NO157197B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR AA DETERMINE THE QUALITY OF CEMENTATION ROUND A LINING ROOM. - Google Patents
PROCEDURE AND APPARATUS FOR AA DETERMINE THE QUALITY OF CEMENTATION ROUND A LINING ROOM. Download PDFInfo
- Publication number
- NO157197B NO157197B NO782193A NO782193A NO157197B NO 157197 B NO157197 B NO 157197B NO 782193 A NO782193 A NO 782193A NO 782193 A NO782193 A NO 782193A NO 157197 B NO157197 B NO 157197B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- casing
- acoustic
- signal
- segment
- energy
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 137
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 53
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 10
- 208000032370 Secondary transmission Diseases 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 27
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229920003295 Radel® Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/52—Structural details
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/005—Monitoring or checking of cementation quality or level
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/08—Measuring diameters or related dimensions at the borehole
- E21B47/085—Measuring diameters or related dimensions at the borehole using radiant means, e.g. acoustic, radioactive or electromagnetic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
- G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/44—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/44—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
- G01V1/48—Processing data
- G01V1/50—Analysing data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/028—Material parameters
- G01N2291/02854—Length, thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en fremgangsmåte og et apparat for akustisk undersøkelse av et borehull. Mer spesielt angår den en fremgangsmåte og et apparat som anvender en akustisk ekkopulsteknikk for undersøkelse av kvaliteten av sementbindingen rundt et foringsrør som er sementert i et borehull. The present invention generally relates to a method and an apparatus for acoustic examination of a borehole. More particularly, it relates to a method and apparatus that uses an acoustic echo pulse technique for examining the quality of the cement bond around a casing that is cemented in a borehole.
Ved fullføring av en oljebrønn blir en streng med forings-rør satt ned i borehullet og sement blir tvunget inn i det ringformede rommet mellom foringsrøret og veggene i borehullet, først og fremst for å separere olje- og gassførende soner fra hverandre og fra vannførende lag. When an oil well is completed, a string of casing is inserted into the borehole and cement is forced into the annular space between the casing and the walls of the borehole, primarily to separate oil- and gas-bearing zones from each other and from water-bearing layers.
Hvis sementen (sementeringen) svikter når det gjelder å skille en sone fra en annen, så kan fluider under trykk bli i stand til å vandre og forurense en ellers produktiv sone i nærheten. Særlig vandring av vann tilveiebringer uønsket vannoppblanding av en produserende sone og kan kanskje gjøre en brønn uøkonomisk. If the cement fails to separate one zone from another, pressurized fluids may be able to migrate and contaminate an otherwise productive zone nearby. Migration of water in particular provides unwanted water mixing of a producing zone and may make a well uneconomical.
Sementfeil kan inntreffe på mange måter. For eksempel kan det av en eller annen grunn fullstendig mangle sement bak foringssegmentet der det skulle være sement. Dette ville være en stor sementbindingsfeil som ville føre til hurtig forurensning mellom soner som skulle vært adskilt. Cement failure can occur in many ways. For example, for some reason cement may be completely missing behind the liner segment where there should be cement. This would be a major cement bond failure that would lead to rapid contamination between zones that should have been separated.
En annen type sementfeil oppstår når sementen er til stede bak foringsrøret, men det er et lite sementfritt ringformet rom mellom sementen og røret. Dette ringformede rommet kan være så tykt at det muliggjør hydraulisk forbindelse mellom sonene og medfører uønsket forurensning. Another type of cement failure occurs when the cement is present behind the casing, but there is a small cement-free annular space between the cement and the pipe. This annular space can be so thick that it enables hydraulic connection between the zones and causes unwanted contamination.
Slike ringformede rom kan imidlertid også være så tynne at de effektivt bevarer den hydrauliske sikkerhetsfunksjonen til sementen. Slike aksepterbare små rom kan oppstå på grunn av den teknikk som anvendes for å føre sementen inn i borehullet. For eksempel blir sementen vanligvis innført under meget høyt trykk som tilveiebringes ved å bruke tungt slam til å presse sement-pluggen ned og inn i det ringformede rommet rundt foringsrøret. Det resulterende trykket inne i foringsrøret medfører en svak ut-videlse av foringen og følgelig sammentrekning når det tunge slammet blir fjernet. Størrelsen av sammentrekningen avhenger av trykket og tykkelsen på foringsrøret og har en tendens til å resultere i en liten adskillelse, et ringformet rom, mellom sementen og foringsrøret. Det er viktig å vite om sementen løser sin oppgave, dvs. om sementbindingen er hydraulisk sikker. However, such annular spaces can also be so thin that they effectively preserve the hydraulic safety function of the cement. Such acceptable small spaces can occur due to the technique used to introduce the cement into the borehole. For example, the cement is usually introduced under very high pressure which is provided by using heavy mud to push the cement plug down into the annular space around the casing. The resulting pressure inside the casing causes a slight expansion of the casing and consequently contraction as the heavy mud is removed. The magnitude of the contraction depends on the pressure and thickness of the casing and tends to result in a small separation, an annular space, between the cement and the casing. It is important to know whether the cement solves its task, i.e. whether the cement bond is hydraulically safe.
Det er blitt foreslått fremgangsmåter til å sikre kvaliteten av sementbindingen. I den mening uttrykket "binding" brukes her, skal det omfatte både de tilfeller hvor sementen virkelig henger fast til foringsrøret og de hvor det ikke er noen slik fastklebning, men i stedet et lite mikro-ringrom som er så lite at det forhindrer fluidumforbindelse mellom soner separert med s ement. Methods have been proposed to ensure the quality of the cement bond. In the sense that the term "bonding" is used herein, it shall include both those cases where the cement actually adheres to the casing and those where there is no such adhesion, but instead a small micro-annular space so small as to prevent fluid communication between zones separated by cement.
Uttrykket "god binding" betyr med andre ord at sementen adskiller sonene tilstrekkelig til å forhindre fluidumvandring mellom sonene selv om det er til stede et ringformet mikro-rom. Det er derfor ønskelig at sementvurderingsteknikker identifiserer slike mikro-rom som gode sementbindinger, mens rom som ikke er i stand til å separere sonene blir gjenkjent som hydraulisk usikre eller dårlige bindinger. In other words, the term "good bond" means that the cement separates the zones sufficiently to prevent fluid migration between the zones even if an annular micro-space is present. It is therefore desirable that cement assessment techniques identify such micro-spaces as good cement bonds, while spaces that are unable to separate the zones are recognized as hydraulically unsafe or poor bonds.
Problemet med å undersøke sementen bak en tykk forings-vegg med et apparat anbrakt inne i foringen, har ført til flere sementvurderingsteknikker som anvender akustisk energi. The problem of examining the cement behind a thick casing wall with an apparatus placed inside the casing has led to several cement evaluation techniques that use acoustic energy.
For eksempel i U.S.-patent nr. 3.401.773 blir det beskrevet en sementloggeteknikk der det brukes et apparat med en konvensjonell lydsender og lydmottager i avstand fra hverandre. Foringssignalet som forplanter seg gjennom foringen, blir be-handlet, hvorved en senere del som blir påvirket av tilstedeværelse eller fravær av sement, blir utvunnet. Det utvunne segment blir integrert for å frembringe et mål på dets energi som en indikasjon på tilstedeværelse eller fravær av sement bak foringen. Selv om en slik teknikk tilveiebringer nyttig informasjon om sementdefekter bak foringen, vil ikke vurderingen av kvaliteten av sementbindingen være tilstrekkelig nøyaktig siden målingen midler sementforhold over en betydelig avstand mellom senderen og mottageren og ikke tilveiebringer omkretsmessig informasjon, dvs. informasjon med hensyn til bindingstilstanden ved forskjellige punkter rundt foringsrøret. Dessuten kan teknikken karakterisere et hydraulisk sikkert hulrom som en defekt sementbinding på grunn av utilstrekkelig overføring av foringssignalet til sementen gjennom det ringformede rommet. For example, in U.S. Patent No. 3,401,773, a cement logging technique is described in which an apparatus is used with a conventional sound transmitter and sound receiver spaced apart. The casing signal that propagates through the casing is processed, whereby a later part that is affected by the presence or absence of cement is extracted. The mined segment is integrated to produce a measure of its energy as an indication of the presence or absence of cement behind the casing. Although such a technique provides useful information about cement defects behind the liner, the assessment of the quality of the cement bond will not be sufficiently accurate since the measurement averages cement conditions over a considerable distance between the transmitter and the receiver and does not provide circumferential information, i.e. information regarding the state of the bond at different points around the casing. Also, the technique can characterize a hydraulically safe cavity as a defective cement bond due to insufficient transmission of the casing signal to the cement through the annular space.
En mer nøyaktig teknikk for vurdering av sementtilstanden er beskrevet i U.S.-patent nr. 3.697.937. Det er her beskrevet en sonisk sender-mottager uten mellomrom for å måle refleksjonskoeffisientene fra refleksjoner frembrakt av material-diskontinui-teter. Sementtilstander i forede borehull blir vurdert ved å sammenligne den relative amplityden og fasen til reflektert sonisk energi som faller inn mot par av akustiske transdusere ved flere frekvenser. Den soniske undersøkelsen blir beskrevet som spesielt nyttig ved frekvenser i området fra omkring 5 kHz til 50 kHz. Ved slike soniske frekvenser avhenger refleksjonskoeffisientene (forholdet mellom amplitydene til innkommende bølger og utgående bølger i slammet inne i foringsrøret) A more accurate technique for assessing cement condition is described in U.S. Patent No. 3,697,937. A sonic transmitter-receiver without gaps is described here to measure the reflection coefficients from reflections produced by material discontinuities. Cement conditions in lined boreholes are assessed by comparing the relative amplitude and phase of reflected sonic energy incident on pairs of acoustic transducers at multiple frequencies. The sonic examination is described as particularly useful at frequencies in the range from about 5 kHz to 50 kHz. At such sonic frequencies, the reflection coefficients (the ratio between the amplitudes of incoming waves and outgoing waves in the mud inside the casing) depend
av om det er et sementert eller usementert ringformet rom, av bredden av det ringformede rommet og hardheten til formasjonen. of whether it is a cemented or uncemented annular space, of the width of the annular space and the hardness of the formation.
I U.S.-patent nr. 3.732.947 blir det beskrevet en akustisk pulsteknikk for sementvurderingslogging der dempningen av akustiske signaler reflektert fra materialdiskontinuiteter blir effektivt målt ved radielle resonansfrekvenser uten omkretsmessig oppløsning. De målte dempningskonstantene blir så anvendt til å beregne tykkelsen av ringen og sementen, idet beregningen avhenger av formasjonstypen og målinger utført ved forskjellige res onans frekvens er. Denne fremgangsmåten anvender lave frekvenser hvor det er nødvendig med kompensasjon for formasjonskarakteri-stikker som må tilveiebringes fra andre borehullslogger. Videre er informasjoner om tykkelsen på sementringen nødvendig for å utlede en vurdering av ringrommet mellom sementen og foringsrøret. U.S. Patent No. 3,732,947 describes an acoustic pulse technique for cement evaluation logging in which the attenuation of acoustic signals reflected from material discontinuities is effectively measured at radial resonant frequencies without circumferential resolution. The measured damping constants are then used to calculate the thickness of the ring and the cement, as the calculation depends on the type of formation and measurements carried out at different resonance frequencies. This method uses low frequencies where compensation is required for formation characteristics that must be provided from other borehole logs. Furthermore, information on the thickness of the cement ring is necessary to derive an assessment of the annulus between the cement and the casing.
Når akustiske sementvurderingsteknikker blir utført ved lave frekvenser slik som beskrevet i de to sistnevnte patenter, blir såkalte radial- eller ringmodusresonanser observert. En resonans innbefatter systemet av foring og ringrom, en andre høyere resonans inntreffer for selve sementringen. Teknikken med å anvende slike resonanser til å avføle fravær eller tilstedeværelse av sement i ringrommet rundt foringsrøret, egner seg ikke særlig til å vurdere sementbindingskvaliteten ved forekomst av små mellomrom mellom foringsrør og sementring. When acoustic cement evaluation techniques are performed at low frequencies as described in the latter two patents, so-called radial or ring mode resonances are observed. A resonance includes the system of lining and annulus, a second higher resonance occurs for the cement ring itself. The technique of using such resonances to sense the absence or presence of cement in the annulus around the casing is not particularly suitable for assessing the cement bond quality in the presence of small spaces between casing and cement ring.
I U.S.-patent nr. 3.175.639 blir det beskrevet en akustisk ekkopulsteknikk for å undersøke formasjonssonen langs et borehull. En akustisk pulsgenerator som arbeider ved en frekvens på omkring 10 MHz blir anordnet nær veggen i et borehull og aktivert til å frembringe meget korte akustiske pulser mot formasjonen. Den forløpne tid mellom frembringelsen av de soniske senderpulsene og de reflekterte pulsene blir målt så vel som amplityden til den returnerte pulsen. Målingene blir så brukt til å utlede den akustiske impedansen til formasjonen. U.S. Patent No. 3,175,639 describes an acoustic echo pulse technique for examining the formation zone along a borehole. An acoustic pulse generator operating at a frequency of about 10 MHz is arranged near the wall of a borehole and activated to produce very short acoustic pulses against the formation. The elapsed time between the generation of the sonic transmitter pulses and the reflected pulses is measured as well as the amplitude of the returned pulse. The measurements are then used to derive the acoustic impedance of the formation.
I det sistnevnte patent blir det beskrevet et behandlings-apparat ved hjelp av hvilket returpulsen som opptrer etter senderpulsen blir likerettet og integrert. Det integrerte signal blir indikert som proporsjonalt med gjennomsnittsamplityden til returpulsen. Det integrerte signal blir brukt til å utlede den akustiske impedansen til formasjonen langs borehullet med anvendelse av en måling av tykkelsen av slamkaken, kjennskap til amplityden av senderpulsen, absorpsjonskarakteristikken til slammet og den akustiske impedansen til slamkaken. In the latter patent, a treatment device is described by means of which the return pulse that occurs after the transmitter pulse is rectified and integrated. The integrated signal is indicated as proportional to the average amplitude of the return pulse. The integrated signal is used to derive the acoustic impedance of the formation along the borehole using a measurement of the thickness of the mud cake, knowledge of the amplitude of the transmitter pulse, the absorption characteristic of the mud and the acoustic impedance of the mud cake.
Den akustiske ekkopulsteknikken som er beskrevet i ovennevnte patent, egner seg ikke særlig godt for vurdering av kvaliteten av sementbindingen. Den foreslåtte arbeidsfrekvensen er for høy og har derfor en tendens til å karakterisere alle mikro-ringrom som dårlige sementbindinger. Videre er den akustiske transduseren montert tett inntil borehullsveggen slik at det kan oppstå problemer med sekundærekkointerferenser, slik som når et ekko blir reflektert fra senderen som en annen sending tilbake til formasjonen. The acoustic echo pulse technique described in the above-mentioned patent is not particularly suitable for assessing the quality of the cement bond. The proposed working frequency is too high and therefore tends to characterize all micro-annular spaces as poor cement bonds. Furthermore, the acoustic transducer is mounted close to the borehole wall so that problems with secondary echo interference can arise, such as when an echo is reflected from the transmitter as another transmission back to the formation.
I U.S.-patentskrift nr. 3.340.953 er det beskrevet en teknikk for akustisk logging av formasjoner gjennom en borehulls-foring med akustiske frekvenser bestemt av foringens tykkelse. Apparatet virker ved å sende akustisk energi fra en sender til U.S. Patent No. 3,340,953 describes a technique for acoustic logging of formations through a borehole casing with acoustic frequencies determined by the thickness of the casing. The device works by sending acoustic energy from one transmitter to another
et par fjernt adskilte mottagere. Frekvensen til den akustiske energien blir valgt på grunnlag av et spesielt forhold som a pair of widely separated receivers. The frequency of the acoustic energy is chosen on the basis of a special ratio which
avhenger av hastigheten til skjærbølgen i foringen, et vilkårlig dimensjonsløst tall og foringstykkelsen. De foreslåtte sender-frekvenser er fra 300 kHz til 460 kHz for en foringstykkelse på 8,5 mm (1/4 tomme) og tilsvarende lavere frekvenser for tykkere foringer. depends on the velocity of the shear wave in the liner, an arbitrary dimensionless number, and the liner thickness. The suggested transmitter frequencies are from 300 kHz to 460 kHz for a lining thickness of 8.5 mm (1/4 inch) and correspondingly lower frequencies for thicker linings.
Systemet i henhold til dette sistnevnte U.S.-patent opererer ikke på et spesielt isolert foringssegment, men tilveiebringer en middelvurdering over den aktuelle avstand mellom sender og mottagere langs borehullet. Patentet beskriver heller ikke et apparat eller en fremgangsmåte for undersøkelse av sementbindingen ved å analysere refleksjonene fra suksessive radiale grensesnitt. The system according to this latter U.S. patent does not operate on a particularly isolated casing segment, but provides an average estimate of the actual distance between transmitters and receivers along the borehole. The patent also does not describe an apparatus or a method for examining the cement bond by analyzing the reflections from successive radial interfaces.
U.S.-patent 3.883.841 beskriver i likhet med forannevnte U.S.-patent 3.175.639, en akustisk ekkopulsteknikk for måling av den akustiske impedansen til materiale langs en vegg i borehullet. Den akustiske pulstransduseren er forsynt med forskjellige akustiske koblingslag mellom den i flukt monterte transduseren og borehullet. Innretningen i henhold til dette patentet anvender en pulskilde hvis frekvensspektrum ligger i området fra omkring 100 kHz til omkring 5 MHz. Dette er et frekvensområde med den generelt samme båndbredde som foreslått i U.S.-patentskrift nr. 2.825.044 som foreslo en ultralydinnretning for undersøkelse av en borehullsvegg med akustiske bølger ved frekvenser fra 100 kHz til 10 MHz. U.S. Patent 3,883,841, like the aforementioned U.S. Patent 3,175,639, describes an acoustic echo pulse technique for measuring the acoustic impedance of material along a wall in the borehole. The acoustic pulse transducer is provided with various acoustic coupling layers between the flush-mounted transducer and the borehole. The device according to this patent uses a pulse source whose frequency spectrum lies in the range from about 100 kHz to about 5 MHz. This is a frequency range with generally the same bandwidth as proposed in U.S. Patent No. 2,825,044 which proposed an ultrasonic device for probing a borehole wall with acoustic waves at frequencies from 100 kHz to 10 MHz.
