en de buissecties bepaalt.. De voorkeursuitvoeringsvorm omvat een 10 uitzetbare kop met vier segmenten 6a-6d, zoals in fig. 3 zichtbaar is. Elk segment bestaat uit een omhulling 8, die een aantal componenten bevat. De omhulling 8 is vervaardigd uit een materiaal, dat de eigenschappen van een elektrische isolator bezit. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm kan de om-15 hulling 8 zijn gevormd uit een inkapselmateriaal of mengsel, waardoor wordt gewaarborgd dat de juiste afstand tussen de elektrische componenten wordt gehandhaafd. Het inkapselmateriaal zal eventuele ruimten rond de componenten opvullen en een bescherming van de elektrische componenten ten opzichte 20 van de atmosfeer buiten de omhulling 8 verschaffen, waardoor de omhulling 8 veilig kan worden gebruikt op de putkop, waar explosieve dampen aanwezig kunnen zijn.

Twee afzonderlijke wisselstroomdetectiespoelen 10a en 10b worden gedragen door eenbinnensteisolatielichaamssectie 8a. 25 De in omtreksrichting continue spoelen 10a en 10b zijn in geschikte groeven in de lichaamssectie 8a gewikkeld, waarbij een aantal afzonderlijke lussen rond het lichaam 8a zijn gevormd. Deze afzonderlijke lussen, die elk geleiders bevatten welke de afzonderlijke detectiespoelen 10a en 10b vormen, 30 zijn in een radiaal vlak op de lichaamssectie 8a geplaatst.

Elke lus wordt bepaald door twee radiaal van elkaar gescheiden, axiaal verlopende spoelgeleidersecties en twee axiaal van elkaar gescheiden, radiaal verlopende spoelgeleidersecties. De spoelgeleiders bepalen aldus een ringvormig volume, 35 dat de axiaal passerende buisvormige secties omcirkelt. De radiale vlakken tussen de spoelgeleiders staan nagenoeg loodrecht op de magnetische veldlijnen, die door de spoelen 10a en 10b worden gedetecteerd, zoals hierna nader wordt besproken.

40 Een aantal fluxlek-detectie-elementen 14a-14e, is 8403794 -7- eveneens op de binnenste lichaamssectie8a geplaatst* Bij voorkeur bestaat elk van de fluxlek-detectie-elementen 14a-14e uit een afzonderlijke meetkop, waarin spanning wordt opgewekt ten gevolge van het Hall-effect. Het vlak van elke 5 Hall-kop staat loodrecht op de as van de buistrip-instrument-kop 4 en staat loodrecht op elk buisvormig element, dat axiaal ten opzichte van de instrumentkop 4 beweegt. Bij voorkeur zijn afzonderlijke groepen van vijf volgens het Hall-effect werkende fluxlek-detectiekoppen in verschillende 10 hoekposities rond de buistrip-instrumentkop 4 aangebracht.

Elk van de Hall-koppen 14a-14e is opgenomen in bijbehorende sleuven 18, die in de isolatielichaamssectie 8a verlopen. Volgens een gunstige uitvoeringsvorm bevinden zich vijf op gelijke tussenafstanden liggende koppen in elke hoekpositie. 15 Een of meer snelheidsdetectors 20 zijn op de buiten zijde van de lichaamssectie 8a aangebracht. Bij voorkeur is elke snelheidsdetector 20 voorzien van een detectorcircuit of -spoel 22, waarbij twee of meer Hall-koppen 24a en 24b binnen het circuit zijn aangebracht. Het vlak van de snel-20 heidsdetectorspoel 22 staat loodrecht op een radiaal vlak, dat door de instrumentkop 4 verloopt. Het vlak van de afzonderlijke Hall-koppen 24a en 24b iii de snelheids-detector , staat loodrecht op het vlak van de Hall-koppen 14a-14e voor de fluxlek-detectie.

25 De wisselstroomdetectiespoelen 10a en 10b, de fluxlek- detectiekoppen 14a-14e en de snelheidsdetector 20 zijn elk radiaal gescheiden van het buiselement T, waarin defecten moeten worden gemeten. Bij de uitvoeringsvorm volgens fig.

2 kunnen de afzonderlijke segmenten radiaal worden verscho-30 ven uit een meetstand naar een buitenste stand, waardoor obstakels langs de instrumentkop kunnen bewegen. Elk van de detectorspoelen bevindt zich echter op een afstand van het oppervlak van de buis T, wanneer de meetstand is ingenomen.

Het binnenoppervlak van de instrumentkop 4 bevindt zich on-35 geveer 1,7 cm van het oppervlak van het buiselement T. Isolerende lichaamssecties 8b en 8c omgeven de detectiespoelen en koppen, die op de lichaamssectie 8a zijn gemonteerd. Epoxy of dergelijk materiaal kan worden toegepast om te waarborgen dat alle eventuele elektrische lekwegen van elkaar worden 40 geïsoleerd en van de atmosfeer.

8403794 * '* - 8,- v

Buitenste wisselstroomstuurspoelen 32a en 32b zijn rond de isolerende lichaamssectie 8d aangebracht. De wissel-stroomstuurspoelen 32a en 32b bestaan elk uit een ononderbroken spoel met een hoekgeleiderverdeling overeenkomende 5 met die van de wisselstroomdetectiespoelen 10a en 10b. De sinusvormige verdeling in de spoelen 32a en 32b is onderling versprongen uitgevoerd, zodat de fase van de geleiderverdeling tussen de stuurspoelen 32a. en 32b verschilt. Bij. voorkeur is de geleiderverdeling over 90° versprongen uitgevoerd, zodat 10 de spoel 32a als sinusspoel en de spoel 32b als cosinusspoel kan worden aangeduid. De spoelen 32a en 32b omcirkelen elk de instrumentkop 4 en het buisvormige element T volledig, waarbij afzonderlijke lussen, die geleiders van de beide spoelen 32a en 32b bevatten, in radiale vlakken rond de in— 15 strumentkop 4 zijn gevormd. Aan de buitenzijde zijn de stuurspoelen 32 ingekapseld binnen het gemeenschappelijke isoiatielichaam van het buistrip-instrument 2.