De akustiske ekko som oppnås som foreslått i U.S.-patentskrift nr. 3.883.841, fastslås å være nyttige til å kontrollere sementbindingen. Av patentskriftet fremgår det at for å måle den akustiske impedansen til materialet som er i kontakt med foringen, må det tilveiebringes to fortløpende topper av mottatte pulser og forholdet mellom dem for bruk i et beregningsnettverk til å beregne den akustiske impedansen. Siden en foringstykkelse i praksis kan variere så meget som fra 10 til 20%, er den port-styring som foreslås i U.S.-patentskrift nr. 3.883.841 for å tilveiebringe suksessive pulser, vanskelig å utføre. Videre vil de akustiske impedanskoblingslagene som foreslås i patentskriftet, innføre dempning. Resultatet blir at den potensielle feil i målingene av individuelle refleksjoner økes, dermed reduseres effektiviteten av analysen av den akustiske undersøkelsen. The acoustic echoes obtained as suggested in U.S. Patent No. 3,883,841 are found to be useful in controlling cement bond. From the patent it appears that in order to measure the acoustic impedance of the material in contact with the lining, two successive peaks of received pulses and the ratio between them must be provided for use in a calculation network to calculate the acoustic impedance. Since a liner thickness in practice can vary as much as 10 to 20%, the gate control proposed in U.S. Patent No. 3,883,841 to provide successive pulses is difficult to implement. Furthermore, the acoustic impedance coupling layers proposed in the patent will introduce damping. The result is that the potential error in the measurements of individual reflections is increased, thereby reducing the effectiveness of the analysis of the acoustic survey.
Ved en forenklet fremgangsmåte i henhold til sistnevnte patentskrift, under henvisning til figur 15, foreslås det å kontrollere sementbindingen ved direkte å integrere hele det mottatte ekkosignalet og registrere den resulterende integrasjon som en funksjon av dybden. Denne fremgangsmåten inkluderer den sterke foringsrefleksjonen hvis medvirkning maskerer de mer signi-fikante senere refleksjoner og som antagelig inkluderer forma-sjonsekko i harde formasjoner ved god binding. In a simplified method according to the latter patent document, with reference to Figure 15, it is proposed to check the cement bond by directly integrating the entire received echo signal and recording the resulting integration as a function of depth. This method includes the strong casing reflection whose contribution masks the more significant later reflections and which presumably includes formation echoes in hard formations with good binding.
Et frekvensområde som foreslått i ovennevnte patent, omfatter ved den nedre ende frekvenser som har en tendens til å drive forings-ringrommet i båndmodusresonans med de ledsagende følsomheter som gjør vurderinger av sementbindingen ved nærvær av små ringrom vanskelig. Ved den øvre enden av frekvensområdet vil ringrommet mellom foringen og sementen kunne bli tolket som dårlige sementbindinger selv om sementen kan være hydraulisk sikker. Videre vil avstanden mellom mottagertransduseren og foringen i henhold til dette patentet ha en tendens til å opptre som et lite ringrom og således forstyrre vurderingen av sementbindingen. A frequency range as proposed in the above-mentioned patent includes at the lower end frequencies which tend to drive the lining annulus into band mode resonance with the accompanying sensitivities which make assessments of the cement bond in the presence of small annulus difficult. At the upper end of the frequency range, the annulus between the liner and the cement could be interpreted as poor cement bonds even though the cement may be hydraulically safe. Furthermore, the distance between the receiver transducer and the liner according to this patent will tend to act as a small annulus and thus interfere with the assessment of the cement bond.
Når det anvendes en akustisk pulsekkoteknikk for under-søkelse av et borehull, er det ønskelig å oppnå et passende antall perioder i de reflekterte pulsene før en sekundærinterferens som beskrevet i forbindelse med U.S.-patent 3.175.639, blir observert. Når en akustisk pulstransduser, som beskrevet i U.S.-patent 3.883.841, blir montert i flukt med innerveggen i en foring, vil det første ekkoet opptre meget snart, og dets refleksjon fra transduseren tilbake til foringen forårsaker sekundærrefleksjoner som har en tendens til å interferere med de første ekkosignalene av interesse. When an acoustic pulse echo technique is used to investigate a borehole, it is desirable to achieve a suitable number of periods in the reflected pulses before a secondary interference as described in connection with U.S. Patent 3,175,639 is observed. When an acoustic pulse transducer, as described in U.S. Patent 3,883,841, is mounted flush with the inner wall of a liner, the first echo will appear very soon, and its reflection from the transducer back to the liner causes secondary reflections which tend to interfere with the first echo signals of interest.
Man kan innføre spesielle akustiske koblingslag mellom transduseren og foringen som foreslått i sistnevnte patent. Med slike lag har imidlertid ekkosignalene en tendens til å få redusert amplityde. Det at transduseren ligger så nær materialgrense-flåtene reduserer videre det antall ekkosignaler som har brukbare amplityder før sekundærsende-interferenser oppstår. Selv om bruk av høye frekvenser, slik som fra en til fem MHz, muliggjør skarpere eller kortere varighet av senderpulsene, har de samme frekvenser en tendens til å være uforenlig med vurdering av små ringrom mellom foringen og sementen. Slike høyfrekvente lyd-bølger har også en tendens til å bli påvirket av foringsoverflaten hvis ruhet kan forårsake ødeleggende interferens. One can introduce special acoustic coupling layers between the transducer and the liner as proposed in the latter patent. With such layers, however, the echo signals tend to have a reduced amplitude. The fact that the transducer is so close to the material boundary rafts further reduces the number of echo signals that have usable amplitudes before secondary transmit interference occurs. Although the use of high frequencies, such as from one to five MHz, allows sharper or shorter duration of the transmitter pulses, the same frequencies tend to be incompatible with the assessment of small annulus between the liner and the cement. Such high frequency sound waves also tend to be affected by the lining surface whose roughness can cause destructive interference.
Når en akustisk pulsfrembringer som beskrevet i sistnevnte patent, blir anvendt i en akustisk ekkoprøveinnretning som beskrevet i russisk patent SU 405095 eller U.S.-patent 3.974.476, muliggjør den økede avstand mellom transduseren og foringen som foreslås i sistnevnte patent, mottagning av et større antall perioder. I et slikt tilfelle har imidlertid de mellomliggende lag som tidligere er foreslått, en tendens til å dempe alvorlig de ekkosignalene som allerede ankommer med redusert amplityde på grunn av øket avstand. When an acoustic pulse generator as described in the latter patent is used in an acoustic echo sampling device as described in Russian patent SU 405095 or U.S. patent 3,974,476, the increased distance between the transducer and the liner proposed in the latter patent enables the reception of a greater number periods. In such a case, however, the intermediate layers previously proposed tend to seriously attenuate the echo signals which already arrive with reduced amplitude due to increased distance.
U.S.-patentskrift nr. 3.339.666 beskriver en akustisk pulsekkoteknikk for et foret borehull ved å bruke en akustisk frekvens ved hvilken foringen er transparent. Det foreslåtte akustiske pulsfrekvensområdet er omkring 100 kHz, med et spesielt område foreslått mellom 200 og 400 kHz. Refleksjonene blir sendt fra borehullsapparatet til overflaten hvor alle refleksjonene som opptrer etter en portstyringstid på omkring 100 mikrosekunder som følger utsendelsen og før den neste etterfølgende akustiske pulsen fra senderen, blir likerettet, integrert og registrert. U.S. Patent No. 3,339,666 describes an acoustic pulse echo technique for a lined borehole using an acoustic frequency at which the casing is transparent. The suggested acoustic pulse frequency range is around 100 kHz, with a special range suggested between 200 and 400 kHz. The reflections are sent from the borehole device to the surface where all the reflections that occur after a gate control time of about 100 microseconds that follows the emission and before the next subsequent acoustic pulse from the transmitter, are rectified, integrated and recorded.
I det sistnevnte patent karakteriseres det refleksjons-segmentet som velges for integrasjon og registrering som representativt for formasjonens akustiske impedans. I praksis opptrer imidlertid betydelige refleksjoner fra formasjonen ved resonansfrekvensen for foringstykkelsen i enkelte situasjoner, slik som når sementen er godt forbundet med både foringen og formasjonen og når formasjonen selv kan frembringe en sterk refleksjon. Formasjonsrefleksjoner har en tendens til å bli maskert av sekundærsende-effekter, slik som når en opprinnelig akustisk refleksjon fra den indre veggen i foringen forårsaker en sekundær-sending når den delvis reflekteres fra transduserens overflate. In the latter patent, the reflection segment selected for integration and registration is characterized as representative of the formation's acoustic impedance. In practice, however, significant reflections from the formation occur at the resonance frequency for the liner thickness in certain situations, such as when the cement is well connected to both the liner and the formation and when the formation itself can produce a strong reflection. Formation reflections tend to be masked by secondary emission effects, such as when an initial acoustic reflection from the inner wall of the casing causes a secondary emission when partially reflected from the transducer surface.
Når borehullsveggen er ru eller har kratere eller revner, som ofte er tilfelle, har de akustiske refleksjonene fra formasjonen en tendens til å bli spredt og være ganske svake når de ankommer til den akustiske transduseren. Når sementringen ikke er skikkelig forbundet med foringen og formasjonen, er ytterligere dempning og spredning av formasjonsrefleksjonen sannsynlig, noe som resulterer i ytterligere svekkelse eller fullstendig tap av formasjonsrefleksjonen. When the borehole wall is rough or has craters or cracks, which is often the case, the acoustic reflections from the formation tend to be scattered and be quite weak when they arrive at the acoustic transducer. When the cement ring is not properly connected to the casing and formation, further attenuation and dispersion of the formation reflection is likely, resulting in further attenuation or complete loss of the formation reflection.
I sistnevnte patent foreslås det å overføre refleksjonene gjennom passende ledere i en kabel. Teknikker for overføring av høyfrekvenssignaler i størrelsesorden 500 kHz som opptrer i refleksjonssignalene, er velkjent. Loggekabler for borehull er imidlertid vanligvis begrenset til signaler hvis frekvenser ligger under omkring 100 kHz. Resultatet er at et høyfrekvent refleksjonssignal som kan tilskrives etterklanger mellom den indre og ytre foringsveggen, ville bli svært dempet i kabelen. In the latter patent it is proposed to transmit the reflections through suitable conductors in a cable. Techniques for transmitting high frequency signals in the order of 500 kHz which appear in the reflection signals are well known. However, borehole logging cables are usually limited to signals whose frequencies are below about 100 kHz. The result is that a high-frequency reflection signal attributable to reverberations between the inner and outer casing walls would be greatly attenuated in the cable.
Nærmere bestemt tar således oppfinnelsen utgangspunkt i en fremgangsmåte for å bestemme kvaliteten av sementeringen rundt et foringsrør sementert i et borehull som gjennomtrenger en grunnformasjon, omfattende følgende trinn: generering av en akustisk energipuls rettet radialt mot foringsrøret og med et frekvensspektrum som er i stand til å stimulere resonans, avledning av et signal som representerer akustisk returenergi som skyldes akustiske refleksjoner fra forskjellige materialgrenser i den bane som gjen-nomløpes av den akustiske puls, og bestemmelse av energien over et parti av signalet. More specifically, the invention is thus based on a method for determining the quality of the cementation around a casing cemented in a borehole that penetrates a basic formation, comprising the following steps: generation of an acoustic energy pulse directed radially towards the casing and with a frequency spectrum capable of stimulating resonance, derivation of a signal representing acoustic return energy due to acoustic reflections from different material boundaries in the path traversed by the acoustic pulse, and determination of the energy over a portion of the signal.
Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i at den akustiske puls rettes bare mot et begrenset parti av foringsrøret, at frekvensspektret velges med sikte på å frembringe en tykkelsesresonans i foringsrøret ved det nevnte begrensete parti av foringsrøret, at signalet videre avledes slik at det også blir representativt for akustisk returenergi som kan henføres til akustisk lekkasje fra etterklang i foringsrørets vegger, at det utvelges et segment som omfatter den del av signalet som representerer akustisk returnenergi som kan henføres til akustisk lekkasje fra etterklang i foringsrørets vegger, og at energien i segmentet bestemmes. The new and distinctive feature of the method according to the invention is that the acoustic pulse is directed only at a limited part of the casing, that the frequency spectrum is chosen with the aim of producing a thickness resonance in the casing at the said limited part of the casing, that the signal is further diverted so that also becomes representative of acoustic return energy that can be attributed to acoustic leakage from reverberation in the walls of the casing, that a segment is selected that includes the part of the signal that represents acoustic return energy that can be attributed to acoustic leakage from reverberation in the walls of the casing, and that the energy in the segment is determined.
Oppfinnelsen omfatter også et apparat for å bestemme kvaliteten av sementeringen rundt et foringsrør sementert i et borehull som gjennomtrenger en grunnformasjon. Nærmere angivelser av apparatet og de nye og særegne trekk ved dette ifølge oppfinnelsen, er tatt inn i patentkravene. The invention also includes an apparatus for determining the quality of the cementation around a casing cemented in a borehole that penetrates a foundation formation. Further details of the apparatus and the new and distinctive features of it according to the invention are included in the patent claims.
Oppfinnelsen gjør det mulig å bestemme kvaliteten av sementeringen mer nøyaktig, på kortere tid og med lavere omkostninger enn det som er tidligere kjent. Alle disse tre faktorer er ekstremt viktige i oljeindustrien, hvor driftsstans kan være overordentlig kostbart, spesielt ved boreplattformer til sjøs. Nøyaktighet i be-stemmelsen av sementeringen er viktig fordi dårlig sementering kan tillate fluidum-kommunikasjon mellom tilstøtende formasjoner. På den annen side er en bestemmelse av feilaktig eller dårlig sementering når denne i virkeligheten er akseptabel, noe som kan forårsake unødvendige og kostbare reparasjoner. The invention makes it possible to determine the quality of the cementation more accurately, in a shorter time and at lower costs than previously known. All three of these factors are extremely important in the oil industry, where downtime can be extremely costly, especially with offshore drilling platforms. Accuracy in determining the cementation is important because poor cementation can allow fluid communication between adjacent formations. On the other hand, a determination of incorrect or poor cementation is acceptable when in reality this may cause unnecessary and costly repairs.
Ytterligere fordeler og formål med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av flere utførelsesformer beskrevet i detalj i forbindelse med tegningene, der: Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av et apparat for vurdering av kvaliteten av sementbindingen av Further advantages and purposes of the invention will be apparent from the following description of several embodiments described in detail in connection with the drawings, where: Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus for assessing the quality of the cement bond of
foringen. the liner.
Fig. 2 er en bølgeform som representerer en foretrukket akustisk puls frembrakt i apparatet på fig. 1. Fig. 3 er en opptegning av frekvensspektret til den akustiske pulsen som er vist på fig. 2. Figurene 4A, 4B og 4c er illustrerende bølgeformer som er representative for akustiske refleksjoner oppnådd i en ekkopuls-undersøkelse utført i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 er en amplityderesponskurve som er nyttig når det gjelder å spesifisere kravene til ytelse for en transduser som foretrekkes brukt i en akustisk borehullsundersøkelse i henhold til oppfinnelsen. Figurene 6A-6C viser spektre for akustiske refleksjoner observert med et akustisk undersøkelsesapparat i henhold til oppfinnelsen. Fig. 7 er et blokkskjema av et signalbehandlingsapparat for vurdering av sementbindingen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 8 er et blokkskjema av en annen form for signal-behandlings apparat for vurdering av sementbindingen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 9 er en skjematisk fremstilling av et annet apparat for vurdering av sementbinding i henhold til oppfinnelsen. Fig. 10 er et blokkskjema over en signalprosessor for bruk i forbindelse med et apparat som vist på fig. 9. Fig. 11 er et tidsdiagram over signaler frembrakt-i signalprosessoren vist på fig. 10. Figurene 12 og 13 er grunnriss i delvis snitt av transdusere for bruk i et apparat slik som vist på fig. 9-Fig. 14 er et delvis sideriss av et akustisk undersøkel-sesapparat som anvender transdusere som vist på fig. 12 og 13. Fig. 15 viser skjematisk et apparat for bestemmelsé av tykkelsen til en foring. Fig. 16 er et amplityde/frekvens-diagram over flere spektre oppnådd med apparatet på fig. 15. Fig. 17 er et blokkskjema over et signalbehandlingsapparat for bestemmelse av kvaliteten av sementbindingen. Fig. 18 er et snitt gjennom et akustisk borehullsunder-søkelsesapparat som anvender en roterende reflektor for avsøking av borehullet. Fig. 2 is a waveform representing a preferred acoustic pulse produced in the apparatus of Fig. 1. Fig. 3 is a plot of the frequency spectrum of the acoustic pulse shown in fig. 2. Figures 4A, 4B and 4c are illustrative waveforms which are representative of acoustic reflections obtained in an echo pulse survey carried out in accordance with the invention. Fig. 5 is an amplitude response curve useful in specifying the performance requirements of a transducer preferably used in an acoustic borehole survey according to the invention. Figures 6A-6C show spectra for acoustic reflections observed with an acoustic survey apparatus according to the invention. Fig. 7 is a block diagram of a signal processing apparatus for assessing the cement bond according to the invention. Fig. 8 is a block diagram of another form of signal processing apparatus for assessing the cement bond according to the invention. Fig. 9 is a schematic representation of another apparatus for assessing cement bond according to the invention. Fig. 10 is a block diagram of a signal processor for use in connection with an apparatus as shown in Fig. 9. Fig. 11 is a timing diagram of signals produced in the signal processor shown in fig. 10. Figures 12 and 13 are ground plans in partial section of transducers for use in an apparatus as shown in fig. 9-Fig. 14 is a partial side view of an acoustic survey apparatus using transducers as shown in FIG. 12 and 13. Fig. 15 schematically shows an apparatus for determining the thickness of a lining. Fig. 16 is an amplitude/frequency diagram of several spectra obtained with the apparatus of fig. 15. Fig. 17 is a block diagram of a signal processing apparatus for determining the quality of the cement bond. Fig. 18 is a section through an acoustic borehole survey apparatus which uses a rotating reflector for surveying the borehole.
Figurene 1, 2 , 3, 4 og 5 Figures 1, 2, 3, 4 and 5
Det vises til figurene 1 til 3 der det er vist et system 10 for akustisk undersøkelse av kvaliteten av sementbindingen mellom en foring 12 og en sementring 14 i et borehull 16 dannet i en grunnformasjon 18. Et akustisk pulsfrembringende apparat 20 er opphengt inne i foringen 12 med en kabel (ikke vist) som har signalbaner langs hvilke signaler for styring av apparatet 20 og for dets observasjoner blir overført mellom en signalprosessor 21 i apparatet 20 og styre- og signalbehandlingsutstyr på overflaten, som vist ved 22. Et dybdesignal som er representativt for dybden i borehullet 16 av apparatet 20, blir utledet på en ledning 24 med en konvensjonell dybdemåler (ikke vist) koblet til kabelen med hvilken apparatet 20 blir beveget langs foringen 12. Reference is made to Figures 1 to 3, where a system 10 is shown for acoustic examination of the quality of the cement bond between a liner 12 and a cement ring 14 in a borehole 16 formed in a base formation 18. An acoustic pulse generating device 20 is suspended inside the liner 12 with a cable (not shown) having signal paths along which signals for controlling the apparatus 20 and for its observations are transmitted between a signal processor 21 in the apparatus 20 and control and signal processing equipment on the surface, as shown at 22. A depth signal representative of the depth in the borehole 16 of the apparatus 20 is deduced on a line 24 with a conventional depth gauge (not shown) connected to the cable with which the apparatus 20 is moved along the liner 12.