Bij voorkeur is volgens de uitvinding een buitenste metalen mantel. 38 om de instrumentkop aangebracht. Deze buiten-20 ste metalen mantel, die uit een niet-ferromagnetisch materiaal, zoals aluminium kan zijn vervaardigd, dient als drager voor gelijkstroomstuurspoelen 40a en 40b en. een omringende spoel 30. De gelijkstroomstuurspoelen zijn bij voorkeur in twee afzonderlijke bundels verdeeld. Er kan echter ook een enkele 25 stuurspoelbundel worden toegepast. De stuurspoelen 30 bevatten een voldoend aantal ampërewindingen om het buisvormige element T, dat door het instrument passeert, te verzadigen. De omringende spoel 30 strekt zich over de gehele omtrek van de buistrip-instrumentkop 4 uit en omgeeft het buisvormige ele-30 ment T op een grotere radiale afstand dan de detectie-elemen-ten .10a en 10b, 14a-1'4e, en 20.

Het buistrip-instrument 2 meet de wanddikte van een buissectie door middel van een techniek, waarbij de totale flux, die in de buissectie wordt geïnduceerd door een ver-35 zadigend magnetisch veld, wordt gemeten. De ferromagnetische buissectie binnen het verzadigende magnetische veld is verzadigd, wanneer de grootte van het in het ferromagnetische element geïnduceerde magnetische veld zich op een maximum ♦· bevindt en niet verder toeneemt bij een verdere toename van 40 het. verzadigende magnetische veld. Het verzadigende magne- 84 0 3 7 9 4 - 9 - * * tische veld kan een uniform verzadigd magnetisch veld opwekken in een buissectie met een bepaald dwarsdoorsnede-oppervlak. Met andere woorden de totale magnetische flux is afhankelijk van het dwarsdoorsnede-oppervlak of de wand-5 dikte van de buisvormige sectie. Indien het verzadigende magnetische veld uniform is, varieert de bijdrage van de totale flux, die wordt geïnduceerd door de magnetisatie van het pijpmateriaal binnen een bepaald oppervlak raêt het dwarsdoorsnede-oppervlak van de buissectie. Door een groot 10 aantal ampëre-windingen in de een buissectie omgevende spoel 40 op te nemen, kan een verzadigd magnetisch veld, dat zich in de langsrichting in de wand van de buissectie uitstrekt, worden opgewekt.

De totale flux door een oppervlak, dat de as van de 15 buissectie snijdt en dat het zich in de langsrichting uitstrekkende verzadigde magnetische veld snijdt, kan worden gemeten door de opneemspoel 30, die de buisvormige sectie omringt. Het vlak van de opneemspoel staat bij voorkeur, doch niet noodzakelijkerwijs loodrecht op de as van de 20 buissectie. De totale flux dóór de opneemspoel kan worden gedetecteerd door integratie van het signaal. De elektro-motorische kracht, die in een opneemspoel wordt geïnduceerd, hangt direkt af van de snelheid, waarmee de flux door de spoel zich in de tijd wijzigt. De totale flux kan derhalve 25 worden gedetecteerd door de in de spoel opgewekte elektromotor ische kracht in de tijd te integreren. In de praktijk kan een praktisch lineaire afhankelijkheid van de totale flux door de opneemspoel met de gemiddelde wanddikte worden verkregen. Hierdoor kan een geschikte direkte meting van de 30 gemiddelde wanddikte worden uitgevoerd.

De gemiddelde wanddikte van een ferromagnetisch buisvormig element of pijp kan worden bepaald door het detecteren van de totale flux, die in het element wordt geïnduceerd door een verzadigend magnetisch veld. Een kwalita-35 tieve informatie ten aanzien van veranderingen in de oppervlaktestructuur ten gevolge van factoren als inwendige en uitwendige corrosie, kan worden bepaald door het vergelijken van de gemiddelde wanddikte in verschillende p,unten van het buisvormige element. Het verschil tussen de signalen, die 40 in de afzonderlijke spoelen worden opgewekt, zal geen kwanti- 8403794 - 10 - \ tatieve informatie verschaffen ten aanzien van de toestand van locale defecten in de buisvormige elementen»

Bij buisvormige secties, die in olie- en gasputten worden gebruikt, kan corrosie van het buisvormige element 5 een plaatselijk corrosieputje tot gevolg hebben, welke de sterkte van de afzonderlijke buissecties aanmerkelijk kan doen afnemen» Aangezien de dikte van de resterende wand van de buisvormige secties bepaalt of de afzonderlijke buisvormige secties in de werkomgeving kunnen functioneren, moet de 10 diepte van de locale corrosieputjes worden bepaald om na te gaan. of de buisvormige secties nog bruikbaar zijn.

Het"is algemeen gebruikelijk om gebruikte buizen te sorteren volgens de· diepte van corrosieputjes. Hoewel elk afzonderlijk corrosieputje een plaatselijk defect zou vormen, 15 waarvan de afmetingen gewoonlijk kleiner zouden zijn dan de diameter van het buisvormige element, zou de aard van het corrosieverschijnsel een aantal onregelmatige en elkaar overlappende corrosieputjes tot gevolg hebben, die in het zelfde gebied op de binnenzijde van een buisvormige sectie zijn ge-20 legen. Uiteraard zal de fluxlek afhankelijk zijn van de totale afmetingen vair de afzonderlijke corrosieputjes en niet alleen van de diepte van de corrosieputjes» De lengte en breedte van de corrosieputjes zou derhalve de gedetecteerde fluxlek beïnvloeden. Andere factoren, zoals de vorm van de corrosier 25 putjes en de mate van eventuele onderbrekingen in de vorm van de corrosieputjes, zouden eveneens de fluxlek beïnvloeden. De lekvelden van verschillende putjes met de zelfde diepte in een buissectie zullen bijgevolg verschillen voor putjes met verschillende lengten en breedten alsmede voor verschillende 30 vormen van de putjes. Achtergrondvelden of ruis ten gevolge van niet-samenhangende verschijnselen kunnen eveneens het met de fluxlek overeenkomende signaal en het verzadigde magnetische veld. binnen de pijp beïnvloeden.