Den sylindriske foringen 12 er vist i delvis snitt i likhet med den omgivende sementringen 14. Formen på borehullet 16 The cylindrical liner 12 is shown in partial section, as is the surrounding cement ring 14. The shape of the borehole 16
er vist uniform og foringen tilsvarende illustrert i jevn avstand fra borehullsveggen. I praksis vil imidlertid ofte borehullsveggen være ujevn med fordypninger og revner. Derfor kan sementringen 14 variere i tykkelse, og avstanden mellom foringen 12 og formasjonen 18 kan variere. is shown uniform and the liner correspondingly illustrated at a uniform distance from the borehole wall. In practice, however, the borehole wall will often be uneven with depressions and cracks. Therefore, the cement ring 14 may vary in thickness, and the distance between the liner 12 and the formation 18 may vary.
Sementen 14 er vist med forskjellige bindingstilstander som ofte opptrer. Ved området 26 er sementen vist forbundet med foringen 12 mens det ved 28 er vist et mikro-ringrom 30 som er hydraulisk sikkert. I området 32 er ringrommet 30 vist for-størret til en tykkelse der det ikke lenger kan oppnås vertikal soneseparasjon, og i området 34 mangler det fullstendig sement. De sementfrie områdene ved 28, 32 og 34 er vanligvis fylt med vann eller en kombinasjon av vann og slam. Disse sement-tilstandene inntreffer ikke nødvendigvis som illustrert, og er vist her bare for å illustrere oppfinnelsen. Det skal bemerkes at sementtUstandene ved områdene 26 og 30 skal vurderes som gode bindinger, mens de ved områdene 32 og 34 må detekteres som dårlige. The cement 14 is shown with different bond states that often occur. At area 26, the cement is shown connected to the liner 12, while at 28, a micro-annulus 30 is shown which is hydraulically secure. In area 32, the annulus 30 is shown enlarged to a thickness where vertical zone separation can no longer be achieved, and in area 34 there is a complete lack of cement. The uncemented areas at 28, 32 and 34 are usually filled with water or a combination of water and mud. These cement conditions do not necessarily occur as illustrated, and are shown here only to illustrate the invention. It should be noted that the cement conditions at areas 26 and 30 must be assessed as good bonds, while those at areas 32 and 34 must be detected as poor.
Foringen 12 er videre vist med ytre korroderte segmenter 33.1, 33.2, og et indre korrodert segment 33.3 hvor foringsveggen er blitt redusert i tykkelse. Slike korrosjoner kan inntreffe ved andre områder og kan delvis være skadelige når de opptrer i et område som fører til hydraulisk forbindelse mellom soner som må holdes isolert fra hverandre. De viste korroderte segmentene 33.1-33.3 kan være i form av virkelige groper eller som"skjell-belagte" segmenter med ru overflate, og de kan endog delvis være separert fra det gode metallet i foringen. De skjellete segmentene blir mettet av borehulls-fluidumet slik at akustisk under-søkelse av det gode metallet under de skjellete segmentene like-vel kan foretas. The lining 12 is further shown with outer corroded segments 33.1, 33.2, and an inner corroded segment 33.3 where the lining wall has been reduced in thickness. Such corrosions can occur in other areas and can be partly harmful when they occur in an area that leads to hydraulic connection between zones that must be kept isolated from each other. The shown corroded segments 33.1-33.3 can be in the form of real pits or as "scale-coated" segments with a rough surface, and they can even be partially separated from the good metal in the lining. The scaly segments are saturated with the borehole fluid so that acoustic examination of the good metal under the scaly segments can still be carried out.
Apparatet 20 befinner seg inne i foringen 12 som vanligvis er fylt med vann eller en blanding av vann og slam. The device 20 is located inside the liner 12 which is usually filled with water or a mixture of water and sludge.
Apparatet 20 blir holdt sentralt i foringen 12 med passende sentreringsanordninger (ikke vist) som vel kjent på området. Ved utførelse av oppfinnelsen blir apparatet 20 fortrinnsvis holdt parallelt med foringsveggen, selv om apparatet kan være forskjøvet i forhold til foringens 12 sentrale akse. Som forklart senere under henvisning til fig. 1, oppnås det med systemet 10 en viss kompensasjon for helningstilstander, som når for eksempel apparatet 20 danner en vinkel med foringsaksen. The apparatus 20 is held centrally in the liner 12 with suitable centering devices (not shown) as are well known in the art. When carrying out the invention, the device 20 is preferably held parallel to the liner wall, although the device may be offset in relation to the central axis of the liner 12. As explained later with reference to fig. 1, a certain compensation is achieved with the system 10 for inclined conditions, such as when, for example, the device 20 forms an angle with the liner axis.
Apparatet 20 er videre forsynt med en transduser 36 som virker som en pulssender og mottaker. I enkelte tilfeller kan sender- og mottagerfunksjonene ivaretas av separate innretninger. Transduseren 36 er orientert for å rette en akustisk puls mot en akustisk reflektor 38 og så gjennom et vindu 40 mot en valgt radial seksjon av foringen 12. Den akustiske pulsen forplanter seg delvis gjennom foringen 12 og blir delvis innfanget i foringen 12 med etterklanger som opptrer i den radiale seksjon ved tykkelsesresonansen til foringen 12. The device 20 is also provided with a transducer 36 which acts as a pulse transmitter and receiver. In some cases, the transmitter and receiver functions can be handled by separate devices. The transducer 36 is oriented to direct an acoustic pulse toward an acoustic reflector 38 and then through a window 40 toward a selected radial section of the liner 12. The acoustic pulse partially propagates through the liner 12 and is partially captured in the liner 12 with reverberations occurring in the radial section at the thickness resonance of the liner 12.
Uttrykket "radial seksjon" som brukt her, betyr det begrensede parti av foringen som strekker seg mellom dens vegger og omgir en gitt radius som strekker seg hovedsakelig normalt på foringsveggen fra sentrum av foringen. The term "radial section" as used herein means the limited portion of the liner extending between its walls and surrounding a given radius extending substantially normal to the liner wall from the center of the liner.
Beskaffenheten av vinduet 40 kan variere og er fortrinnsvis dannet av et slikt materiale og med en slik helning i forhold til forplantningsretningen til den akustiske pulsen fra senderen 3 6 at de akustiske ekkoene kan passere gjennom med minimal dempning. Vinduet 40 kan være laget av polyuretan som selges av Emerson-Cummings Company som CPC-41, med en akustisk hastighet på omkring 1700 meter/sekund og en tetthet på omkring 1,1 gram/cm<3>. Et slikt materiale oppviser en lignende akustisk impedans som et fluidum anbrakt i rommet mellom kilden 36, reflektor 38 og vindu 40 for å utligne trykket over vinduet 40. The nature of the window 40 can vary and is preferably formed of such a material and with such an inclination in relation to the propagation direction of the acoustic pulse from the transmitter 36 that the acoustic echoes can pass through with minimal attenuation. The window 40 may be made of polyurethane sold by the Emerson-Cummings Company as CPC-41, having an acoustic velocity of about 1700 meters/second and a density of about 1.1 grams/cm<3>. Such a material exhibits a similar acoustic impedance as a fluid placed in the space between the source 36, reflector 38 and window 40 to equalize the pressure above the window 40.
Fluidumet som rommet mellom transduseren 36, og vinduet The fluid as the space between the transducer 36 and the window
40 er fylt med, er fortrinnsvis valgt for lav eller minimal dempning og en akustisk impedans som ikke står i for stor kontrast til impedansen til borehullsfluidumet i det frekvensområde som har interesse. En akseptabel væske kan for eksempel være etylenglykol. 40 is filled with, is preferably chosen for low or minimal attenuation and an acoustic impedance that does not contrast too much with the impedance of the borehole fluid in the frequency range of interest. An acceptable liquid can be, for example, ethylene glycol.
Vinduet 40 er skråttstilt med en vinkel 0 som er definert som vinkelen mellom retningen av forplantningen til den første akustiske pulsen fra reflektoren 38 og normalen 41 til vindus-overflaten som denne pulsen faller inn på. En slik helning tjener til å avbøye sekundærutsendelser slik som 43.1 i en retning som unngår interferens frembrakt av vinduet. Passende ringformede akustisk absorberende overflater slik som baffler 45, The window 40 is tilted by an angle 0 which is defined as the angle between the direction of propagation of the first acoustic pulse from the reflector 38 and the normal 41 to the window surface on which this pulse falls. Such an inclination serves to deflect secondary transmissions such as 43.1 in a direction that avoids interference produced by the window. Suitable annular acoustic absorbing surfaces such as baffles 45,
kan brukes inne i apparatet for å fange inn og absorbere akustiske refleksjoner 43.2 fra innerveggen til vinduet 40. Stør-relsen på vinkelen © kan være i området fra 20° til 30° som antydet i U.S.-patentskrift nr. 3.504.758. can be used inside the apparatus to capture and absorb acoustic reflections 43.2 from the inner wall of the window 40. The magnitude of the angle © can be in the range of 20° to 30° as suggested in U.S. Patent No. 3,504,758.
Selv om helningen til vinduet 40 kunne være i en retning målt i forhold til banen for den innfallende strålen, som vist i U.S.-patentskrift nr. 3.504.758 eller 3.504.759, er den fore-trukne orientering som vist på fig. 1 for å muliggjøre en større reflektor 38. Although the inclination of the window 40 could be in a direction measured relative to the path of the incident beam, as shown in U.S. Patent Nos. 3,504,758 or 3,504,759, the preferred orientation as shown in FIG. 1 to enable a larger reflector 38.
Dimensjonen av reflektoren 38 er viktig, idet reflek-torens overflateareal påvirker fokusering av den akustiske energien mot foringen 12 og innfangningen av et tilstrekkelig akustisk ekko for forbedret signal/støy-forhold. The dimension of the reflector 38 is important, as the surface area of the reflector affects the focusing of the acoustic energy towards the liner 12 and the capture of a sufficient acoustic echo for improved signal/noise ratio.
Hvis reflektorene i de to sistnevnte patentene blir for-størret, vil de interne refleksjonene fra deres vinduer antagelig bli oppfanget av reflektorene og rettet mot mottagertransduseren i interferens med de ønskede akustiske ekko fra foringen. Når det anvendes en vindushelning som vist på fig. 1, kan det imidlertid anvendes en stor reflektor 38 med effektive dimensjoner tilstrekkelig til enten å fokusere eller bevare stråleformen til den akustiske energien rettet mot foringen 12, og det frembringes et betydelig akustisk ekko til mottagertransduseren 36. If the reflectors in the latter two patents are enlarged, the internal reflections from their windows will presumably be picked up by the reflectors and directed at the receiver transducer in interference with the desired acoustic echoes from the liner. When a window slope is used as shown in fig. 1, however, a large reflector 38 of effective dimensions sufficient to either focus or preserve the beam shape of the acoustic energy directed at the liner 12 may be used, and a significant acoustic echo to the receiver transducer 36 is produced.
Helningen til vinduet 40 skiller seg klart fra hva som The inclination of the window 40 clearly differs from what
er kjent fra de to sistnevnte U.S.-patentene. is known from the latter two U.S. patents.
Orienteringen av den indre vindusnormalen 41<1> i forhold til inn-fallspunktet for den akustiske strålen langs dens forplantningsbane D2 fra reflektoren 38, ligger som vist på fig. 1, The orientation of the inner window normal 41<1> in relation to the point of incidence of the acoustic beam along its propagation path D2 from the reflector 38 is as shown in fig. 1,
mellom strålens bane D2 og den akustiske bane fra/til transduseren 36. Denne helningsvinkelen og også innfalls-vinkelen kan betraktes som positiv. Denne vinkelen ville og-så være positiv når den indre normalen ligger mellom strålens forplantningsbane og en.separat akustisk mottager slik som anvendt i det akustiske borehullsapparat som er illustrert i det tidligere nevnte russiske patent SU 405.095. between the path of the beam D2 and the acoustic path from/to the transducer 36. This angle of inclination and also the angle of incidence can be considered positive. This angle would also be positive when the internal normal lies between the beam propagation path and a separate acoustic receiver as used in the borehole acoustic apparatus illustrated in the previously mentioned Russian patent SU 405,095.
I tilfelle av en vindusorientering som vist i de to sistnevnte U.S.-patentene, kan helningsvinkelen eller innfalls-vinkelen konstrueres som negativ, fordi den indre vindusnormalen er på den andre siden av den akustiske strålens forplantningsbane og peker vekk fra mottagertransduseren. In the case of a window orientation as shown in the latter two U.S. patents, the inclination angle or angle of incidence can be constructed as negative, because the internal window normal is on the other side of the acoustic beam propagation path and points away from the receiver transducer.
Med den vindushelningen som er vist på fig. 1, bør det tas forholdsregler for å unngå å rette refleksjoner slik som 43.2 mot transduseren 36, helningsvinkelen bør derfor være positiv og tilstrekkelig stor. Imidlertid bør ikke helningsvinkelen være så stor at refleksjoner slik som 43.2 unngår å bli enten absorbert eller avbrutt av bafflene 45. With the window slope shown in fig. 1, precautions should be taken to avoid directing reflections such as 43.2 towards the transducer 36, the angle of inclination should therefore be positive and sufficiently large. However, the angle of inclination should not be so great that reflections such as 43.2 avoid being either absorbed or interrupted by the baffles 45.
En del av den akustiske pulsen passerer gjennom foringen 12 og blir så delvis reflektert av den neste grenseflaten, som i område 26 vil være sementmaterialet, mens det ved områdene 28, 32 vil være ringrommet 30 og vann-slammet ved område 34. Part of the acoustic pulse passes through the liner 12 and is then partially reflected by the next interface, which in area 26 will be the cement material, while in areas 28, 32 it will be the annulus 30 and the water-sludge in area 34.
I utførelsesformen på fig. 1 er den akustiske transduseren 36 selektivt anordnet slik at dens effektive avstand (løpetiden for en akustisk puls) fra foringen 12 blir tilstrekkelig lang til å tillate isolering av interferensen fra sekundær-sending frembrakt når den sterke akustiske foringsrefleksjonen igjen blir delvis reflektert av enten vinduet eller transduseren 3 6 tilbake til foringen 12 for å frembringe nye etterklanger og sekundære akustiske ekko. En ønsket total avstand D blir oppnådd ved å lokalisere transduseren 36 hovedsakelig i en aksial avstand D1 fra reflektoren 38, som igjen er anbrakt i en avstand T>2 fra foringen 12. In the embodiment of fig. 1, the acoustic transducer 36 is selectively arranged so that its effective distance (the duration of an acoustic pulse) from the liner 12 is sufficiently long to allow isolation of the interference from secondary transmission produced when the strong acoustic liner reflection is again partially reflected by either the window or the transducer 3 6 back to the liner 12 to produce new reverberations and secondary acoustic echoes. A desired total distance D is achieved by locating the transducer 36 essentially at an axial distance D1 from the reflector 38, which in turn is located at a distance T>2 from the liner 12.
Den totale avstanden D = + D2 mellom transduseren 36 og foringen 12 blir videre valgt tilstrekkelig lang slik at de ønskede akustiske ekko omfatter dem som skyldes etterklanger innfanget mellom foringens indre og ytre vegger 13 og 13', kan detekteres. Den totale distansen D er således tilstrekkelig lang til å omfatte de akustiske ekkoene før de svekkes til en liten verdi på grunn av lekkasje til tilstøtende medier. På den annen side blir den totale avstanden D hoidt tilstrekkelig liten til å unngå unødig dempning i slammet utenfor apparatet 20 og fluidumet inne i apparatet 20. The total distance D = + D2 between the transducer 36 and the liner 12 is further chosen sufficiently long so that the desired acoustic echoes include those due to reverberations trapped between the liner's inner and outer walls 13 and 13', can be detected. The total distance D is thus sufficiently long to encompass the acoustic echoes before they are weakened to a small value due to leakage to adjacent media. On the other hand, the total distance D is kept sufficiently small to avoid unnecessary damping in the sludge outside the apparatus 20 and the fluid inside the apparatus 20.
I tillegg til disse avstandsbetraktningene er avstanden D^ mellom transduseren 36 og reflektoren 38 blitt funnet å påvirke følsomheten for systemet til apparatposisjoner vekk fra et konsentrisk forhold med den sentrale aksen 47 i foringen 12. Det skal bemerkes at apparatet 20 er forsynt med passende sentreringsanordninger, ikke vist, som er velkjente på området. Til tross for slike sentreringsanordninger kan det av flere grunner oppstå en eksentrisk forskyvning e mellom foringsaksen 47 og apparataksen 49. Avstanden D-^ blir av denne grunn valgt for å tåle en maksimal størrelse på apparateksentrisiteten e. In addition to these distance considerations, the distance D^ between the transducer 36 and the reflector 38 has been found to affect the sensitivity of the system to apparatus positions away from a concentric relationship with the central axis 47 of the liner 12. It should be noted that the apparatus 20 is provided with suitable centering means, not shown, which are well known in the field. Despite such centering devices, an eccentric displacement e can occur for several reasons between the liner axis 47 and the device axis 49. The distance D-^ is therefore chosen to withstand a maximum size of the device eccentricity e.
Den optimale verdien for avstanden D-^ avhenger videre av slike faktorer som de effektive dimensjonene på overflaten 37 av transduseren 36, slik som dens diameter i tilfelle av en skive-formet transduser 36. The optimum value for the distance D-^ further depends on such factors as the effective dimensions of the surface 37 of the transducer 36, such as its diameter in the case of a disc-shaped transducer 36.
For en skivetransduser med en diameter i størrelsesorden omkring 25 millimeter for å frembringe en puls slik som 50 på fig. 2 med et frekvensspektrum slik som 52 på fig. 3, er den totale avstanden D vanligvis av en størrelsesorden på fra omkring 50 mm til 75 mm. For a disk transducer with a diameter on the order of 25 millimeters to produce a pulse such as 50 in fig. 2 with a frequency spectrum such as 52 in fig. 3, the total distance D is usually of the order of about 50 mm to 75 mm.
Et grunnlag for å velge den totale avstanden D er derfor å sikre tilstrekkelig tid til å motta alle de akustiske ekko som i betydelig grad bidrar til en nøyaktig bedømmelse av kvaliteten av sementbindingen ved tilstedeværelse av et lite ringformet rom mellom foring og sement. Den totale avstanden D bør være lang nok til å muliggjøre en mottagning fri for interferenser fra den A basis for choosing the total distance D is therefore to ensure sufficient time to receive all the acoustic echoes which significantly contribute to an accurate assessment of the quality of the cement bond in the presence of a small annular space between the lining and the cement. The total distance D should be long enough to enable reception free of interference from it
del i de akustiske ekko som skyldes en dårlig sementbinding. part of the acoustic echoes caused by a poor cement bond.