Bij voorkeur is volgens de uitvinding een aantal flux-35 lek-detectie-elementen 14 binnen het verzadigende magnetische veld aangebracht» Deze fluxlek-detectie-elementen zijn op een aantal axiaal van elkaar gescheiden posities binnen het magnetische veld aangebracht. Volgens de uitvinding worden bij voorkeur afzonderlijke itteetkQppen, die een door het Hall-40 effect geproduceerd uitgangssignaal leveren, gebruikt. Iden- 8403794 ' · - 11 - tieke fluxlek-detectiekoppen 14a-14e van het Hall-type zijn met gelijke tussenafstanden op vijf afzonderlijke axiale posities aangebracht. Hoewel in fig. 2 slechts twee stellen van flux-detectiekoppen 14a-14e zijn weergegeven, zal dui-5 delijk zijn, dat overeenkomende stellen van meerdere elementen over de omtrek van de buistrip-instrumentkop zijn aangebracht, zodat de gehele omtrek van het buisvormige element wordt gedetecteerd op locale defecten, zoals corrosieputjes, die op verschillende hoekposities zijn gelegen.

10 De afzonderlijke fluxlek-detectiekoppen zijn zodanig georiënteerd, dat het vlak van het Hall-detectie-element loodrecht staat op de as van het bewegende buisvormige element. Hall-elementen van het hier gebruikte type leveren een uit-gangsspanning, die evenredig is met het produkt van de ingangs-15 stroom, de magnetische fluxdichtheid en de sinus van de hoek tussen de magnetische fluxdichtheid en het vlak van de Hall-generator. Een maximum spanningssignaal bij een bepaald lek-veld zal derhalve worden verkregen door de afzonderlijke fluxlek-detectiekoppen loodrecht te plaatsen op het verzadi-20 gende magnetische veld. De gelijkstroomstuurspoelen 40a en 40b zijn zodanig gepositioneerd, dat een in langsrichting verlopend of axiaal verzadigd magnetisch veld wordt geïnduceerd in het buisvormige element T. Door de koppen 14a-14e loodrecht op het magnetische langsveld binnen de pijp te plaatsen, be-25 vinden de fluxlek-detectiekoppen zich in een positie voor het detecteren van in de langsrichting optredende wijzigingen in het magnetische veld.

Gebleken is, dat de grootte van de fluxlek, die door de elementen 14 wordt gedetecteerd, geen geschikte kwantita-30 tieve maat vormt voor de diepte van plaatselijke defecten, zoals aantasting door corrosie, op een buisvormig element.

Het feit dat de fluxlek afhankelijk is van de afmeting en vorm van locale defecten in plaats van alleen van de diepte, vormt vermoedelijk de oorzaak, dat het niet mogelijk is om 35 de diepte van plaatselijke defecten te meten door alleen de grootte van de fluxlek te meten. Gebleken is echter, dat indien effecten ten gevolge van de lengte en de breedte van defecten kunnen worden verwijderd, het resulterende signaal een nauwkeurige meting van de diepte van het plaatselijke 40 defect vormt.

8403794 / - 12 - *

Bij de beschreven, inrichting wordt een signaal, overeenkomende met de diepte van plaatselijke defecten bepaald door de grootte van de fluxlek te differentiëren naar de axiale of langsafmeting. van het bewegende buisvormige ele-5 ment* Een signaal, -dat overeenkomt met de diepte van locale defecten, zoals defecten ten gevolge van. corrosie-aantasting, kan worden verkregen door vergelijking van twee afgeleiden van verschillende orden, elk naar de· axiale afmeting van de fluxlek, die is verkregen wanneer het verzadigde magnetische 10 veld zich op de maximum waarde van de met elke gemeten discontinuïteit. overeenkomendefluxiëk'bevindt,.. Bij voorkeur worden de tweede en vierde afgeleiden, die worden bepaald met behulp van eindige elementbenaderingen, gecombineerd om een signaal te verkrijgen, dat een maat is voor de diepte van het 15 locale defect. Gebleken is dat de diepte van een locaal defect op de volgende wijze kan worden gemeten.

(frr)-a d — k ^ £111·j b ' waarin 20 d gelijk is aan de diepte van locale defecten, zoals een defect ten gevolge van plaatselijke aantasting door corrosie.

k een empirisch bepaalde evenredigheidsconstante is. f1' de tweede afgeleide van de fluxlek is naar de 25 axiale of langsafmeting.

fr1r' de vierde afgeleide van de fluxlek naar de axiale, afmeting is * a een empirisch bepaalde factor is. b- een empirisch bepaalde factor is.

30 Bij: voorkeur wordt de geometrische filtering of nume rieke differentiatie bereikt door toepassing van een aantal axiaal op onderling gelijke afstanden liggende fluxlek-detec-tie-elementen 14a-14e, die vast ten opzichte van elkaar zijn aangebracht (zie fig. 4 en 5)* Door vermenigvuldiging van de 35 grootte van de fluxlek, die gelijktijdig in elk element wordt gedetecteerd, met geschikte factoren en optellen kan de waarde van elk van de afgeleiden van hogere orde worden bepaald. Bij .de voorkeursuitvoeringsvorm zijn de factoren, die worden gebruikt voor vermenigvuldiging met het uitgangssignaal van 8403794 - 13 - ' de afzonderlijke fluxlek-detectie-elementen, constanten en zodanig gekozen, dat de waarde van elke afgeleide nul is, indien de fluxlek niet wijzigt. De conventionele,, een span-ning opwekkende fluxlek-detectie-elementen 14a-14e, die 5 bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden gebruikt, liggen' op een afstand van elkaar en door elk detec-tie-element 14 wordt gelijktijdig een waarde voor de fluxlek geleverd.

De binnenwand van een buisvormig element of buissectie 10 T, die in een buisvormige kolom in een ondergrondse olie- en gasput wordt gebruikt, kan vaak axiaal verlopende defecten D2 vertonen, die op één of meer posities in omtreksrichting zijn gelegen. Dergelijke axiaal verlopende defecten worden bijvoorbeeld veroorzaakt door pompstangslijtage. Pompstang-15 slijtage op de binnenwand van de buis treedt op wanneer de pompstang in aanraking komt met de buis gedurende de heen en weer gaande beweging van de pompstang. Contact met de pompstang treedt echter niet uniform langs de omtrek van de binnenwand van de buissectie op. Pompstangslijtage treedt 20 dikwijls slechts op éën omtreksplaats op, hoewel het niet ongebruikelijk is dat een pompstang in zijdelingse richting heen en weer beweegt, waardoor aanraking met de pompstang optreedt in twee tegenover elkaar liggende punten. De belastingen, die op het pompstangsamenstel worden uitgeoefend, 25 hebben gèwoonlijk een doorlopende aanraking tussen de pompstang en de buis in de zelfde plaatsen tot gevolg.

Axiale defecten D2, zoals defecten ten gevolge van contact met de pompstang, kunnen worden gedetecteerd met behulp van een fluctuerend wisselstroommagneetveld B2 naast een 30 uniform gelijkstroommagneetveld . Zelfs al heeft een uniform gelijkstroommagneetveld in de langs- of axiale richting een voldoende intensiteit om het ferromagnetische element of de buisvormige sectie in het gelijkstroomveld te verzadigen, zoals het geval is met het veld, dat wordt gebruikt voor het 35 bepalen van de wanddikte, zal het toevoegen van een fluctuerend in dwarsrichting verlopend wisselstroommagneetveld detecteerbare wijzigingen in de magnetische toestand van het zich in de beide velden bevindende ferromagnetische element tot gevolg hebben. In feite verhoogt het gelijkstroomveld 40 de doordringing van het wisselstroomveld in de buisvormige 8403794 ' - 14 - secties. Uiteraard zijn de detecteerbare wijzigingen/ die het gevolg zijn van het toevoegen van het fluctuerende dwarsveld, afhankelijk van de geometrie van het buisvormige element. De responsie van een onbeschadigde buissectie zal bijvoorbeeld 5 afwijken van de responsie van een overeenkomstige buissectie, welke een axiaal verlopend defect vertoont. De wijzigingen ten gevolge van dergelijke axiaal verlopende defecten D^ in een buissectie kunnen bij voorkeur worden gedetecteerd, zelfs indien de sterkte van het fluctuerende magnetische dwarsveld 10 aanmerkelijk kleiner is dan de sterkte van het uniforme verzadigende gelijkstroommagneetveld. Gebleken is, dat het meten van axiale defecten, bijvoorbeeld ten gevolge van contact met de pompstang, kan plaatsvinden door een sinusvormig magneetveld in dwarsrichting toe te voeren met een frequentie 15 van ongeveer 100 Hz en een intensiteit, die bij benadering 1/10 bedraagt van de intensiteit van een uniform verzadigend magneetveld, dat in de langsrichting wordt aangeboden. Bij de beschreven uitvoeringsvorm worden de stuurspoelen 32 benut voor het toevoeren van een dergelijk fluctuerend mag-2Q netisch veld.

Hoewel de responsie ten gevolge van het toevoeren van een fluctuerend magnetisch veld in dwarsrichting naast het uniforme magnetische veld gedeeltelijk het gevolg zal zijn van fluxlek-effecten, zal de hoofdresponsie het gevolg zijn van 25 wervelstroomef f ecten . Wervel stroomeff eet en zullen zowel in ferromagnetische als niet-ferromagnetische buisvormige elementen optreden. De veldwijzigingen ten gevolge van het toevoeren van het fluctuerende wisselstroomveld zijn weergegeven in de fig. 7-9. In deze fig.. zijn de magnetische veldlijnen 30 in een vlak loodrecht op de as van een buissectie weergegeven, zoals deze worden beïnvloed door niet-beschadigde en beschadigde ringvormige secties van een buis T.

Teneinde een volledig bestrijken van de omtrek van een buissectie en een meetbare responsie te verkrijgen, is 35 de voorkeursuitvoeringsvorm voorzien van een inrichting voor het roteren van het fluctuerende wisselstroommagneet-veld, rond de buissectie T, wanneer de buissectie axiaal beweegt ten opzichte van het wisselstroomveld B2 en het ge-lijkstroomveld B^. De door een pompstangslijtage-defect ver-40 oorzaakte responsie, die door de beschreven inrichting wordt 8403794 - 15 - gemeten, is bijgevolg het gevolg van een wisselstroommagne-tisch veld, dat rond de buissectie roteert en een constante grootte heeft.