De akustiske ekkoene omfatter akustiske refleksjoner som oppstår som et resultat av samvirkningen av den opprinnelige akustiske pulsen med forskjellige medier. En første akustisk foringsrefleksjon oppstår fra grenseflaten mellom vannet eller slammet inne i foringen 12 og innsiden av foringsveggen 13. Denne første refleksjonen har en tendens til hele tiden å være hovedsakelig den samme, men varierer med slamsammensetningen, tilstanden av foringens innside og helningen av apparatet 20. Etterfølgende akustiske ekko oppstår som en funksjon av refleksjoner fra suksessive medier så vel som lekkasjen av akustiske etterklanger innfanget inne i foringen. The acoustic echoes comprise acoustic reflections that occur as a result of the interaction of the original acoustic pulse with various media. A first casing acoustic reflection occurs from the interface between the water or mud inside the casing 12 and the inside of the casing wall 13. This first reflection tends to be essentially the same at all times, but varies with the mud composition, the condition of the inside of the casing and the inclination of the apparatus 20 .Subsequent acoustic echoes occur as a function of reflections from successive media as well as the leakage of acoustic reverberations trapped within the liner.
Etter den første foringsrefleksjonen blir den akustiske delen som er overført inn i foringen 12, kastet frem og tilbake inne i foringsveggene 13-13' og lekker energi ved hver refleksjon. Den energien som tapes, avhenger av refleksjonskoeffisientene rQ (refleksjonskoeffisienten mellom fluidumet inne i foringen 12 og foringen) og r^ (refleksjonskoeffisienten mellom foringen 12 og det neste laget som kan være sementen som i området 26 eller vannet som i området 32). Den varighet over hvilken betydelige etterklanger varer inne i foringsveggene 13-13', er en funksjon av foringens tykkelse. Siden foringer med større tykkelse har en tendens til å forårsake etterklanger av lengre varighet, bør den totale avstanden mellom foringen og mottagertransduseren økes tilsvarende. After the first liner reflection, the acoustic part that has been transferred into the liner 12 is thrown back and forth inside the liner walls 13-13' and leaks energy at each reflection. The energy that is lost depends on the reflection coefficients rQ (the reflection coefficient between the fluid inside the liner 12 and the liner) and r^ (the reflection coefficient between the liner 12 and the next layer which may be the cement as in area 26 or the water as in area 32). The duration over which significant reverberations last inside the lining walls 13-13' is a function of the thickness of the lining. Since liners of greater thickness tend to cause reverberations of longer duration, the total distance between the liner and the receiver transducer should be increased accordingly.
Når et vindu, som er normalt på forplantningsretningen til den akustiske pulsen, blir brukt som antydet med prikkede linjer ved 42 på fig. 1, frembringer foringsrefleksjonen og andre akustiske ekko refleksjoner ved grenseflaten mellom vinduet 42 og slammet inne i foringen 12. Slike refleksjoner opptrer som sekundærsendinger som blir kastet tilbake til foringen og frembringer en annen foringsrefleksjon med etterfølgende etterklanger i foringen og derfor også sekundære akustiske retursignaler. Disse sekundære akustiske retursignaler eller ekko forstyrrer sementvurderingen, spesielt ved tilfeller av god sementbinding når formasjonen også har en glatt overflate. I denne sistnevnte situasjon blander refleksjoner, forårsaket av sekundære etterklanger, seg med en betydelig refleksjon fra formasjonen, noe som gir det totalt feilaktige inntrykk at det dreier seg om en dårlig binding. When a window normal to the direction of propagation of the acoustic pulse is used as indicated by dotted lines at 42 in FIG. 1, produces the casing reflection and other acoustic echo reflections at the interface between the window 42 and the mud inside the casing 12. Such reflections act as secondary transmissions which are thrown back to the casing and produce another casing reflection with subsequent reverberations in the casing and therefore also secondary acoustic return signals. These secondary acoustic return signals or echoes interfere with cement evaluation, especially in cases of good cement bond when the formation also has a smooth surface. In this latter situation, reflections caused by secondary reverberations mix with a significant reflection from the formation, giving the totally false impression of a poor bond.
Et annet kriterium for å bestemme avstanden mellom foring og mottager kan derfor medføre valg av en avstand D3 mellom vindu 42 og foringen 12, slik at sekundære akustiske retursignaler eller ekko svekkes til under en forutbestemt brøkdel av sin opprinnelige verdi. Det kan derfor vises at antallet N retter-klanger i stålforingen 12 i et slikt område er gitt av forholdet Another criterion for determining the distance between liner and receiver may therefore entail selection of a distance D3 between window 42 and liner 12, so that secondary acoustic return signals or echoes are weakened to below a predetermined fraction of their original value. It can therefore be shown that the number N of straight rings in the steel liner 12 in such an area is given by the ratio
hvor x er prosentandelen. where x is the percentage.
Avstanden D^ kan så vises som gitt av forholdet The distance D^ can then be shown as given by the relation
hvor L er tykkelsen av foringen 12, CQ lydhastigheten i materialet inne i foringen, hovedsakelig vann, og C-^ lydhastigheten i foringen, nemlig stål. where L is the thickness of the liner 12, CQ the speed of sound in the material inside the liner, mainly water, and C-^ the speed of sound in the liner, namely steel.
Som et numerisk eksempel for å komme frem til en akseptabel total avstand mellom foring og mottager, kan man gå ut fra de materialverdier som er vist i følgende tabell 1. As a numerical example to arrive at an acceptable total distance between lining and receiver, one can proceed from the material values shown in the following table 1.
og Z2=ZQ i tilfelle av en dårlig binding. and Z2=ZQ in the case of a poor bond.
Ved å bruke disse konstantene kan verdiene for refleksjonskoeffisientene bestemmes som Using these constants, the values of the reflection coefficients can be determined as
r = 0,937 r = 0.937
o o
r-, LG= 0,731 (for en god binding) r-, LG= 0.731 (for a good bond)
r-^B= 0,937 (for en dårlig binding). r-^B= 0.937 (for a poor bond).
Avstanden D^ mellom foring og mottager kan bestemmes ut fra de ovennevnte konstanter og tidsmessige restriksjoner. Hvis for eksempel etterklangene i foringen skal svekkes til omkring 5% av deres opprinnelige verdi, kan avstanden D^ være fra omkring 32 mm til omkring 7 6 mm for det normale området av foringstykkelser L fra omkring 5 mm til omkring 16,5 mm. Ved å minske den endelige svekkelsesverdien av foringsetterklangene kan avstanden mellom kilden og foringen minskes, men omkring 25 mm er antagelig den minst mulige verdi for D.^. Siden den største foringstykkelsen må kunne rommes, blir avstanden fra transduseren 3 6 til et av vinduene 40 eller 42 valgt slik at der ikke er noen sekundærsendings-interferenser over det interessante tids-intervallet. Avstanden D3 blir, når den anvendes, valgt slik at sekundærrefleksjoner som skyldes vinduet, ikke frembringer signalinterferens. Når det i apparatet 20 anvendes et vindu slik som 40, kommer ikke sekundærrefleksjoner fra vinduet i betrakt-ning når det gjelder valg av avstand mellom transduser og foring. The distance D^ between liner and receiver can be determined from the above-mentioned constants and temporal restrictions. If, for example, the reverberations in the liner are to be attenuated to about 5% of their original value, the distance D^ may be from about 32 mm to about 76 mm for the normal range of liner thicknesses L from about 5 mm to about 16.5 mm. By reducing the final attenuation value of the lining echoes, the distance between the source and the lining can be reduced, but around 25 mm is probably the smallest possible value for D.^. Since the largest lining thickness must be accommodated, the distance from the transducer 36 to one of the windows 40 or 42 is chosen so that there is no secondary transmission interference over the time interval of interest. The distance D3, when used, is chosen so that secondary reflections due to the window do not produce signal interference. When a window such as 40 is used in the device 20, secondary reflections from the window are not taken into account when it comes to choosing the distance between transducer and lining.
Ved valg av transduser 36 blir det anvendt en skivetransduser med diameter/bølgelengde-forhold større enn en. I praksis er en skivetransduser med en diameter på omkring 25 mm funnet brukbar. Senderpulsen blir gitt slik varighet og frekvens at den stimulerer et valgt radialt parti av foringen som pulsen faller inn mot til tykkelsesresonans. Akustisk energi blir overført til foringen og kastes frem og tilbake på en forsterket måte slik at varigheten og størrelsen av etterklangene er meget følsom for det materiallaget som ligger mot den ytre flaten av foringen 12. Slik følsomhet bør imidlertid ikke innbefatte hydraulisk sikre mikro-ringrom slik som ved området 28. When selecting transducer 36, a disk transducer with a diameter/wavelength ratio greater than one is used. In practice, a disk transducer with a diameter of around 25 mm has been found to be usable. The transmitter pulse is given such a duration and frequency that it stimulates a selected radial part of the liner against which the pulse falls to thickness resonance. Acoustic energy is transferred to the liner and thrown back and forth in an amplified manner so that the duration and magnitude of the reverberations are very sensitive to the layer of material lying against the outer surface of the liner 12. However, such sensitivity should not include hydraulically secure micro-annular spaces such as as at area 28.
Ved valg av frekvensspektrum for den akustiske pulsen fra transduseren 36, blir grunnlaget bestemt av den fundamentale tykkelsesresonansfrekvensen til foringen 12. Slik resonans muliggjør en innfangningsmodus (eller stående bølger) der frem-hevet akustisk energi blir innfanget i foringen. Den etter-følgende reduksjon av den innfangede energien i foringen kan betraktes som et resultat av lekkasje som skyldes graden av akustisk kobling til tilstøtende media. Frekvensspektret til den akustiske pulsen bør fortrinnsvis omfatte grunnfrekvensen eller en høyere harmonisk av denne. Uttrykt matematisk er den stimu-lerende frekvensen i den akustiske pulsen gitt av When selecting the frequency spectrum for the acoustic pulse from the transducer 36, the basis is determined by the fundamental thickness resonance frequency of the liner 12. Such resonance enables a capture mode (or standing waves) where enhanced acoustic energy is captured in the liner. The subsequent reduction of the trapped energy in the liner can be considered as a result of leakage due to the degree of acoustic coupling to the adjacent media. The frequency spectrum of the acoustic pulse should preferably include the fundamental frequency or a higher harmonic thereof. Expressed mathematically, the stimulating frequency in the acoustic pulse is given by
der er foringens kompresjonshastighet og L er foringstykkelsen målt normalt til foringsveggen, og N er et helt tall. where is the casing compression rate and L is the casing thickness measured normal to the casing wall, and N is an integer.
En øvre grense for frekvensspektret til den akustiske pulsen gis av praktiske betraktninger slik som foringens runet, kornstørrelsen i stålforingen og slamdempningen. Videre må det hydraulisk sikre mikro-ringrommet opptre som transparent. An upper limit for the frequency spectrum of the acoustic pulse is given by practical considerations such as the rune of the liner, the grain size in the steel liner and the mud attenuation. Furthermore, the hydraulically secure micro-annulus must appear transparent.
I praksis vil et ringrom mellom foring og sement som er mindre eller lik 0,127 mm, representere en god sementbinding og således forhindre hydrauliske forbindelser mellom soner som skal holdes adskilt. Når det opptrer ringrom større enn denne verdi, bør disse betraktes som dårlige sementbindinger. Når videre et ringrom er mindre i tykkelse enn omkring 1/30 av en bølgelengde for en akustisk bølge som forplanter seg i vann, er slike ringrom effektivt transparente for en akustisk bølge ved slike bølge-lengder. Uttrykt ved ringrommet mellom foringen og sementen bør derfor frekvensspektret til den akustiske pulsen velges slik at In practice, an annulus between liner and cement that is less than or equal to 0.127 mm will represent a good cement bond and thus prevent hydraulic connections between zones that must be kept separate. When voids larger than this value occur, these should be considered poor cement bonds. Furthermore, when an annulus is smaller in thickness than about 1/30 of a wavelength for an acoustic wave propagating in water, such annulus are effectively transparent to an acoustic wave at such wavelengths. Expressed in terms of the annulus between the liner and the cement, the frequency spectrum of the acoustic pulse should therefore be chosen so that
hvor CQ er lydhastigheten i vann og ^uafc er tykkelsen på ringrommet . where CQ is the speed of sound in water and ^uafc is the thickness of the annulus.
I praksis er foringstykkelser L som man vanligvis møter, fra omkring 5 mm til omkring 16,5 mm. Med en effektiv frekvens på fra omkring 300 kHz til omkring 600 kHz for den akustiske pulsen, kan derfor foringen 12 stimuleres til en innfangningsmodus som er ufølsom for hydraulisk sikre mikro-ringrom. Dette frekvensspektret blir valgt slik at innfangningsmodusen kan stimuleres med enten grunnfrekvensen eller dens annen harmoniske for tykkere foringer. In practice, lining thicknesses L that are usually encountered are from about 5 mm to about 16.5 mm. Therefore, with an effective frequency of from about 300 kHz to about 600 kHz for the acoustic pulse, liner 12 can be stimulated into a capture mode that is insensitive to hydraulically secure micro-annulus. This frequency spectrum is chosen so that the capture mode can be stimulated with either the fundamental frequency or its second harmonic for thicker liners.
Innenfor et slikt frekvensområde blir varigheten av etterklangene inne i stålforingen følsomme både for gode og dårlige mikro-ringrom. For et akseptabelt mikro-ringrom svekkes foringsetterklangene (og deres observerte lekkasje) raskere enn for et meget større mikro-ringrom. Within such a frequency range, the duration of the reverberations inside the steel liner becomes sensitive to both good and bad micro-annular spaces. For an acceptable micro annulus, the liner reverberations (and their observed leakage) are attenuated faster than for a much larger micro annulus.
Den akustiske senderpulsen blir således dannet med karak-teristikker som vist på figurene 2 og 3. Senderpulsen 50 vist på fig. 2 representerer en sterkt dempet akustisk puls med en varighet på omkring åtte mikrosekunder. Frekvensspektret til en slik puls 50 er vist på fig. 3 med en frekvens/amplitydekurve 52 som oppviser en 6 db båndbredde som strekker seg fra omkring 2 75 kHz til omkring 625 kHz med en topp ved omkring 425 kHz. De tykkeste foringene som har en innfangningsmodus under 275 kHz, blir primært drevet i resonans med en høyere harmonisk slik som den andre som opptrer med betydelig amplityde i båndbredden til spektret 52. The acoustic transmitter pulse is thus formed with characteristics as shown in figures 2 and 3. The transmitter pulse 50 shown in fig. 2 represents a strongly attenuated acoustic pulse with a duration of about eight microseconds. The frequency spectrum of such a pulse 50 is shown in fig. 3 with a frequency/amplitude curve 52 showing a 6 db bandwidth extending from about 275 kHz to about 625 kHz with a peak at about 425 kHz. The thickest liners having a capture mode below 275 kHz are driven primarily in resonance with a higher harmonic such as the second that appears with significant amplitude in the bandwidth of the spectrum 52.
Senderen 36 kan være dannet av flere velkjente materialer for å frembringe pulsen 50 med frekvensspektret 52. Et elektrisk signal som har disse karakteristikkene, kan for eksempel dannes og forsterkes for å drive en passende piezoelektrisk transduser 36 som kan virke både som sender og mottager. The transmitter 36 can be formed from several well-known materials to produce the pulse 50 with the frequency spectrum 52. An electrical signal having these characteristics can, for example, be formed and amplified to drive a suitable piezoelectric transducer 36 which can act as both transmitter and receiver.
Fortrinnsvis består transduseren 36 av et piezo-elektrisk skivekrystall som er forbundet med en kritisk tilpasset impedans, slik at det blir dannet en akustisk puls ved skivens resonans-frekvens. Materialet som skiven er forbundet med, har en impedans som er valgt slik at den passer til krystallets impedans mens det demper den akustiske pulsen sterkt for å unngå refleksjoner fra baksiden. Ved noen anvendelser kan det anvendes et beskyttende frontlag montert på forsiden av transduseren 36. Et slikt frontlag blir fortrinnsvis laget av et materiale med lav dempning og med en akustisk impedans som er tilnærmet lik den geometriske middelverdien mellom krystall-impedansen og den forventede impedansen til borehullsfluidene. Slike frontlag har en tykkelse på en kvart bølgelengde målt ved krystallets senter-resonansfrekvens. Preferably, the transducer 36 consists of a piezo-electric disk crystal which is connected to a critically adapted impedance, so that an acoustic pulse is formed at the disk's resonance frequency. The material to which the disc is connected has an impedance chosen to match the impedance of the crystal while strongly damping the acoustic pulse to avoid reflections from the back. In some applications, a protective front layer mounted on the front of the transducer 36 may be used. Such a front layer is preferably made of a material with low attenuation and with an acoustic impedance that is approximately equal to the geometric mean value between the crystal impedance and the expected impedance of the borehole fluids. . Such front layers have a thickness of a quarter of a wavelength measured at the center resonance frequency of the crystal.
Siden skiven er kritisk tilpasset, har den akustiske utgangspulsen en bred frekvensbåndbredde. Eksitering av en slik transduser 36 kan oppnås med en elektrisk puls av meget kort varighet. For eksempel kan en puls med en stigetid på fra omkring 10 til omkring 100 mikrosekunder og en falltid på fra 0,5 til omkring 5 mikrosekunder brukes. Since the disc is critically matched, the acoustic output pulse has a wide frequency bandwidth. Excitation of such a transducer 36 can be achieved with an electrical pulse of very short duration. For example, a pulse with a rise time of from about 10 to about 100 microseconds and a fall time of from 0.5 to about 5 microseconds can be used.
Brukt som sender kan transduseren 36 aktiveres gjentatte ganger med en pulshastighet av størrelsesorden omkring hundre pulser pr. sekund. Med en slik hastighet kan et omkretsmessig område rundt foringen 12 avsøkes etter hvert som apparatet 20 beveges oppover langs foringen ved å la reflektoren 38 og dens tilhørende vindu 40 være dreibart montert for rotasjon i retning av pilen 53. Used as a transmitter, the transducer 36 can be activated repeatedly with a pulse rate of the order of about a hundred pulses per second. second. At such a speed, a circumferential area around the liner 12 can be scanned as the apparatus 20 is moved upwards along the liner by allowing the reflector 38 and its associated window 40 to be rotatably mounted for rotation in the direction of the arrow 53.