De inrichting voor het detecteren van pompstangslij-5 tage, die bij voorkeur in de buistrip-instrumentkop 4 wordt gebruikt, kan pompstangslijtage-defecten op willekeurige omtreksposities van een buissectie, die axiaal kan bewegen met verschillende en niet-gelijkmatige snelheden, detecteren en meten. Bij toepassing in een instrument voor het detecte-10 ren van pompstangslijtage-defecten, waarbij een buiskolom uit een olie- of gasput wordt verwijderd, kan de snelheid van de buissecties oplopen tot 100 m/min. Het roteren van het magnetische veld rond de bewegende buissecties, teneinde een volledig bestrijken van de omtrek hiervan te verkrijgen, kan 15 praktisch niet worden bereikt door het mechanisch roteren van de inrichting, die het in dwarsrichting verlopende fluctuerende magnetische veld induceert. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm wordt rotatie van het magnetische veld verkregen door gebruik te maken van afzonderlijke fasewikkelingen in de stuur-20 spoelen 32, die het fluctuerende dwarsveld opwekken. Het veld wordt derhalve elektrisch in plaats van mechanisch geroteerd. De stuurspoelen 32a en 32b bezitten elk een geleider-verdeling, die sinusvormig met de hoekoriëntatie rond de stuurspoelen varieert. De geleiderverdelingen in de beide 25 sinusvormige spoelen 32a en 32b zijn in omtreksrichting ten opzichte van elkaar verplaatst, zodat de fase van de geleider-verdeling in de spoel 32a afwijkt van die in de spoel 32b.

De sinusvormige stuurspoelen, die bij de beschreven inrichting worden gebruikt, vertonen een faseverplaatsing van 90°, 30 zodat de spoel 32a als sinusspoel en de spoel 32b als co-sinusspoel kan worden aangeduid. De ruimtelijke of hoekver-plaatsing van de geleiderverdeling tussen de beide fase-wik-kelingen en de tijdverschuiving van de stroom zijn zodanig, dat een roterend veld met constante hoeksnelheid en constante 35 amplitude wordt opgewekt. De fig. 12-15 geven de rotatie van het constante wisselstroommagneetveld aan in de aanwezigheid van het constante gelijkstroommagneetveld , waarbij het wisselstroomveld rond de buissectie T met een axiaal defect roteert.

40 Uit de fig. 9-11 blijkt, dat de verstoorde of magne- 8403794 “ ‘ -'16 — t tische differentiaalveldlijnen ten gevolge van axiale defecten D^, zoals deze verschijnen in vlakken loodrecht op het bewegende buiselement T, in hoofzaak: cirkelvormig zijn. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm worden deze differentiaalveld-5 lijnen gedetecteerd door wisselstroomdetectiespoelen 10a en 10b/ die over de omtrek van de buistrip-instrumentkop 4 zijn verdeeld.. Het vlak van elke afzonderlijke spoel 10 staat ongeveer dwars op de cirkelvormige· veldlijnen, die door axiaal verlopende defecten worden opgewekt- De wijzigende magneti-10 sche flux, die elke spoel verbindt,,, zal bijgevolg door de spoelen TOa en 10b worden gedetecteerd.

De detector- of opneemspoel 10 omvat een paar verticale spoelen 10a en 10b. EUc van de detectorspoelen 10a en 10b heeft een sinusvormige verdeling, van de spoelgeleiders-15 De geleiderverdeling; van de ene sinusvormige spoel is versprongen ten opzichte van de andere sinusvormige spoel, zodat er een faseverplaatsing tussen de geleiderverdelingen aanwezig is. Deze faseverplaatsing is bij voorkeur gelijk aan 90°, zodat de ene detector spoel 10a als sinusdetectorspoel en de 20 andere detectorspoel 10b als cosinusdetectorspoel kan worden aangeduid. Uiteraard zullen de cirkelvormige opgewekte veldlijnen, zoals weergegeven in de fig. 9-11, in intensiteit variëren bij verschillende hoekposities in afhankelijkheid van de plaats van het axiale defect ten opzichte van het 25 sturende magnetische veld van de spoelen 32a en 32b. Indien het defect optreedt, in de nabijheid van een deel van de cosinus spoel met een grote aanwezigheid van geleiders, zal het in de cosinusspoel opgewekte signaal aanmerkelijk sterker zijn dan het in de sinusspoel opgewekte signaal, aangezien de 30 -sinusspoel een overeenkomstig geringere geleideraanwezigheid in de nabijheid van het axiale defect vertoont. Aangezien de geleiderverdeling in de verschillende posities van de beide spoelen bekend is, kunnen geschikte versterkingsfactoren worden toegepast voor het instellen van de combinatie van 35 signalen in de beide afzonderlijke detectorspoelen 10a en 10b, zodat het resulterende signaal zowel de afmeting als de plaats van het axiale defect aangeeft.

De beide detectiespoelen 10a en 10b bezitten sinusvormige spoelwikkelingen overeenkomende met die van de 40 stuurspoelen 32 volgens fig. 2. Aangezien de spoelen 10 zich 8403794 - 17 - > volledig· rond de omtrek van het buisvormige element T uitstrekken, zal een defect op een willekeurige omtreksplaats. signalen in de beide detectiespoelen 10a en 10b opwekken. Aangezien de geleiderverdeling en bijgevolg de stroom in elk 5 van de spoelen in hoekrichting varieert rond het buisvormige element T, zal het verstoorde of differentiaalveld verschillende signalen in de spoelen voor verschillende hoekposities opwekken.

De wervelstroom- en fluxlek-effecten, die door de 10 detectorspoelen 10a en 10b worden gedetecteerd, komen tot uitdrukking in amplitude- en fasewijzigingen. De fase van de wervelstroom is bijvoorbeeld 90° uit fase met het door de stuurspoelen 32 opgewekte veld. Wervelstroomeffeeten zullen derhalve resulteren in een fasewijziging van het gedetecteer-15 de signaal ten opzichte van het stuursignaal. Deze fasewijziging wordt bij voorkeur gedetecteerd, zodat de afmeting van axiaal of in langsrichting verlopende defecten worden gemeten, welke een lengte, die gewoonlijk groter is dan de diameter van het buisvormige element 2, hebben.