Figur 5 definerer ytelseskriteriene for en passende transduser 36. Transduseren har en akustisk senterfrekvens ved omkring 425 kHz med en 6 db båndbredde på 300 kHz. Fig. 5 illustrerer en akseptabel mottatt amplityderesponskurve 55 når transduseren 36 blir energisert med et drivpulssignal av omkring Figure 5 defines the performance criteria for a suitable transducer 36. The transducer has an acoustic center frequency at about 425 kHz with a 6 db bandwidth of 300 kHz. Fig. 5 illustrates an acceptable received amplitude response curve 55 when the transducer 36 is energized with a drive pulse signal of about
2 mikrosekunders varighet og rettet mot en vann/luft-grenseflate som er adskilt fra transduseren med en avstand som er ekvivalent med løpetiden frem og tilbake for en akustisk bølge på omkring 100 mikrosekunder. Utgangssignalet fra transduseren 36 som et resultat av ekkoet fra grenseflaten, bør fortrinnsvis ha et utseende som vist, hvor det første ekkoet som utgjøres av de tre hovedtoppene 57.1, 57.2 og 57.3 ikke bør ha lenger total varighet, T2, enn omkring 6 mikrosekunder. Nivået A2 av støyen umiddelbart etter det første ekkoet bør være omkring 50 db under nivået A12 microseconds in duration and directed at a water/air interface separated from the transducer by a distance equivalent to the round-trip travel time of an acoustic wave of about 100 microseconds. The output signal from the transducer 36 as a result of the echo from the interface should preferably have an appearance as shown, where the first echo made up of the three main peaks 57.1, 57.2 and 57.3 should have no longer total duration, T2, than about 6 microseconds. The level A2 of the noise immediately after the first echo should be about 50 db below the level A1
av toppene 57 og ha en varighet på mindre enn omkring 30 mikrosekunder. Støynivået A^ som følger intervallet T^, bør fortrinnsvis være minst 60 db under nivået A^ til toppene 57. of the peaks 57 and have a duration of less than about 30 microseconds. The noise level A^ following the interval T^ should preferably be at least 60 db below the level A^ of the peaks 57.
Styrekretsene og de øvrige kretsene som er nødvendig for avfyring av transduseren, kan befinne seg i overflateutstyret eller en passende klokkekilde anordnet i apparatet 20. I begge tilfeller blir det frembrakt gjentatte synkroniseringspulser på en ledning 54 på fig. 1 for å aktivere et pulsnettverk 56 som frembringer en passende puls på ledning 58 for å drive transduseren 36 mens inngangen 60 til forsterker 62 samtidig beskyttes med en signalledning 64. The control circuits and the other circuits necessary for firing the transducer may be located in the surface equipment or a suitable clock source provided in the apparatus 20. In either case, repeated synchronizing pulses are produced on a wire 54 of FIG. 1 to activate a pulse network 56 which produces an appropriate pulse on line 58 to drive the transducer 36 while simultaneously protecting the input 60 of amplifier 62 with a signal line 64.
Transduseren 36 reagerer på pulsen fra nettverket 56 med en akustisk puls av den type som er vist på figurene 2 og 3. The transducer 36 responds to the pulse from the network 56 with an acoustic pulse of the type shown in figures 2 and 3.
Den akustiske pulsen blir rettet mot reflektoren 38 som virker til å rette den akustiske energien mot veggen i foringen 12. Virkningen av reflektoren 38 hjelper til å kompensere for variasjoner i retningen for den akustiske pulsen ut av planet normalt på foringsveggen. Reflektoren 38 kan være en plan overflate med en vinkel a på omkring 45° til den akustiske energien fra transduseren 36, eller en svakt konkav eller konveks overflate. The acoustic pulse is directed towards the reflector 38 which acts to direct the acoustic energy towards the wall of the casing 12. The action of the reflector 38 helps to compensate for variations in the direction of the acoustic pulse out of the plane normal to the casing wall. The reflector 38 can be a flat surface with an angle a of about 45° to the acoustic energy from the transducer 36, or a slightly concave or convex surface.
Når den akustiske pulsen 50 faller mot foringen 12, blir noe av energien reflektert og noe overført inn i foringen 12. When the acoustic pulse 50 falls against the liner 12, some of the energy is reflected and some is transmitted into the liner 12.
Den reflekterte energien blir sendt tilbake til transduseren 36 via reflektoren 38 og blir reprodusert som et elektrisk signal og tilført inngangen 60 på forsterker 62. The reflected energy is sent back to the transducer 36 via the reflector 38 and is reproduced as an electrical signal and supplied to the input 60 of the amplifier 62.
Energien som overføres inn i foringen 12, kastes frem og tilbake og forårsaker i sin tur ytterligere akustiske retursignaler til transduseren 36. Den resulterende mottatte utgang fra transduseren 36 kan ha et utseende som vist med refleksjonssignalene 64, 66 og 68 på figurene 4A, 4B og 4C. The energy transferred into the liner 12 bounces back and forth and in turn causes additional acoustic return signals to the transducer 36. The resulting received output from the transducer 36 may have an appearance as shown by the reflection signals 64, 66 and 68 in Figures 4A, 4B and 4C.
Det første segmentet 70 av hver refleksjonssignal-bølgeform representerer den første sterke foringsrefleksjonen hvis varighet er av størrelsesorden fem mikrosekunder. Resten av bølgeformen 72 blir karakterisert som et etterklangsegment, The first segment 70 of each reflection signal waveform represents the first strong liner reflection whose duration is on the order of five microseconds. The rest of the waveform 72 is characterized as a reverberation segment,
da det representerer et stort antall perioder av pulser som er representative for akustiske etterklanger hvis størrelser svekkes over en tidsperiode. Svekkelsesperioden varierer som en funksjon av typen av sementbinding som man kan se av bølgeformene 64, 66 og 68 som er oppnådd for de respektive ringrom 30 av forskjellig størrelse rundt foringen 12. as it represents a large number of periods of pulses representative of acoustic reverberations whose magnitudes decay over a period of time. The weakening period varies as a function of the type of cement bond as can be seen from the waveforms 64, 66 and 68 obtained for the respective annulus 30 of different size around the liner 12.
Bortsett fra det første foringsrefleksjonssegmentet 70, har ikke refleksjonssignalene 64, 66 og 68 noe utpreget fast mønster hvor toppene eller spissene er nøyaktig definert og kan trekkes ut. Følgelig er den tidligere kjente teknikk som er beskrevet i ovennevnte U.S.-patent 3.883.841 for sammenligning av tilstøtende topper for utledning av svekkelsestidskonstanter for bølgeformene, vanskelig å utføre. Apart from the first liner reflection segment 70, the reflection signals 64, 66 and 68 have no distinct fixed pattern where the peaks or spikes are precisely defined and can be extracted. Accordingly, the prior art technique described in the above-mentioned U.S. Patent 3,883,841 for comparing adjacent peaks to derive decay time constants for the waveforms is difficult to perform.
I stedet virker signalbehandlingssegmentet 21 i apparatet 10 på hvert refleksjonssignal ved å adskille etterklangssegmentet Instead, the signal processing segment 21 of the apparatus 10 acts on each reflection signal by separating the reverberation segment
72 fra det første sterke akustiske foringsrefleksjonssegmentet 70 og deretter integrere etterklangssegmentet 72 over et spesielt 72 from the first strong acoustic lining reflection segment 70 and then integrating the reverberation segment 72 over a special
tidsrom for å bestemme energien i dette. time to determine the energy in this.
I henhold til utførelsesformen på fig. 1 blir refleksjonssignalene fra transduseren 36 forsterket i forsterker 62 hvis utgang blir ført til en helbølgelikeretter 76 for å frembringe et likespenningssignal på ledning 78 som representerer amplityden av den mottatte akustiske bølgen. Likespennings-signalene blir filtrert i et filter 80 for på ledningen 82 å tilveiebringe et signal som er representativt for omhyllingskurven til bølgeformene fra transduseren 36. According to the embodiment of fig. 1, the reflection signals from the transducer 36 are amplified in amplifier 62 whose output is fed to a full wave rectifier 76 to produce a DC voltage signal on line 78 which represents the amplitude of the received acoustic wave. The direct voltage signals are filtered in a filter 80 to provide on the line 82 a signal which is representative of the envelope curve of the waveforms from the transducer 36.
Omhyllingssignalet på ledning 82 blir ført til en terskeldetektor 84 som innleder etterfølgende signalbehandling ved å detektere begynnelsen av det første foringsrefleksjonssegmentet 70 (se fig. 4). Amplityden som terskeldetektoren arbeider ved, kan varieres ved hjelp av en velgerkontroll tilført ledning 86 og kan innstilles automatisk. The sheath signal on wire 82 is fed to a threshold detector 84 which initiates subsequent signal processing by detecting the beginning of the first sheath reflection segment 70 (see Fig. 4). The amplitude at which the threshold detector operates can be varied by means of a selector control supplied to line 86 and can be set automatically.
Utgangen på ledning 88 fra terskeldetektoren 84 blir til-ført for å aktivere en klargjøringspuls på utgang 90 fra et pulsfrembringende nettverk 92. Pulsen fra dette nettverket 92 blir valgt med en slik varighet at omhyllingssegmentet på ledning 82 som kan tilskrives den første foringsrefleksjonen 70, blir portstyrt gjennom en forsterker 94 som et foringsrefleksjonssignal. The output on wire 88 from the threshold detector 84 is supplied to activate a preparation pulse on output 90 from a pulse generating network 92. The pulse from this network 92 is selected with such a duration that the envelope segment on wire 82 attributable to the first lining reflection 70 is gate driven through an amplifier 94 as a liner reflection signal.
Varigheten av klargjøringspulsen på utgangen 90 kan velges slik at hele foringsrefleksjonssegmentet 70 kan velges for det tilfelle at dets varighet varierer. Likespenningsformen av foringsrefleksjonssignalet blir tilført en integratorkrets eller amplityde-toppdetektor 96 for å tilveiebringe et signal som er representativt for amplityden til foringsrefleksjonen på ledning 98. Dette foringsamplitydesignalet blir lagret i en sample- og holdekrets 100 som aktiveres av en passende puls, utledet på ledning 102 fra kretsen 92 ved slutten av pulsen på ledning 90. The duration of the preparation pulse on the output 90 can be selected so that the entire liner reflection segment 70 can be selected in case its duration varies. The DC form of the liner reflection signal is applied to an integrator circuit or amplitude peak detector 96 to provide a signal representative of the amplitude of the liner reflection on line 98. This liner amplitude signal is stored in a sample and hold circuit 100 which is activated by an appropriate pulse derived on line 102. from circuit 92 at the end of the pulse on wire 90.
Utgangen 88 fra terskeldetektoren 84 blir også tilført The output 88 from the threshold detector 84 is also supplied
en etterklangssegmentvelgerkrets 103 omfattende en forsinkelseskrets 104 som frembringer en klargjøringspuls til det pulsfrembringende nettverket 106 ved et tidspunkt etter at den første foringsrefleksjonen 70 er slutt. a reverberation segment selector circuit 103 comprising a delay circuit 104 which produces a make-up pulse to the pulse generating network 106 at a time after the first lining reflection 70 has ended.
Nettverket 106 frembringer en segmentvelgerpuls på ledning 108 som starter ved begynnelsen av etterklangssegmentet 72 og har en varighet som er tilstrekkelig til å portstyre hele omhyllingsformen av etterklangssegmentet 72 (se fig. 4) gjennom portforsterkeren 110 til integrator 112. Segmentvelgerpulsen på ledning 108 begynner etter den første foringsrefleksjonen og slutter etter at det ønskede antall akustiske returer av interesse er blitt mottatt, men før sekundærsender-interferenser oppstår. The network 106 produces a segment selector pulse on line 108 that starts at the beginning of the reverberation segment 72 and has a duration sufficient to gate the entire envelope shape of the reverberation segment 72 (see Fig. 4) through the gate amplifier 110 to the integrator 112. The segment selector pulse on line 108 begins after the the first liner reflection and ends after the desired number of acoustic returns of interest has been received but before secondary transmitter interference occurs.
En typisk puls ville starte omkring seks mikrosekunder etter at den første foringsrefleksjonen er detektert, og ville vare i en periode på omkring 40 mikrosekunder etter en utsendt akustisk puls, som vist på figurene 2 og 3, ved en avstand D i størrelses-orden 75 mm. A typical pulse would start about six microseconds after the first liner reflection is detected, and would last for a period of about 40 microseconds after an emitted acoustic pulse, as shown in Figures 2 and 3, at a distance D of the order of 75 mm .
Integratoren 112 integrerer omhyllingsformen over en tidsperiode som bestemmes av pulsen på ledning 108. Ved slutten av denne sistnevnte pulsen aktiverer et signal på ledning 114 fra en pulsfrembringer 106 en sample- og holdekrets 116 til å lagre et signal som er representativt for energien i etterklangssegmentet 72. The integrator 112 integrates the envelope shape over a time period determined by the pulse on line 108. At the end of this latter pulse, a signal on line 114 from a pulse generator 106 activates a sample and hold circuit 116 to store a signal representative of the energy in the reverberation segment 72 .
Utgangene fra sample- og holdekretsene 100, 116 blir ført til en kombineringskrets i form av en deler 118 som danner en kvotient ved å dividere signalet som representerer energien i etterklangssegmentet 72 med normaliseringssignalet som indikerer amplityden til foringsrefleksjonen 70 for å frembringe et normalisert energibindingssignal på utgangsledningen 120. Det normaliserte energisignalet på ledning 120 kan overføres til overflaten for registrering av refleksjonsenergien som en funksjon av dybden på en plotter 122. Det normaliserte energisignalet kan også til-føres en komparator 124 for sammenligning med et referansesignal på ledning 126 utledet fra en krets 128 og som er representativt for terskelnivået mellom gode og dårlige sementbindinger. Utgangen 130 fra komparator 124 som indikerer tilstedeværelse eller fravær av en god sementbinding, kan også registreres på plotteren 122 som en funksjon av dybden. The outputs of the sample and hold circuits 100, 116 are fed to a combiner circuit in the form of a divider 118 which forms a quotient by dividing the signal representing the energy in the reverberation segment 72 by the normalization signal indicating the amplitude of the liner reflection 70 to produce a normalized energy binding signal on the output line 120. The normalized energy signal on wire 120 can be transmitted to the surface for recording the reflection energy as a function of depth on a plotter 122. The normalized energy signal can also be supplied to a comparator 124 for comparison with a reference signal on wire 126 derived from a circuit 128 and which is representative of the threshold level between good and bad cement bonds. The output 130 from comparator 124 indicating the presence or absence of a good cement bond can also be recorded on plotter 122 as a function of depth.
Med signalbehandlingsutførelsene blir bindingssignalet på ledning 120 gjort mindre følsomt for apparathelninger og dempning i fluidet, hvorved den akustiske energien blir rettet mot foringen 12 langs et plan som er skråttstilt i forhold til aksen til foringen 12. Når slike forhold inntreffer, blir de mottatte akustiske ekko redusert i amplityde og kan tolkes som gode sementbindinger når sementbindingen i virkeligheten kan være dårlig. Ved å anvende amplityden til den første foringsrefleksjonen som et mål på apparathelning og slamforhold, frembringer bindingssignalet på ledning 120 en pålitelig indikasjon på kvaliteten av sementbindingen. With the signal processing embodiments, the binding signal on wire 120 is made less sensitive to device tilts and attenuation in the fluid, whereby the acoustic energy is directed toward the liner 12 along a plane that is inclined relative to the axis of the liner 12. When such conditions occur, the received acoustic echoes reduced in amplitude and can be interpreted as good cement bonds when in reality the cement bond may be poor. By using the amplitude of the first casing reflection as a measure of apparatus slope and slurry conditions, the bond signal on line 120 provides a reliable indication of the quality of the cement bond.
Det kan i visse tilfeller oppstå et behov for å oppnå et bindingssignal som ikke er blitt normalisert eller som kan bli normalisert på et senere tidspunkt. I slike tilfeller er utgangen 117 fra sample- og holdekretsen 116 bindingssignalet som kan overføres til overflateutstyr for registrering, for eksempel på en båndopptager eller på plotter 122 eller i minnet på en signalprosessor 130 etter omforming til digital form. In certain cases, a need may arise to obtain a binding signal which has not been normalized or which may be normalized at a later time. In such cases, the output 117 of the sample and hold circuit 116 is the binding signal which can be transferred to surface equipment for recording, for example on a tape recorder or on plotter 122 or in the memory of a signal processor 130 after conversion to digital form.
Etter at et bindingssignal er blitt frembrakt og en ny synkroniseringspuls opptrer på ledning 54, blir synkroniserings-pulsen tilført flere tilbakestillingsinnganger på sample- og holdekretsen 100, 116 og integratorene 96, 112. Tilbakestillingen av sample- og holdekretsene 110, 116 kan forsinkes for en glattere utgang inntil det tidspunkt da utgangene fra integratorene 96, 112 er klar for sampling. After a tie signal has been generated and a new sync pulse appears on line 54, the sync pulse is applied to several reset inputs of the sample and hold circuit 100, 116 and the integrators 96, 112. The reset of the sample and hold circuits 110, 116 can be delayed for a smoother output until the time when the outputs from the integrators 96, 112 are ready for sampling.
Utvelgingen av et signal som er representativt for det akustiske etterklangsekkoet 72, blir oppnådd med en puls frembrakt på ledning 108 som kan bestemmes med en segmentvelgekrets 132. Denne kretsen styrer lengden av forsinkelsen 104 og bredden av klargjøringspulsen fra pulskretsen 106. Som tidligere beskrevet under henvisning til figurene 4A, 4B og 4C, blir etterklangssegmentet 72 valgt på en slik måte at foringsrefleksjonen 70 effektivt blir undertrykt. The selection of a signal representative of the acoustic reverberation echo 72 is achieved by a pulse produced on line 108 which can be determined by a segment selector circuit 132. This circuit controls the length of the delay 104 and the width of the preparation pulse from the pulse circuit 106. As previously described under reference to Figures 4A, 4B and 4C, the reverberation segment 72 is chosen in such a way that the liner reflection 70 is effectively suppressed.
Denne undertrykkelsen kan fordelaktig oppnås ved hjelp av signalprosessoren 21 siden den blir aktivert ved deteksjonen av den sterke foringsrefleksjonen 70 som avføles av terskeldetektoren 84. Den resulterende integrasjon av den gjenværende omhyllingskurve tilveiebringer en skarp diskriminering mellom et godt bindingssignal og et dårlig bindingssignal. For eksempel vil integrasjonen av etterklangssegmentet 72.1 av bølgeformen 64 på fig. 4A være større enn integrasjonen av etterklangssegmentet 72.3 av bølgeform 68 på fig. 4C med en faktor på omkring 3. This suppression can advantageously be achieved by the signal processor 21 since it is activated upon the detection of the strong liner reflection 70 sensed by the threshold detector 84. The resulting integration of the residual envelope curve provides a sharp discrimination between a good binding signal and a bad binding signal. For example, the integration of the reverberation segment 72.1 of the waveform 64 of FIG. 4A be greater than the integration of the reverberation segment 72.3 of waveform 68 in FIG. 4C by a factor of about 3.
Når arealet av omhyllingskurvene blir sammenlignet for et eksempel som angitt i tabell 1 med de resulterende refleksjonskoeffisientene rQ og r^ for gode og dårlige sementbindinger, opptrer det et integrasjonsforhold mellom gode og dårlige sementbindinger på fra omkring 3,8 til 1. Derfor oppnås det en meget skarp god-til-dårlig kontrast som vanligvis vil bli oppnådd selv ved forekomst av tett slam i foringen 12. When the area of the envelopment curves is compared for an example as given in Table 1 with the resulting reflection coefficients rQ and r^ for good and poor cement bonds, an integration ratio between good and poor cement bonds of from about 3.8 to 1 appears. Therefore, a very sharp good-to-bad contrast which will usually be obtained even in the presence of dense sludge in the liner 12.
Ved visse typer sement ønsker man å lage et mikro-ringrom med en tykkelse i størrelsesorden 0,25 mm, som er en god sementbinding. I slike tilfeller kan frekvensspektret 52 til den akustiske pulsen 50 justeres for å undersøke sementen. Man kan for eksempel anvende to typer akustiske pulser med forskjellig frekvensspektrum, en med grunnfrekvensen og den annen med en harmonisk frekvens. Hvis resultatene fra disse pulsene ikke gir den samme avlesning, kan det konkluderes med at det finnes et hydraulisk sikkert mikro-ringrom. With certain types of cement, you want to create a micro annulus with a thickness of the order of 0.25 mm, which is a good cement bond. In such cases, the frequency spectrum 52 of the acoustic pulse 50 can be adjusted to examine the cement. For example, you can use two types of acoustic pulses with different frequency spectrums, one with the fundamental frequency and the other with a harmonic frequency. If the results from these pulses do not give the same reading, it can be concluded that a hydraulically safe micro-annulus exists.
Teoretisk vil en binding opptre som god for et mikro-ringrom med en tykkelse på omkring en halv bølgelengde (omkring 2 mm). I praksis er det imidlertid lite sannsynlig at slike store ringrom vil oppstå, og andre konvensjonelle fremgangsmåter for undersøkelse av sementkvaliteten kan anvendes for å identifisere slike urimelig store ringrom som en dårlig sementbinding. Theoretically, a bond will appear good for a micro-annulus with a thickness of about half a wavelength (about 2 mm). In practice, however, it is unlikely that such large annulus will occur, and other conventional methods for examining the cement quality can be used to identify such unreasonably large annulus as a poor cement bond.
Figurene 6A- 6C og 7 Figures 6A-6C and 7
Figurene 6A-6C illustrerer effektiviteten av apparatet 10 når det lages et frekvensspektrum av de observerte fullstendige ekko slik som vist på figurene 4A-4C. Spektrene 140 på figurene 6A-6C representerer henholdsvis en dårlig binding med et stort ringrom, en mellomliggende bindingssituasjon med et ringrom på omkring 1,3 mm og en god sementbinding. Spektrene 140 kan opprinnelig ha variert i absolutt størrelse fordi refleksjonen for-andrer seg med apparatets eksentrisitet e, og koblingen av akustisk energi til sementen 14 bak foringen 12 varierer. For en god sementbinding er derfor den absolutte amplityden til de akustiske ekkoene lavere enn for en dårlig sementbinding. Den relative størrelsen av søkkene 142 varierer imidlertid med et større søkk for en dårlig sementbinding og et mindre søkk 142 Figures 6A-6C illustrate the effectiveness of the apparatus 10 when creating a frequency spectrum of the observed complete echoes as shown in Figures 4A-4C. The spectra 140 in Figures 6A-6C respectively represent a poor bond with a large annulus, an intermediate bond situation with an annulus of about 1.3 mm and a good cement bond. The spectra 140 may have originally varied in absolute magnitude because the reflection changes with the device's eccentricity e, and the coupling of acoustic energy to the cement 14 behind the lining 12 varies. For a good cement bond, the absolute amplitude of the acoustic echoes is therefore lower than for a poor cement bond. However, the relative size of the depressions 142 varies with a larger depression for a poor cement bond and a smaller depression 142
for en god sementbinding. For enkelhets skyld er spektrene 140 vist på figurene 6A-6C med generelt like amplityder slik at deres søkk 142 kan vurderes visuelt i forhold til hverandre. Betyd-ningen av søkkene 142 bør bestemmes i lys av det totale frekvensspektret til refleksjonssignalet. for a good cement bond. For simplicity, the spectra 140 are shown in Figures 6A-6C with generally equal amplitudes so that their dips 142 can be visually assessed relative to each other. The significance of the dips 142 should be determined in light of the total frequency spectrum of the reflection signal.
De skarpe søkkene 142 i spektrene 140 er sentrert ved innfangningsmodusen eller tykkelsesresonansen til foringen der refleksjonene kom fra. I spektrene 140 opptrer søkkene 142 ved 0,5 MHz (500 kHz) for en 5,8 mm tykk foring og ligner virkningen av et energi-innfangningsfilter med smal båndbredde. I tilfelle av en dårlig binding, slik som ved spektret 140.1 på fig. 6A, The sharp dips 142 in the spectra 140 are centered at the capture mode or thickness resonance of the liner where the reflections originated. In the spectra 140, the dips 142 occur at 0.5 MHz (500 kHz) for a 5.8 mm thick liner and resemble the effect of a narrow bandwidth energy trapping filter. In the case of a poor bond, such as in the spectrum 140.1 in fig. 6A,
er søkket 142.1 dypt, noe som indikerer at en forholdsvis betydelig energimengde ved tykkelsesresonansen er blitt innfanget inne i foringsveggene 13-13<1>. the depth is 142.1 deep, which indicates that a relatively significant amount of energy at the thickness resonance has been captured inside the lining walls 13-13<1>.
Forbedringen av sementbindingen fremgår av spektret 140.2 ved en tilsvarende lavere energimengde innfanget i foringsveggene 13-13'. Derfor er søkket 142.2 på fig. 6B mindre sammenlignet med søkket 142.1 på fig. 6A, mens søkket 142.3 på fig. 6C er det minste for en god sementbinding. The improvement of the cement bond is evident from the spectrum 140.2 at a correspondingly lower amount of energy captured in the lining walls 13-13'. Therefore, the search 142.2 in fig. 6B smaller compared to the search 142.1 in fig. 6A, while the search 142.3 in fig. 6C is the minimum for a good cement bond.
Fig. 7 illustrerer en utførelsesform 150 for vurdering av sementbindingen under anvendelse av skarpheten til søkkene 142 i spektrene 140 på figurene 6A-6C. Utgangen 63 fra en forsterker 62 i kretsen 21 blir ført til to båndpassfiltre 152 og 154. Filteret 152 er et båndpassfilter avstemt til foringens tykkelsesresonansfrekvens ved akustiske undersøkelser. Pass-båndet for filteret 152 er fortrinnsvis smalt med skarpt stigende og fallende flanker. Filteret 152 bør imidlertid ha tilstrekkelig bredt passbånd til å overlappe frekvensområdet for søkkene 142 ved de forventede toleransevariasjoner i foringstykkelsen. Vanligvis vil et filter med et passbånd på omkring 10% til 15% av senterfrekvensen være tilstrekkelig, selv om et smalere passbånd på omkring 5% kan tilveiebringe en amplitydesøkk-indikasjon på ledning 156. Det kan anvendes så vel et digitalt som et analogt filter 152. Fig. 7 illustrates an embodiment 150 for evaluating the cement bond using the sharpness of the dips 142 in the spectra 140 of Figures 6A-6C. The output 63 from an amplifier 62 in the circuit 21 is fed to two band-pass filters 152 and 154. The filter 152 is a band-pass filter tuned to the lining's thickness resonance frequency during acoustic investigations. The pass band for the filter 152 is preferably narrow with sharp rising and falling flanks. However, the filter 152 should have a sufficiently wide passband to overlap the frequency range of the dips 142 at the expected tolerance variations in the lining thickness. Typically, a filter with a passband of about 10% to 15% of the center frequency will be sufficient, although a narrower passband of about 5% can provide an amplitude drop indication on lead 156. Either a digital or an analog filter 152 can be used. .
Filteret 154 er fortrinnsvis avstemt til et ikke over-lappende segment av spektret til signalet på ledning 63 for å tilveiebringe et referansesignal på ledning 158 som indikerer amplityden av spektret til signalet på ledning 63. Andre innretninger kan anvendes for å utlede referansesignaler, slik som den toppdeteksjonsteknikk som er beskrevet i forbindelse med utførelses formen på fig. 1. Amplitydesøkksignalet på ledning 156 blir deretter normalisert ved å dividere dette signalet med referansesignalet på ledning 158 i en delekrets 160. Et normalisert søkkverdisignal er så tilgjengelig på utgangen 162 fra deleren 160 for å tilveiebringe en indikasjon på kvaliteten av sementbindingen som kan registreres eller plottes. The filter 154 is preferably tuned to a non-overlapping segment of the spectrum of the signal on line 63 to provide a reference signal on line 158 indicative of the amplitude of the spectrum of the signal on line 63. Other devices may be used to derive reference signals, such as the peak detection technique which is described in connection with the embodiment of fig. 1. The amplitude dip signal on line 156 is then normalized by dividing this signal by the reference signal on line 158 in a divider circuit 160. A normalized dip value signal is then available at the output 162 of the divider 160 to provide an indication of the quality of the cement bond which can be recorded or plotted .
Fig. 8 Fig. 8
Fig. 8 illustrerer en annen utførelsesform til bestemmelse av sementbindingen. Utgangen fra transduseren 36 på ledning 63 fra forsterker 62 (se fig. 1) blir ført til en hurtig analog/digital-omformer 172 som blir aktivert på et spesielt tidspunkt etter en akustisk puls. Dette frembringer et digitalisert refleksjonssignal dannet av sekvensielle numeriske samplinger som er representative for amplityden til refleksjonssignalet. A/D-omformeren kan deaktiviseres en viss tidsperiode som følger etter frembringelsen av en akustisk puls. Fig. 8 illustrates another embodiment for determining the cement bond. The output from the transducer 36 on line 63 from the amplifier 62 (see Fig. 1) is led to a fast analog/digital converter 172 which is activated at a particular time after an acoustic pulse. This produces a digitized reflection signal formed by sequential numerical samples representative of the amplitude of the reflection signal. The A/D converter can be deactivated for a certain period of time following the generation of an acoustic pulse.
Analog/digital-omformeren 172 er anordnet nede i borehullet i apparatet 10 og kan operere med en meget høy hastighet og er forsynt med tilstrekkelig lagringskapasitet til først å lagre og deretter overføre samplingene med lavere hastighet til en signalprosessor 174 anordnet på overflaten. Denne kan også om ønsket være anordnet i apparatet 10, men dette vil avhenge av hensikten med de operasjoner signalprosessoren må utføre. The analog/digital converter 172 is arranged down in the borehole in the device 10 and can operate at a very high speed and is provided with sufficient storage capacity to first store and then transfer the samples at a lower speed to a signal processor 174 arranged on the surface. This can also, if desired, be arranged in the device 10, but this will depend on the purpose of the operations the signal processor must perform.
Det samplede digitale refleksjonssignalet blir lagret i et minne 17 6 som kan være et faststoffminne eller et magnetisk minne. Minnet kan utgjøre en del av prosessoren 174 for umiddel-bar behandling av samplingene eller være en perifer innretning som blir anvendt på et senere tidspunkt etter logging av borehullet 16. The sampled digital reflection signal is stored in a memory 176 which can be a solid-state memory or a magnetic memory. The memory can form part of the processor 174 for immediate processing of the samples or be a peripheral device that is used at a later time after logging the borehole 16.
Signalprosessoren 174 kan programmeres til å velge, ved 178, de refleksjonssampler, A , som er representative for foringsrefleksjonen 70 (se fig. 4). Prosedyren kan være lik den som er illustrert i analog form på fig. 1. Refleksjonssamplene blir så avsøkt for å detektere den første samplingen som overstiger en forutbestemt terskel, og denne første samplingsverdien blir ankomsttiden for foringsrefleksjonen. Et visst antall samplinger som følger etter denne første samplingen, blir så valgt som representative for foringsrefleksjonen 70 (se fig. 4). The signal processor 174 can be programmed to select, at 178, those reflection samples, A , which are representative of the liner reflection 70 (see FIG. 4). The procedure may be similar to that illustrated in analog form in fig. 1. The reflection samples are then scanned to detect the first sample that exceeds a predetermined threshold, and this first sample value becomes the arrival time of the lining reflection. A certain number of samples following this first sampling are then selected as representative of the liner reflection 70 (see Fig. 4).
Et visst antall refleksjonssamplinger, Ar, som følger etter foringsrefleksjonssamplingene Ac, blir ved 180 valgt som representative for etterklangssegmentet 72 i refleksjonssignalet (se fig. 4). A certain number of reflection samples, Ar, following the liner reflection samples Ac, are selected at 180 as representative of the reverberation segment 72 of the reflection signal (see Fig. 4).
Integrasjon av etterklangssamplingene blir foretatt ved Integration of the reverberation samples is carried out by
å summere absoluttverdiene av samplingene ved 182. Dette summer-ingstrinnet kan også utføres idet etterklangssamplingene blir valgt ved 180. For klarhetens skyld er imidlertid summerings-operasjonen vist som et separat trinn. Den integrerte summen ER blir lagret. to sum the absolute values of the samples at 182. This summing step can also be performed as the reverberation samples are selected at 180. However, for clarity, the summing operation is shown as a separate step. The integrated sum ER is stored.
Integrasjon av foringsrefleksjonssamplingene Ac blir oppnådd ved 184 ved å summere de absolutte samplingsverdiene og lagre resultatet E . Integration of the liner reflection samples Ac is accomplished at 184 by summing the absolute sample values and storing the result E .
c c
En normalisert bindingsverdi, CB, som er representativ for kvaliteten av sementbindingen, kan så oppnås ved 186 ved å dividere integralet E^, med integralet E_. Bindingsverdien CB kan lagres i minnet eller plottes etter ønske ved 188. A normalized bond value, CB, which is representative of the quality of the cement bond, can then be obtained at 186 by dividing the integral E^, by the integral E_. The binding value CB can be stored in memory or plotted as desired at 188.
Figurene 9, IO og 11 Figures 9, 10 and 11
Fig. 9 illustrerer ytterligere en utførelsesform for undersøkelse av kvaliteten av sementbindingen. Et apparat 210 som henger i en kabel 211 er forsynt med flere transdusere, slik som 36, men anordnet omkretsmessig rundt apparatet 210 for å tilveiebringe tilstrekkelig omkretsmessig oppløsning av sementbindingsvurderingen. Transduserne 36 er aksialt adskilt for å romme det store antallet. Et praktisk antall transdusere 36 Fig. 9 illustrates a further embodiment for examining the quality of the cement bond. An apparatus 210 suspended from a cable 211 is provided with multiple transducers, such as 36, but arranged circumferentially around the apparatus 210 to provide sufficient circumferential resolution of the cement bond assessment. The transducers 36 are axially spaced to accommodate the large number. A practical number of transducers 36
kan være åtte, som er omkretsmessig adskilt med mellomrom på 45°. Den aksiale avstand blir valgt i forhold til dimensjonene på transduserne 36. can be eight, which are circumferentially separated by intervals of 45°. The axial distance is chosen in relation to the dimensions of the transducers 36.
Figurene 10 og 11 vedrører en signalprosessor 215 i til-knytning til et apparat som 210 på fig. 9. Signalprosessoren 215 er beskrevet i forbindelse med et apparat 210 med åtte transdusere 36, imidlertid kan det anvendes flere transdusere. Signalprosessoren 215 har en regulerbar klokke 212 på hvis utgang 214 det er pulser 216 (se fig. 11) med en hastighet valgt for å bestemme oppløsningen av sementbindingsundersøkelsen. Klokke-kilden kan utledes fra innretninger på overflaten eller fra en passende oscillator anordnet i apparatet 210. Figures 10 and 11 relate to a signal processor 215 in connection with an apparatus such as 210 in fig. 9. The signal processor 215 is described in connection with an apparatus 210 with eight transducers 36, however, several transducers can be used. The signal processor 215 has an adjustable clock 212 on whose output 214 there are pulses 216 (see Fig. 11) at a rate selected to determine the resolution of the cement bond examination. The clock source can be derived from devices on the surface or from a suitable oscillator arranged in the apparatus 210.
Klokkepulsene 216 blir ført gjennom en forsinkelseskrets 218 til en transduservelger 220 og en senderpulsmultiplekser 222. Transduservelgeren 220 tilveiebringer et diskret klargjørings-utgangssignal på ledning 224 for å identifisere hver forskjellige transduser 36 i rekkefølge. Multiplekseren 222 gjør det derfor mulig å koble avfyringspulser 226 i rekkefølge til transduserne 36. The clock pulses 216 are passed through a delay circuit 218 to a transducer selector 220 and a transmitter pulse multiplexer 222. The transducer selector 220 provides a discrete enable output signal on wire 224 to identify each different transducer 36 in sequence. The multiplexer 222 therefore makes it possible to connect firing pulses 226 in sequence to the transducers 36.
Transduserne 36 virker også som mottagere og frembringer signaler på utgangsledningene 228 for forsterkning i for-forsterkere 230 som er operativt tilknyttet hver transduser 36. Utgangen fra forsterkerne 230 blir koblet til en mottagermultiplekser 232 som blir styrt av transduser-identifiseringssignalene på ledning 224 fra transduservelgeren 220. I tillegg blir en segmentvelger-krets 234 aktivert ved hver transduseravfyring for å tilveiebringe klargjøringssignaler 236, se fig. 11, på en utgang 238 The transducers 36 also act as receivers and produce signals on the output lines 228 for amplification in pre-amplifiers 230 operatively associated with each transducer 36. The output of the amplifiers 230 is coupled to a receiver multiplexer 232 which is controlled by the transducer identification signals on line 224 from the transducer selector 220 In addition, a segment selector circuit 234 is activated at each transducer firing to provide enable signals 236, see FIG. 11, on an exit 238
for effektivt å klargjøre multiplekseren 232 til å velge det ønskede segment fra transduserutgangene, mens de første sender-segmentene forkastes eller undertrykkes. Utgangen 240 fra multiplekseren 232 vil ha et utseende som illustrert ved 244 på fig. 11. Et lite støysignal 242 kommer før refleksjonssignalet 244 som har et utseende som generelt vist på figurene 4A-4C. to effectively prepare the multiplexer 232 to select the desired segment from the transducer outputs, while discarding or suppressing the first transmitter segments. The output 240 from the multiplexer 232 will have an appearance as illustrated at 244 in fig. 11. A small noise signal 242 precedes the reflection signal 244 which has an appearance generally shown in Figures 4A-4C.
På fig. 10 blir refleksjonene på utgangsledningen 240 forsterket ved hjelp av to forsterkere med variabel forsterkning (VGA) 246, 248. Forsterker 246 får sin forsterkningsfaktor styrt av et signal på ledning 249 og utledet enten fra overflateutstyret for å justere for slamdempningsvirkninger eller fra en automatisk forsterkningsstyring nede i hullet. Den andre forsterkeren 248 får sin forsterkning automatisk styrt i apparatet 210 for å kompensere for eksentrisiteten til apparatet 210 som forklart nærmere senere. In fig. 10, the reflections on the output line 240 are amplified by means of two variable gain amplifiers (VGA) 246, 248. Amplifier 246 has its gain controlled by a signal on line 249 and derived either from the surface equipment to adjust for mud dampening effects or from an automatic gain control below in the hole. The second amplifier 248 has its gain automatically controlled in the apparatus 210 to compensate for the eccentricity of the apparatus 210 as explained in more detail later.