20 Een gecombineerde analoge eri digitale signaalbewer king kan worden toegepast, teneinde de grootte van de signalen te verkrijgen, die. in de sinusdetectiespoel 10a en de cosinus-detectiespoel 10b worden opgewekt. Teneinde te kunnen vaststellen of de in beide spoelen opgewekte signalen het 25 gevolg zijn van een defect in een buisvormig element of van een andere storing, zoals een gelijkmatige wandafname, moet de hoekvariatie van de signalen worden bepaald.

De signalen in de detectiespoelen 10a en 10b kunnen worden gedetecteerd en verwerkt door analoge en digitale 30 signaalverwerking, teneinde de grootte te verkrijgen van de signalen, die in de sinus- en cosinusdetectiespoelen 10a en 10b worden geproduceerd. De stuurspoelen 32a en 32b worden elk met dezelfde frequentie aangestuurd. Bij voorkeur wordt een frequentie van 100 Hz toegepast. De detectorspoelen 10a 35 en 10b zijn eveneens rond het buisvormige element T gelegen en de signalen in de spoelen 10a en 10b worden in een aantal gescheiden kanalen verdeeld. Hierbij worden geschikte versterkingsfactoren overeenkomstig de hoekvariatie- van.de wikkelingen van de detectorspoel gekozen om de signalen van 40 de detectorspoelen 10a en 10b te scheiden in discrete sig- 84 0 3 7-9 4 - 18 - nalen in afzonderlijke kanalen» De wikkelingen zijn bij voor-. keur sinusvormig en over 90° verplaatst. Het signaal in elk kanaal wordt derhalve verkregen door het signaal van elke spoel te vermenigvuldigen met geschikte sinusvormige func-5 ties en vervolgens te combineren voor het verkrijgen van het signaal in elk afzonderlijk kanaal. Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm wordt de spanning in elk kanaal verkregen volgens de volgende formule: 10 banaal = sin hoeJc * Vc cos hoek? waarbij V gelijk is aan de spanning, die wordt verkregen s in' de sinusdetectiespoel en V, gelijk is aan de spanning, . die wordt verkregen in de cosinusspoel. Door gebruik te maken van een versterkingsfactor, die samenhangt met de verde-15 ling van de wikkeling van de detectorspoelen en door het produkt van de geschikte versterkingsfactor met de spanning in de desbetreffende spoel op te tellen, zal een kanaalsig-naal worden verkregen, dat kan worden vergeleken met signalen in de andere kanalen, teneinde signalen te verkrijgen, die 20 overeenkomen met hoekposities rond het buisvormige element T.

Het dwarsdoorsnede-oppervlak van een bewegend buisvormig element, de diepte van plaatselijke defecten, zoals aantasting door corrosie, en de afmeting van in de langsrich-25 ting verlopende defecten, zoals defecten ten gevolge van aanraking met de pompstang, kunnen door de detector 4 worden bepaald onafhankelijk van de snelheid van het buisvormige element T ten opzichte van de detector. Het kan tevens gewenst zijn de snelheid van het buisvormige element T ten opzichte 30 van het bu1strip-instrument 2 te bepalen. Het kan bijvoorbeeld noodzakelijk zijn om niet alleen de aanwezigheid en de afmeting van een defect in een bepaalde buissectie van de buiskolom T te bepalen, doch het kan tevens noodzakelijk zijn om de positie van het defect in zowel de buiskolom als in de 35 desbetreffende buisvormige sectie te bepalen. Een contactloze snelheidsdetector 20 is op de in fig. 2 weergegeven wijze aangebracht op de buistrip-instrumentkop 4. De snelheidsdetector 20 bestaat bij voorkeur uit twee detectorelementen 24a en 24b, waarin een signaal wordt opgewekt door het magnetische 8403794 ' * - 19 - , veld. De detectorelementen 24a en 24b zijn bij voorkeur elementen, waarin een spanning wordt opgewekt tengevolge van het Hall-effect. Deze Hall-koppen 24a en 24b worden opgenomen, in een snelheidsdetectorspoel 22 op de in fig. 16 sche-5 matisch aangeduide wijze. Het signaal, dat in de spoel wordt opgewekt, is afhankelijk van zowel de snelheid als het magnetische veld, dat door de spoel wordt gedetecteerd. Het signaal in de spoel is evenredig met het vectorprodukt van de snelheid en het magnetische veld, terwijl de signalen in de Hall-kop-10 pen uitsluitend door het magnetische veld worden veroorzaakt. De uitgangsspanning van een opneemspoel nabij een wijzigend magnetisch veld is evenredig met de snelheidswijziging van het veld met vaste ruimtelijke oriëntatie, dat de spoel passeert, zodat elke uitgangsspanning evenredig is met het prq-15 dukt van de veldsterkte en de veldsnelheid.

De wijzigende magnetische velden veroorzaakt door de snelheid van het buisvormige element T zijn de magnetische lekvelden afkomstig van de pijp als aantastingssignalen, als signalen veroorzaakt door de gemiddelde wanddiktewijzi-20 gingen of als pijpruis. Een lekveld wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door fluctuaties van de permeabiliteit in het ferro-magnetische buisvormige element 1. Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van elke snelheidsdetector zijn de twee Hall-koppen 24a en 24b opgenomen in de spoel 22, waarbij de Hall-koppen 25 zodanig zijn georiënteerd, dat radiale wijzigingen van de lekvelden worden gedetecteerd. Wanneer de spoel en de Hall-koppen zijn georiënteerd volgens fig. 2, is de spoelspanning gelijk aan het produkt van het aantal windingen van de spoel, de snelheid van het buisvormige element, de breedte van de 30 spoel en het verschil tussen de radiale componenten van het magnetische lekveld aan de beide uiteinden van de spoel. De spanning van elke Hall-kop is gelijk aan de versterking van de Hall-kop maal de radiale component van het lekveld van de Hall-kop. De verhouding van de spoelspanning tot het span-35 ningsverschil tussen de beide Hall-koppen bepaalt derhalve de pijpsnelheid.

De beschreven contactloze snelheidsdetector kan worden benut voor het bepalen van de axiale positie van een defect 'fr in een geïnspecteerd buisvormig element. Het bekend zijn van · 40 de plaats van het defect in bepaalde buisvormige secties, 8403794 . s' " - 20 - waaruit de buiskolom bestaat,, is van belang, evenals het bekend zijn van de plaats van het defect in de buiskolom, doordat deze informatie het de bedieningsman mogelijk maakt de exacte plaats in de put te bepalen, waar afname van de wand-5 dikte, corrosie-aantasting of slijtage door de pompstang een probleem vormt. Met behulp van deze informatie zou een kolomprofiel kunnen worden gevormd voor het bepalen van belangrijke probleemgebieden.

Voor het bepalen van een kolomprofiel en het nauwkeu-10 rig verkrijgen van informatie omtrent de plaats van defecten in een bepaalde buisvormige kolom, moet de positie van de buiskolom ten opzichte van de putkop worden bepaald. De plaats van. de buiskolom wordt bij voorkeur bepaald met behulp van de contactloze snelheidsdetector en een contactloze eindkop-15 pelïngsdeteetor. Bij conventionele buiskolommen, zoals een verbuizings-, een produktiebuis- en afwerkkolom bij olie-en gasputten, worden de afzonderlijke secties met elkaar gekoppeld door eindkoppelingen, die een groter dwarsdoorsnede-oppervlak bezitten *.

20 De exacte plaats van elke buissectie en bijgevolg de plaats binnen de buiskolom kan worden bepaald door het detecteren van de aanwezigheid en de bewegingsinrichting van elke eindkoppeling. Bij voorkeur wordt een magnetisch veld met een uniforme sterkte en een vaste positie ten opzichte 25 van de putkop toegevoerd aan het gedeelte van de buiskolom en de buissecties in de nabijheid van de putkop. Hierdoor wordt een geïnduceerd magnetisch veld in de buissecties verkregen. Fig. 17 toont buissecties T, die met elkaar zijn gekoppeld door een eindkoppeling C, waarbij de magnetische 30 fluxlijnen het geïnduceerde magnetische veld B^ in het gebied van de eindkoppeling C voorstellen. Aangezien het dwars-doorsnede-oppervlak bij de eindkoppeling C groter is dan het dwarsdoorsnede-oppervlak van de buis T, zal de sterkte van het magnetische veld B^ in de buurt van de eindkoppeling 35 groter zijn dan de sterkte van het magnetische veld, dat in de buisvormige sectie tussen de uiteinden hiervan wordt geïnduceerd. Indien de sterkte van het magnetische veld B4, dat bij de putkop wordt gedetecteerd, groter is dan een vooraf bepaalde referentiewaarde boven de veldsterkte, welke 40 normaal in een buissectie met constant dwarsdoorsnede-opper- 8403794 - 21 - vlak tussen de uiteinden wordt geïnduceerd, kan de aanwezigheid van een koppeling worden onderscheiden van normale variaties iii de sterkte van het geïnduceerde magnetische veld in de buissectie. De grootte van de referentiewaarde voor 5 de grootte van het geïnduceerde magnetische veld zal bij voorkeur kleiner zijn dan de grootte van een magnetisch veld, dat normaal wordt geïnduceerd in een eindkoppeling met bekende afmeting, teneinde rekening te houden met geringe variaties van het geïnduceerde magnetische veld.

10 Wanneer de aanwezigheid van de eindkoppeling is ge detecteerd door een de koppeling omgevende spoel 29, kan de bewegingsrichting worden gedetecteerd door afzonderlijke detectors, zoals de detectors 28a en 28b. Deze detectors omvatten bij voorkeur Hall-koppen, die een spanning opwekken, 15 welke evenredig is met het produkt van de ingangsstroom, de magnetische fluxdichtheid en de sinus van de hoek tussen de magnetische fluxdichtheid en het vlak van de Hall-generator. Deze elementen komen overeen met de elementen, die worden gebruikt voor de detectie van corrosie-aantasting., waarbij 20de spanning wordt opgewekt in responsie op het elektromagnetische verschijnsel, dat gewoonlijk als Hall-effect wordt aangeduid. Het teken van de uitgangsspanning van de Hall-koppen 28a en 28b zal tegengesteld zijn bij blootstelling aan magnetische krachtlijnen van een magnetisch veld, dat in tegen-25 gestelde richtingen verloopt. In fig. 17 is de bewegingsrichting van de buiskolom T met een pijp aangeduid, terwijl de richting van de magnetische krachtlijnen van het magnetische veld eveneens met pijlen is aangeduid. De magnetische krachtlijnen voor de eindkoppeling C nemen in intensiteit 30 toe, wanneer de eindkoppeling C in het toegevoerde magnetische veld beweegt, en de magnetische krachtlijnen buitenwaarts verlopen op de weergegeven wijze. Aan de achterrand van de eindkoppeling C lopen de magnetische krachtlijnen van het geïnduceerde magnetische veld binnenwaarts naar de buiskolom 35 T en de eindkoppeling C, zoals uit fig. 17 blijkt. De Hall-koppen 28a en 28b worden derhalve blootgesteld aan magnetische krachtlijnen, die in tegengestelde richtingen verlopen gedurende het passeren van de eindkoppeling C door het toegevoerde magnetische veld. Wanneer de Hall-koppen 28a en 28b nabij de 40 voorrand van de bewegende eindkoppeling C liggen, lopen de