Utgangen 250 fra forsterker 248 blir likerettet i en krets 76.1 og ført til en foringsrefleksjonsfølerkrets dannet av en portstyrt forsterker 94, integrator 96 og sample- og holdekrets 100 som beskrevet under henvisning til fig. 1. The output 250 from amplifier 248 is rectified in a circuit 76.1 and led to a liner reflection sensor circuit formed by a gate-controlled amplifier 94, integrator 96 and sample and hold circuit 100 as described with reference to fig. 1.
Utgangen på ledning 250 fra forsterkeren 248 blir videre forsterket i en forsterker 252 tilstrekkelig til å kompensere for differansen i signalamplityde mellom foringsrefleksjonen og de akustiske retursignaler som indikerer etterfølgende etterklanger. En akseptabel kompensasjon kan være en forsterkningsfaktor på omkring 20 db for forsterker 252. Refleksjonene av interesse blir så ført til en helbølgelikeretter 76.2 for etterfølgende integrasjon med innretninger som beskrevet under henvisning til fig. 1. The output on line 250 from the amplifier 248 is further amplified in an amplifier 252 sufficiently to compensate for the difference in signal amplitude between the liner reflection and the acoustic return signals indicating subsequent reverberations. An acceptable compensation may be a gain factor of about 20 db for amplifier 252. The reflections of interest are then fed to a full-wave rectifier 76.2 for subsequent integration with devices as described with reference to fig. 1.
Styringen av de portstyrte forsterkerne 94, 110 blir vanligvis utledet som beskrevet under henvisning til fig. 1, med en térskeldetektor 84 som reagerer på utgangen på ledning 78 fra helbølgelikeretteren 76.1. En referanse-terskelverdi blir utledet på ledning 86 som et resultat av en lignende tidligere sementbindingsundersøkelse foretatt med den spesielle transduseren som nærmere forklart senere. The control of the gate-controlled amplifiers 94, 110 is usually derived as described with reference to fig. 1, with a threshold detector 84 which responds to the output on line 78 from the full-wave rectifier 76.1. A reference threshold value is derived on lead 86 as a result of a similar previous cement bond study conducted with the particular transducer as further explained later.
Utgangen 88 fra terskelkretsen 84 blir tilført sette-inngangen til en holdekrets 256. Kretsen 256 har en tilbake-still ingsinngang 258 som reagerer på klokkepulsene på ledning 214 (før forsinkelsen fra kretsen 218). Når terskeldetektoren av-føler et signal på ledning 78 som er større enn referanseverdien på ledning 86, blir en puls tilført kretsen 256, som deretter blir sperret for ytterligere innganger fra terskeldetektoren inntil kretsen 256 blir tilbakestilt av en puls på ledning 214. Utgangen på ledning 260 vil ha det utseende som er vist med pulsene 262 (fig. 11) som har en aktiv tilstand ved opptreden av den store foringsrefleksjonen. The output 88 of the threshold circuit 84 is applied to the set input of a hold circuit 256. The circuit 256 has a reset input 258 which responds to the clock pulses on line 214 (before the delay from the circuit 218). When the threshold detector senses a signal on wire 78 that is greater than the reference value on wire 86, a pulse is applied to circuit 256, which is then blocked from further inputs from the threshold detector until circuit 256 is reset by a pulse on wire 214. The output on wire 260 will have the appearance shown with pulses 262 (Fig. 11) having an active state upon occurrence of the large liner reflection.
Integrasjonstidene, og T2 (se også fig 11), for signaler som er representative for foringsrefleksjonen og etterklangene, blir utledet med pulskretsene 92 og 106, hvis utganger 90 og 108 blir tilført for å klargjøre de portstyrte forsterkere The integration times, and T2 (see also Fig. 11), for signals representative of the liner reflections and reverberations, are derived with pulse circuits 92 and 106, the outputs of which 90 and 108 are applied to provide the gate-controlled amplifiers
94, 110. Varigheten og opptredenene av integrasjonsperiodene Tl °g T2 er henholdsv;'-s omkring 8 mikrosekunder for forings-ref leks jonen og omkring 30 mikrosekunder for etterklangene. 94, 110. The duration and occurrences of the integration periods T1 and T2 are respectively about 8 microseconds for the liner reflex ion and about 30 microseconds for the reverberations.
Integrasjonen av foringsrefleksjonssignalet i integratoren 96 og av etterklangssegmentet i integratoren 112 blir avsluttet The integration of the liner reflection signal in integrator 96 and of the reverberation segment in integrator 112 is terminated
ved enden av pulsene T.^ og T2 når utgangen fra forsterkerne 94, HO går tilbake til null. Integratorutgangene blir samplet ved slutten av pulsen T2 og samplingene gjort tilgjengelig for ytterligere behandling med en passende multiplekser 266 for over- at the end of the pulses T.^ and T.sub.2 when the output of the amplifiers 94, HO returns to zero. The integrator outputs are sampled at the end of pulse T2 and the samples made available for further processing by a suitable multiplexer 266 for over-
føring av samplingene til overflateutstyret. Overføring av informasjonen kan skje under anvendelse av en analog/digital-omf ormer 2 67 og passende fjernmålingsutstyr 2 69 for sending opp over kabelen 24. Integratorene 96, 112 blir nullstilt av pulsene på ledning 219 og sample- og holde-kretsene av pulser på ledning 214 fra overføringslogikken 271 ved tiden for klokkepulsene 214. leading the samples to the surface equipment. Transmission of the information may occur using an analog/digital converter 2 67 and suitable remote sensing equipment 2 69 for transmission up the cable 24. The integrators 96, 112 are reset by the pulses on line 219 and the sample and hold circuits by pulses on line 214 from the transfer logic 271 at the time of the clock pulses 214.
Som før nevnt blir forsterkningsstyringen av forsterker 248 automatisert ved å avføle toppverdien av foringsrefleksjonen på ledning 78 med en toppdetektor 270. Toppverdien blir så omformet til en digitalverdi med A/D-omformeren 272, og denne verdien blir plassert i en lagringskrets 274 anordnet i forbindelse med den transduser fra hvilken refleksjonen ble oppnådd. Neste gang denne transduseren blir energisert, frembringer transduser-velgeren 220 et passende adressesignal til en logisk innlesnings/utlesningskrets 275 for å føre den tidligere lagrede toppverdien til en forsterknings-styrekrets 276 og en krets 278 som frembringer terskelreferansesignaler. As previously mentioned, the gain control of amplifier 248 is automated by sensing the peak value of the liner reflection on line 78 with a peak detector 270. The peak value is then converted to a digital value by A/D converter 272, and this value is placed in a storage circuit 274 arranged in connection with the transducer from which the reflection was obtained. The next time this transducer is energized, the transducer selector 220 produces an appropriate address signal to a logic read/write circuit 275 to feed the previously stored peak value to a gain control circuit 276 and a circuit 278 which produces threshold reference signals.
For å oppnå forsterkningsstyring blir den digitale toppverdien omformet til et analogt signal, og en passende forspen-ning blir tilført for å styre forsterkningen av forsterker 248. På lignende måte blir terskelreferanseverdien på ledning 86 holdt på det nivå som passer for hver transduser 36. To achieve gain control, the peak digital value is converted to an analog signal, and an appropriate bias voltage is applied to control the gain of amplifier 248. Similarly, the threshold reference value on wire 86 is maintained at the appropriate level for each transducer 36.
Den teknikk som beskrives her for å vurdere sementbindingen, muliggjør fortrinnsvis nøyaktig måling av eksentrisiteten til apparatet etter hvert som det beveges langs borehullet. Denne teknikken medfører som vist på fig. 10, en tidskrets 280 som blir energisert hver gang en transduser 36 først blir avfyrt. Tidskretsen 280 blir deaktivert for å lagre et målt tidsintervall når en foringsrefleksjon blir detektert av terskeldetektoren 84 som det fremgår av signalet på ledning 260. De målte tidsinter-vallene for de forskjellige transdusere bør være de samme, og eventuelle differanser kan tilskrives at apparatet ikke ligger i sentrum av foringen. Utgangen fra tidskretsen kan registreres eller plottes og behandles på passende måte for å måle og lokalisere eksentrisiteten av apparatet 210. The technique described here for assessing the cement bond preferably enables accurate measurement of the eccentricity of the apparatus as it is moved along the borehole. This technique entails, as shown in fig. 10, a timing circuit 280 which is energized each time a transducer 36 is first fired. The timing circuit 280 is deactivated to store a measured time interval when a liner reflection is detected by the threshold detector 84 as evidenced by the signal on wire 260. The measured time intervals for the different transducers should be the same, and any differences can be attributed to the apparatus not being located in the center of the liner. The output of the timing circuit may be recorded or plotted and processed as appropriate to measure and locate the eccentricity of the apparatus 210.
Den vertikale oppløsningen for apparatet 210 er en funksjon av den repetisjonshastighet med hvilken transduserne 36 blir energisert og frembringer detekterbare foringsrefleksjoner og etterklanger. The vertical resolution of the apparatus 210 is a function of the repetition rate at which the transducers 36 are energized and produce detectable liner reflections and reverberations.
En repetisjonsfrekvens så høy som 100 pr. sekund kan anvendes for å gi en oppløsning så liten som for omkring hver 2,5 mm når apparatet blir beveget med en loggehastighet på omkring 250 mm pr. sekund langs foringen. Et signal på ledning 213, se fig. 9, som er representativt for dybden av apparatet 210, blir frembrakt for å gjøre det mulig for en signalprosessor 215 A repetition frequency as high as 100 per second can be used to give a resolution as small as about every 2.5 mm when the apparatus is moved at a logging speed of about 250 mm per second. second along the lining. A signal on line 213, see fig. 9, which is representative of the depth of the apparatus 210, is produced to enable a signal processor 215
å kompensere for differansen i nivåene til transduserne 36. to compensate for the difference in the levels of the transducers 36.
Figurene 12, 13 og 14 Figures 12, 13 and 14
Figurene 12, 13 og 14 illustrerer en akustisk energikilde og detektor 300 for bruk i et apparat som beskrevet under henvisning til fig. 9. Detektoren/kilden 300 er radialt montert til et sylindrisk hus 302 med en monteringsbrakett 304 som har en sentral åpning 306 for opptagelse av en sylindrisk eller skivetransduser 36. Monteringsbraketten 304 strekker seg forbi den utstrålende flaten 37 til transduseren med en vegg 308 i åpningen som utvider seg svakt utover. Figures 12, 13 and 14 illustrate an acoustic energy source and detector 300 for use in an apparatus as described with reference to fig. 9. The detector/source 300 is radially mounted to a cylindrical housing 302 with a mounting bracket 304 having a central opening 306 for receiving a cylindrical or disc transducer 36. The mounting bracket 304 extends past the radiating surface 37 of the transducer with a wall 308 in the opening which expands slightly outwards.
Braketten 304 kan være montert direkte til huset 302 The bracket 304 can be mounted directly to the housing 302
slik som vist på fig. 12, eller med et mellomliggende avstands-organ 310 som vist på fig. 13. Med monteringen på fig. 12 kan avstanden D mellom transduseren og foringen gjøre at dette arrangementet kan brukes i mindre foringer, fra omkring 140 mm. Arrangementet på fig. 13 kan anvendes ved større foringer. as shown in fig. 12, or with an intermediate spacer 310 as shown in fig. 13. With the assembly in fig. 12, the distance D between the transducer and the casing means that this arrangement can be used in smaller casings, from about 140 mm. The arrangement in fig. 13 can be used for larger linings.
øen radiale orientering av transduserne 36 medfører fortrinnsvis ikke noe vindu eller mellomliggende materialer. Avstanden D mellom transduserflaten 37 og foringen 12 blir videre holdt så liten som mulig. The radial orientation of the transducers 36 preferably does not entail any window or intermediate materials. The distance D between the transducer surface 37 and the liner 12 is further kept as small as possible.
Siden en for liten avstand D muliggjør sekundærsendinger som interfererer med de interessante refleksjonene, kan ikke avstanden D være for liten. På den annen side kan dempningen i slammet bli for stor hvis avstanden D er for stor. Basert på de forventede dempninger kan det derfor velges en kompromissavstand. Since too small a distance D enables secondary transmissions that interfere with the reflections of interest, the distance D cannot be too small. On the other hand, the damping in the mud can become too large if the distance D is too large. Based on the expected damping, a compromise distance can therefore be chosen.
Dempningene kan variere avhengig av den type slam som brukes. Et tungt eller tett slam kan for eksempel forårsake en uønsket høy dempning. Ved valg av en passende akseptabel avstand D kan det derfor være nødvendig å spesifisere en øvre grense-verdi for slam-tettheten. Med en slik øvre grense kan den maksimale dempning være omkring 4 til 5 db pr. 25 mm i motsetning til en sterk slamdempning på omkring 8 til 10 db pr. 25 mm. The damping may vary depending on the type of mud used. A heavy or dense mud can, for example, cause an undesirably high damping. When choosing a suitable acceptable distance D, it may therefore be necessary to specify an upper limit value for the sludge density. With such an upper limit, the maximum attenuation can be around 4 to 5 db per 25 mm in contrast to a strong mud attenuation of around 8 to 10 db per 25 mm.
Med disse generelle begrensningene kan en akseptabel avstand være i størrelsesorden fra omkring 25 mm til 50 mm for de fleste foringer. With these general limitations, an acceptable distance can be in the order of about 25 mm to 50 mm for most liners.
Det beskrevne arrangement for apparatet 20 med en roterbar reflektor 38 kan varieres på flere måter. I noen tilfeller kan det for eksempel være ønskelig å montere reflektoren 38 i et kloss-organ nær veggen til foringen 12 for å redusere dempnings-effekten av en tett slamvæske. Man må imidlertid utvise stor forsiktighet så ikke reflektoren 38 kommer for nær veggen i foringen 12. The described arrangement for the apparatus 20 with a rotatable reflector 38 can be varied in several ways. In some cases, for example, it may be desirable to mount the reflector 38 in a block member near the wall of the liner 12 in order to reduce the damping effect of a dense mud liquid. However, great care must be taken so that the reflector 38 does not come too close to the wall in the lining 12.
Figurene 15 og 16 og 6 Figures 15 and 16 and 6
Foringstykkelsen blir målt ved å analysere frekvensspektret til etterklangssegmentet 72 (se fig. 4A) som er representativt for akustiske retursignaler som skyldes etterklanger som er bølger som kastes frem og tilbake mellom foringsveggene 13-13'. Når en akustisk puls slik som 50 blir rettet mot foringen 12, blir en betydelig energimengde ved resonansfrekvensen innfanget i foringsveggene. The lining thickness is measured by analyzing the frequency spectrum of the reverberation segment 72 (see Fig. 4A) which is representative of acoustic return signals due to reverberations which are waves thrown back and forth between the lining walls 13-13'. When an acoustic pulse such as 50 is directed at liner 12, a significant amount of energy at the resonant frequency is captured in the liner walls.
Etterklangssegmentet 72 har dominerende komponenter i en frekvensdel 320 (se figurene 6A-6C) som hovedsakelig tilsvarer søkkene 142. Søkkene 142 øker i dybde etter som kvaliteten av sementbindingen avtar, men den energimengden som er innfanget mellom foringsveggene, øker med dårligere binding mellom sementen og foringen. Den aktuelle amplityden til de akustiske retur-signalene i frekvensdelen 320 vil derfor variere. Vanligvis vil den aktuelle amplityden av de akustiske etterklangene innenfor frekvensdelen 320 reduseres etter hvert som den akustiske koblingen mellom foringen 12 og sementen 14 blir mer effektiv, dvs. etter hvert som sementbindingen blir bedre. The reverberation segment 72 has dominant components in a frequency portion 320 (see Figures 6A-6C) which mainly corresponds to the depressions 142. The depressions 142 increase in depth as the quality of the cement bond decreases, but the amount of energy trapped between the liner walls increases with poorer bonding between the cement and the liner. The actual amplitude of the acoustic return signals in the frequency part 320 will therefore vary. Generally, the actual amplitude of the acoustic reverberations within the frequency portion 320 will decrease as the acoustic coupling between the liner 12 and the cement 14 becomes more effective, i.e. as the cement bond improves.
Dette er vist i spektret på fig. 16 med kurvene 322 og 324 som henholdsvis illustrerer frekvensspektret for en frekvensdel 320 ved en dårlig sementbinding og en god sementbinding. This is shown in the spectrum in fig. 16 with the curves 322 and 324 which respectively illustrate the frequency spectrum for a frequency part 320 with a poor cement bond and a good cement bond.
Når det oppstår tynne områder i foringen 12, slik som ved 33.1 og 33.2 på fig. 15, har de en tendens til å påvirke vurderingen av sementbindingen. Virkningen av slike tynne områder på sementbindingen er ikke lett å forutsi og vil antagelig være en funksjon av slike faktorer som størrelse og sement-tilstand. For eksempel er der ingen sementbinding bak det tynne området 33.1, men siden foringen er betydelig tynnere her, blir mindre akustisk energi fanget inne i foringsveggene 13-13' enn tilfellet er for en foring av normal tykkelse, slik at det tynne området 33.1 kan opptre som en god binding. Hvis på den annen side en isolert tynn flekk slik som 33.2 opptrer på et område med god binding, kan foringen 12 opptre som om den hadde en dårlig binding. Det er derfor fordelaktig å kunne være i stand til å korrelere en måling av foringstykkelsen med en vurdering av sementbindingen for å fjerne tvetydigheter. When thin areas occur in the liner 12, such as at 33.1 and 33.2 in fig. 15, they tend to influence the assessment of the cement bond. The effect of such thin areas on the cement bond is not easy to predict and will presumably be a function of such factors as size and cement condition. For example, there is no cement bond behind the thin area 33.1, but since the lining is significantly thinner here, less acoustic energy is trapped inside the lining walls 13-13' than is the case for a lining of normal thickness, so that the thin area 33.1 can act as a good bond. If, on the other hand, an isolated thin spot such as 33.2 occurs in an area of good bond, the liner 12 may appear to have a poor bond. It is therefore advantageous to be able to correlate a measurement of the liner thickness with an assessment of the cement bond to remove ambiguities.
Målingen av foringstykkelsen blir utført med apparatet 326 på fig. 15 ved å danne et frekvensspektrum av etterklangssegmentet som utledet på ledning 63 på fig. 1. Frekvensspektret er karakterisert ved en eller flere topper av hvilke den største opptrer ved en grunnfrekvens hvis bølgelengde er to ganger tykkelsen av foringen. Andre topper opptrer ved frekvenser som er heltallige multipler av grunnfrekvensen. The measurement of the lining thickness is carried out with the device 326 in fig. 15 by forming a frequency spectrum of the reverberation segment as derived on line 63 of FIG. 1. The frequency spectrum is characterized by one or more peaks, the largest of which occurs at a fundamental frequency whose wavelength is twice the thickness of the lining. Other peaks occur at frequencies that are integer multiples of the fundamental frequency.