34037H

-.: ' - 22 -<4 magnetische krachtlijnen radiaal buitenwaarts* Wanneer de Hall-koppen 28a en 28b nabij de achterrand van de eindkoppe-ling C liggen, worden zij blootgesteld aan krachtlijnen, die binnenwaarts naar de eindkoppeling C lopen* De spanning, 5 die door de Hall-koppen 28a en 28b wordt opgewekt in de nabijheid van de voorrand van de eindkoppeling C, zal derhalve het tegengestelde teken hebben ten opzichte van de spanning, die wordt opgewekt, wanneer de Hall-koppen 28a en 28b zich in de nabijheid van de achterrand van de eindkoppeling C bevinden* 10 Een opeenvolging van tekens van de spanning, opgewekt door de Hall-koppen 28a en 28b, zal overeenkomen met een beweging van de buiskolom T en de eindkoppeling C in de ene richting. Een beweging van de buiskolom T en de eindkoppeling C in de tegengestelde richting zal een tegengestelde opeenvolging van 15 de tekens van de spanning, opgewekt door de Hall-koppen 28a en 28b, tot gevolg hebben. De bewegingsrichting van de eindkoppeling C door het toegevoerde magnetische veld kan derhalve door een conventioneel rekenorgaan worden herkend en de plaats van de afzonderlijke buissecties kan worden bepaald.

20 Bij gebruik in combinatie met een positie-indicator, zoals bijvoorbeeld een apparaat, dat de snelheid van de buiskolom T kan meten, kan een profiel van defecten, waaronder de afname van de gemiddelde wanddikte, plaatselijke aantasting door corrosie en slijtage ten gevolge van contact met de pomp-25 stang, in tabelvorm of dergelijke worden opgesteld als functie van de positie van de buiskolom in de put. Dergelijke informatie kan de bedieningsman een waardevol inzicht geven in de verschijnselen, die optreden in de ondergrondse olie-of gasput. Voorts zal het gebruik van de eindkoppelingdetector 30 en de snelheidsdetector bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de beschreven inrichting een nauwkeurige rangschikking van de defecten in de afzonderlijke gebruikte buissecties mogelijk . maken, zodat de bedieningsman kan bepalen of deze buissecties moeten worden vervangen.

35 De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaan de beschreven uityoeringsvoorbeelden, die binnen het kader der uitvinding op verschillende manieren kunnen worden gevarieerd.

8403794

Claims (12)

1. 2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de drie organen elk magnetische organen omvatten.
2. 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met 25 het kenmerk, dat het tweede orgaan is voorzien van een magnetisch detectie-orgaan voor het detecteren van de fluxlek in een magnetisch veld, dat in dé buisvormige elementen wordt geïnduceerd.
3. 4. Inrichting volgens conclusie 1,2 of 3,met 30 het kenmerk, dat het derde orgaan is voorzien van middelen voor het induceren van een cyclisch magnetisch veld in de buisvormige elementen en .een detectie-orgaan voor het detecteren van het in elk buisvormig element door het cyclische magnetische veld geïnduceerde veld.
4. 5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de middelen voor het induceren van het cyclische magnetische veld bestaan uit elektrische geleiders, 3403794 b - 24 - die sinusvormig rond de buisvormige elementen zijn verdeeld voor het opwekken van een magnetisch veld, dat rond elk buisvormig element roteert.
5. 6. Inrichting volgens conclusie 5, met het 5 kenmerk, dat het detectie-orgaan is voorzien van elektrische geleiders, die sinusvormig rond de buisvormige elementen zijn verdeeld.
6. 7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, g e k. e n m e r k t door een snelheidsdetectie-orgaan, dat 10 de snelheid, van elk buisvormig element gelijktijdig met het detecteren van eventuele defecten detecteert.
7. 8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, g e ken merkt door een detectie-orgaan, dat het passeren van eindkoppelingen op langs de inrichting passerende, 15. ononderbroken buisvormige elementen kan detecteren.
8. 9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een eerste stuurspoel om elk buisvormig element kan worden geplaatst, waarbij het eerste orgaan is voorzien van een eerste detectorspoel, die 20 rond elk buisvormig element kan worden geplaatst voor het detecteren van de totale magnetische flux in elke buisvormige sectie in responsie op het magnetische veld, dat hierin wordt geïnduceerd door een elektrische stroom in de eerste stuurspoel·.
9. 10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het tweede orgaan is voorzien van een aantal detectie-elementen voor het detecteren van fluxlek van magnetische velden, die in elk buisvormig element zijn geïnduceerd door de elektrische stroom in de eerste stuur- 30 spoel.
10. 11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de detectie-elementen bestaan uit elementen, die werken volgens het Hall-effect.
11. 12. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 35 met het kenmerk, dat de middelen voor het positioneren van de inrichting, de inrichting op eruptie-afsluiters bevestigen, die op het oppervlak van een ondergrondse put zijn geplaatst.
12. 13. Werkwijze voor hèt bepalen van de omvang van defec- 40 ten in gebruikte buisvormige elementen, die een buisvormige 8 4 0 o 7 y 4 - 25 - " ‘ *» kolom vormen, na gebruik in een ondergrondse olie— of gasput, met het kenmerk, dat aan het putoppervlak de mate wordt bepaald, waarin de gemiddelde wanddikte is af-genomen op opeenvolgende plaatsen van elk buisvormig ele-5 . ment gedurende het in of uit de put brengen van elk buisvormig element, dat aan het putoppervlak de mate wordt bepaald, waarin plaatseiijke aantasting door corrosie voor opeenvolgende plaatsen van elk buisvormig element heeft plaatsgevonden, gedurende het in of uit de put brengen van elk buisvormig ele-10 ment, en dat aan het putoppervlak de mate van slijtage wordt bepaald ten gevolge van aanraking met de pompstang voor opeenvolgende plaatsen van elk buisvormig element gedurende het in of uit de put brengen van elk buisvormig element, waarbij de genoemde bepalingen gelijktijdig voor dezelfde plaats 15 van elk buisvormig element worden uitgevoerd. 8403794