Fig. 16 illustrerer flere frekvensspektre 322, 324 for flere etterklangssegmenter 72 valgt fra forskjellige signaler. Det skal bemerkes at i presentasjonen av de forskjellige spektre på fig. 16, er det ikke ment å vise noe amplitydeforhold mellom spektret 52 for den akustiske pulsen 50 (se fig. 2 og 3) og de andre spektrene 322, 324, men det er bare ment å vise et frekvensforhold ved at spektrene 322, 324 opptrer innenfor frekvensbåndbredden til den innfallende akustiske pulsen. I praksis ville de absolutte amplitydene til de akustiske spektrene være ganske små sammenlignet med amplityden til den utsendte pulsen. Fig. 16 illustrates several frequency spectra 322, 324 for several reverberation segments 72 selected from different signals. It should be noted that in the presentation of the different spectra in fig. 16, it is not intended to show any amplitude ratio between the spectrum 52 of the acoustic pulse 50 (see Figs. 2 and 3) and the other spectra 322, 324, but it is only intended to show a frequency ratio in that the spectra 322, 324 appear within the frequency bandwidth of the incident acoustic pulse. In practice, the absolute amplitudes of the acoustic spectra would be quite small compared to the amplitude of the emitted pulse.
Av spesiell interesse er den relative frekvensforskyvning mellom spektertoppene 328, 330. Frekvensdifferansen mellom toppene 328, 330 kan tilskrives en forandring i tykkelsen L til foringen 12. Ved derfor å bestemme frekvensen til toppene som i vesentlig grad skyldes akustiske retursignaler fra etterklangene mellom foringsveggene, kan det oppnås en indikasjon på foringstykkelsen. Of particular interest is the relative frequency shift between the spectrum peaks 328, 330. The frequency difference between the peaks 328, 330 can be attributed to a change in the thickness L of the lining 12. Therefore, by determining the frequency of the peaks which are largely due to acoustic return signals from the reverberations between the lining walls, an indication of the lining thickness is obtained.
Fig. 17 Fig. 17
I en alternativ utførelsesform for bestemmelse av foringstykkelsen som vist på fig. 17, blir hele refleksjonssignalet på ledningen 63 digitalisert som beskrevet under henvisning til fig. 8 for vurdering av sementbindingen. Digitaliser-ings-prosessen blir påbegynt ved deteksjonen av ankomsten av foringsrefleksjonen i detektor 336 som beskrevet under henvisning til fig. 15. In an alternative embodiment for determining the lining thickness as shown in fig. 17, the entire reflection signal on line 63 is digitized as described with reference to fig. 8 for assessment of the cement bond. The digitizing process is initiated by the detection of the arrival of the liner reflection in detector 336 as described with reference to FIG. 15.
Utgangspulsen på ledning 338 fra detektoren 336 er en puls med tilstrekkelig varighet til å muliggjøre digitalisering av hele refleksjonssignalet slik som 64 (se fig. 4A). Denne pulsen aktiverer en krets 370 som frembringer en puls på ledning 372 med en varighet hovedsakelig lik varigheten av forings-ref leks j onssegmentet 70 vist på fig. 4. Pulsen på ledning 372 lukker så en analog foringslogikk-krets 374 for dette tidsrommet for å videreføre foringsrefleksjonssegmentet 70 til A/D-omformeren 172. Denne digitaliserer foringsrefleksjonssegmentet 70 og lagrer samplingene i et passende minne (ikke vist). The output pulse on line 338 from detector 336 is a pulse of sufficient duration to enable digitization of the entire reflection signal such as 64 (see Fig. 4A). This pulse activates a circuit 370 which produces a pulse on line 372 with a duration substantially equal to the duration of the liner reflection segment 70 shown in FIG. 4. The pulse on line 372 then closes an analog liner logic circuit 374 for this period of time to pass the liner reflection segment 70 to the A/D converter 172. This digitizes the liner reflection segment 70 and stores the samples in a suitable memory (not shown).
Når foringsrefleksjonssegmentet har passert, går pulsen på ledning 372 over i inaktiv tilstand, noe som i sin tur aktiverer en krets 342 til å frembringe en klargjøringspuls på ledning 344 for å tillate den analoge etterklangsporten 346 å videreføre et etterklangssegment 72 gjennom en forsterker 376, som har en forsterknings-styreinngang 374, til A/D-omformeren 172. When the liner reflection segment has passed, the pulse on line 372 goes into the inactive state, which in turn activates a circuit 342 to generate a make-up pulse on line 344 to allow the analog reverberation gate 346 to pass a reverberation segment 72 through an amplifier 376, which has a gain control input 374, to the A/D converter 172.
Forsterkeren 376 tillater forsterkning av det vanligvis svake etterklangssegmentet 72 for å oppnå en mer nøyaktig signalbehandling. Det digitaliserte refleksjonssignalet kan behandles nede i hullet, eller det kan overføres over kabelen ved hjelp av passende senderinnretning 380. The amplifier 376 allows amplification of the usually weak reverberation segment 72 to achieve more accurate signal processing. The digitized reflection signal can be processed downhole, or it can be transmitted over the cable using suitable transmitter device 380.
En signalprosessor 382 er tilveiebrakt for å bearbeide det digitaliserte refleksjonssignalet fra A/D-omformeren 172. Prosessoren 382 frembringer en foringstykkelsesbestemmelse ved 384 og et sementbindingsvurderingssignal, CB, ved 386. A signal processor 382 is provided to process the digitized reflection signal from the A/D converter 172. The processor 382 produces a casing thickness determination at 384 and a cement bond assessment signal, CB, at 386.
Foringstykkelsen blir bestemt ved å velge etterklangssamplingene Aj^ ved trinn 388 og frembringe et spektrum av disse ved 390 med en fouriertransformasjon. Spektret blir dannet av amplitydeverdiene A^ og tilhørende frekvensverdier F^. The lining thickness is determined by selecting the reverberation samples Aj^ at step 388 and producing a spectrum of these at 390 with a Fourier transform. The spectrum is formed by the amplitude values A^ and associated frequency values F^.
Spektret blir så avsøkt for å velge ut den maksimale toppverdien. Dette kan gjøres ved å innstille en teller ved 392 til lik antallet, DN, av etterklangssamplingene, en konstant K=l og verdiene av AMAX og FMAX lik null. The spectrum is then scanned to select the maximum peak value. This can be done by setting a counter at 392 equal to the number, DN, of the reverberation samples, a constant K=l and the values of AMAX and FMAX equal to zero.
Ved 394 blir det foretatt en test for å undersøke om amplitydeverdien A for samplingen K er større enn AMAX. Hvis dette er tilfelle, blir verdiene for AMAX og FMAX gjort lik A(K) og F(K) ved 392. De neste samplingene kan så undersøkes ved å øke K og minske telleren med én ved 398 og undersøke om telleren er lik null ved 400. At 394, a test is made to examine whether the amplitude value A for the sample K is greater than AMAX. If this is the case, the values of AMAX and FMAX are made equal to A(K) and F(K) at 392. The next samples can then be examined by incrementing K and decrementing the counter by one at 398 and examining whether the counter equals zero at 400.
Hvis ikke alle samplingene er avsøkt, er telleren ikke null, og søkingen etter en maksimal spektrumsverdi blir gjentatt ved 394. Når alle samplingene er blitt avsøkt, kan maksimum-verdiene AMAX og FMAX plottes ved 384 eller foringstykkelsen, L, utledet fra formelen L = N 2 — Q(-, FMAX)r- • If not all samples have been scanned, the counter is not zero and the search for a maximum spectrum value is repeated at 394. When all samples have been scanned, the maximum values AMAX and FMAX can be plotted at 384 or the liner thickness, L, derived from the formula L = N 2 — Q(-, FMAX)r- •
En sementbindingsvurdering kan hensiktsmessig gjøres ved at signalprosessoren 382 utnytter trinnene som beskrevet i forbindelse med fig. 8. A cement bond assessment can conveniently be made by the signal processor 382 utilizing the steps as described in connection with fig. 8.
Sementbindingssignalet CB varierer som en funksjon av foringstykkelsen. Denne variasjonen kan i det vesentlige fjernes fra sementbindingssignalet ved 402. Dette medfører divisjon av sementbindingssignalet CB med et foringstykkelsessignal L som bestemt ved 404 ut fra frekvensmålingen FMAX ved å bruke forings-tykkelsesforholdet som tidligere forklart. The cement bond signal CB varies as a function of liner thickness. This variation can be essentially removed from the cement bond signal at 402. This entails division of the cement bond signal CB by a casing thickness signal L as determined at 404 from the frequency measurement FMAX using the casing thickness ratio as previously explained.
Denne normaliseringen av sementbindingssignalet fjerner variasjonene som skyldes forandringer direkte proporsjonale med foringstykkelsen, og etterlater foringstykkelsesvirkninger av lavere orden. Sementbindingen for et spesielt radialt segment kan således med fordel utledes på en måte som i det vesentlige er ufølsom for foringstykkelsen ved vedkommende radiale segment. Sementbindingsnormalisering i forhold til foringstykkelsen kan også utføres direkte med et sementbindingssignal som er tilgjengelig ved 182 på fig. 17, eller på ledning 117 på fig. 1 før normalisering med foringsrefleksjonssignalet. Det sistnevnte signalet kan så anvendes for ytterligere å normalisere sementbindingsvurderingen som beskrevet. This normalization of the cement bond signal removes the variations due to changes directly proportional to liner thickness, leaving behind lower order liner thickness effects. The cement bond for a particular radial segment can thus advantageously be derived in a way that is essentially insensitive to the lining thickness at the relevant radial segment. Cement bond normalization relative to casing thickness can also be performed directly with a cement bond signal available at 182 in FIG. 17, or on wire 117 in fig. 1 before normalization with the liner reflection signal. The latter signal can then be used to further normalize the cement bond assessment as described.
Fig. 18 illustrerer en annen form 460 for et akustisk apparat til undersøkelse av sementbinding (sementer ing), hvor det som på fig. 1 anvendes en roterbar reflektor 38. Apparatet 460 er forsynt med en stasjonær transduser 36 og en langstrakt sylinder 462 sentralt og roterbart montert i forhold til apparatet 460 omkring en rotasjonsakse 464 som i denne utførelsesform fortrinnsvis faller sammen med den sentrale apparataksen. Fig. 18 illustrates another form 460 for an acoustic apparatus for examining cement bonding (cement ing), where, as in fig. 1, a rotatable reflector 38 is used. The device 460 is provided with a stationary transducer 36 and an elongated cylinder 462 centrally and rotatably mounted in relation to the device 460 around a rotation axis 464 which in this embodiment preferably coincides with the central device axis.
Apparatet 460 har et ringformet akustisk transparent vindu 466 montert mellom en øvre apparatseksjon 468 og en nedre apparatseksjon 470. Sylinderen 462 spenner over vinduet 466 inne i apparatet og ligger gjennom lagre 472 dreibart an mot den øvre og den nedre seksjon 468, 470. The apparatus 460 has an annular acoustically transparent window 466 mounted between an upper apparatus section 468 and a lower apparatus section 470. The cylinder 462 spans the window 466 inside the apparatus and lies through bearings 472 rotatably against the upper and the lower sections 468, 470.
Sylinderen 462 har et rørformet avsnitt inn i hvilket transduseren 36 strekker seg gjennom en åpen ende ved 476. Det rørformede avsnittet ender ved reflektoren 38 hvorfra sylinderen fortrinnsvis er massiv ned til sin ende 476. Sylinderen 462 er forsynt med et par ringformede flenser 478.1 og 478.2 som strekker seg radialt. Lagrene 472 er festet mot flensene 478 med ringformede foringer 480 som er festet til apparatseksjonene 468, 470 med skruer slik som 482. Lagrene 472 passer inn i aksialt åpne ringformede spor 484, 486 i flensene 478 og foringene 480. Lagrene 464 frembringer både radial og aksial opplagring med lav friksjon. Ytterligere lagre og flenser kan anvendes om nødvendig. The cylinder 462 has a tubular section into which the transducer 36 extends through an open end at 476. The tubular section ends at the reflector 38 from which the cylinder is preferably solid down to its end 476. The cylinder 462 is provided with a pair of annular flanges 478.1 and 478.2 which extends radially. The bearings 472 are attached to the flanges 478 with annular bushings 480 which are attached to the apparatus sections 468, 470 with screws such as 482. The bearings 472 fit into axially open annular grooves 484, 486 in the flanges 478 and the bushings 480. The bearings 464 produce both radial and axial bearing with low friction. Additional bearings and flanges can be used if necessary.
Sylinderen 462 er av robust og sterk konstruksjon for å forsterke den nedre apparatseksjonen 470 til hvilken en belast-nings frembringende anordning slik som en utenpå montert sentreringsinnretning (ikke vist) kan være montert. Sylinderen 462 utgjør således en forsterkende bro over det akustiske vinduet 466. Muligheten til å anvende en sentreringsanordning under den roterende reflektoren 38 muliggjør en nøyaktig anbringelse av rota-sjonsaksen 464 i forhold til foringen 12, og opprettholder derfor The cylinder 462 is of robust and strong construction to reinforce the lower apparatus section 470 to which a load producing device such as an externally mounted centering device (not shown) may be mounted. The cylinder 462 thus forms a reinforcing bridge over the acoustic window 466. The possibility of using a centering device under the rotating reflector 38 enables an accurate placement of the axis of rotation 464 in relation to the liner 12, and therefore maintains
en nøyaktig avstand mellom reflektoren 38 og foringen 12. an exact distance between the reflector 38 and the liner 12.
Den akustiske reflektoren 38 har en ref leks j onsvinkel ol med en størrelse som er nødvendig for å muliggjøre akustisk kommunikasjon gjennom en på siden anbrakt åpning 490 i det rør-formede avsnittet 474. Foran åpningen 490 og i nærheten av den ytre veggen til den øvre apparatseksjonen 468 er det akustiske vinduet 466 formet av et materiale som har en forutbestemt akustisk impedans og er gitt en form som er valgt for å minimere uønsket akustisk refleksjon. The acoustic reflector 38 has a reflection angle 10 of a magnitude necessary to enable acoustic communication through a side opening 490 in the tubular section 474. In front of the opening 490 and near the outer wall of the upper the apparatus section 468 is the acoustic window 466 formed from a material having a predetermined acoustic impedance and given a shape selected to minimize unwanted acoustic reflection.
Det akustiske vinduet 466 er dannet av et materiale hvis akustiske impedans ligger tett opp til den akustiske impedansen til et fluidum, slik som beskrevet under henvisning til fig. 1, og som befinner seg i rommet mellom kilden 36, reflektoren 38 og vinduet 466. De akustiske temperatur- og trykk-koeffisientene, dvs. forandringen i akustisk impedans som en funksjon av trykk og temperatur for både fluidet og vinduet 466, er valgt så like som praktisk mulig. Det akustiske vinduet 466 kan være laget av et materiale som beskrevet under henvisning til fig. 1, eller av polysulfon, et materiale solgt av Union Carbide Corporation under varemerket "RADEL" og som har en akustisk hastighet på omkring 2200 m/sek. Når en akustisk puls derfor blir frembrakt av kilden 36 mot reflektoren 38, passerer den akustiske energien gjennom grenseflaten mellom fluidet og vinduet,492, med et mini-mum av refleksjon. The acoustic window 466 is formed of a material whose acoustic impedance is close to the acoustic impedance of a fluid, as described with reference to fig. 1, and which is located in the space between the source 36, the reflector 38 and the window 466. The acoustic temperature and pressure coefficients, i.e. the change in acoustic impedance as a function of pressure and temperature for both the fluid and the window 466, are chosen as as practically possible. The acoustic window 466 may be made of a material as described with reference to FIG. 1, or of polysulfone, a material sold by Union Carbide Corporation under the trademark "RADEL" and which has an acoustic velocity of about 2200 m/sec. Therefore, when an acoustic pulse is produced by the source 36 towards the reflector 38, the acoustic energy passes through the interface between the fluid and the window, 492, with a minimum of reflection.
For ytterligere å redusere virkningen av akustiske refleksjoner fra et vindu innskutt mellom kilden 36 og foringen 12, To further reduce the effect of acoustic reflections from a window interposed between source 36 and liner 12,
er vinduet konisk formet med en skråningsvinkel 9 i forhold til reflektoren 38 som beskrevet under henvisning til fig. 1, for å tillate bruk av en stor reflektor 38, og også for å avbøye sekundærsendinger vekk fra foringen 12. the window is conically shaped with an inclination angle 9 in relation to the reflector 38 as described with reference to fig. 1, to allow the use of a large reflector 38, and also to deflect secondary transmissions away from the liner 12.
Transduseren 36 på fig. 18 er montert til en brakett 494 festet til veggen i apparatseksjonen 468. En elektrisk kabel 496 forbinder transduseren 36 til elektroniske kretser (ikke vist). The transducer 36 in fig. 18 is mounted to a bracket 494 attached to the wall of the apparatus section 468. An electrical cable 496 connects the transducer 36 to electronic circuitry (not shown).
En rotasjonsdrivanordning for sylinderen 462 er utstyrt med en elektrisk motor 498 montert inne i apparatet 460 og har en utgangsaksel 500. En tannhjulsutveksling 502 forbinder motor-akselen 500 med sylinderen 462. A rotary drive device for the cylinder 462 is equipped with an electric motor 498 mounted inside the apparatus 460 and has an output shaft 500. A gear transmission 502 connects the motor shaft 500 to the cylinder 462.
Tannhjulsutvekslingen 502 kan ha mange forskjellige former og er illustrert sammensatt av et par tannhjul 504, 506 med det sistnevnte montert til en aksel 508 opplagret i en foring 510 på braketten 494. Et vinkeldrev dannet av 45° koniske tannhjul 512, 514 blir brukt til å forbinde akselen 508 med sylinderen 462. The gear transmission 502 can take many different forms and is illustrated composed of a pair of gears 504, 506 with the latter mounted to a shaft 508 supported in a bushing 510 on the bracket 494. A bevel gear formed by 45° bevel gears 512, 514 is used to connect shaft 508 to cylinder 462.
Med et apparat som vist på fig. 18, strekker den konstruk-sjonsmessige integriteten til apparatet seg til under det ringformede vinduet 466. Dette tilveiebringer ytterligere styrke under vinduet og tillater sentrering i forhold til foringen 12 ved hjelp av en sentreringsinnretning. Vinduet 466 kan lages tilstrekkelig sterkt til å motstå slike vridningskrefter som kan oppstå på grunn av den roterbare sylinderen 462. With an apparatus as shown in fig. 18, the structural integrity of the apparatus extends below the annular window 466. This provides additional strength below the window and allows centering with respect to the liner 12 using a centering device. The window 466 can be made sufficiently strong to withstand such twisting forces as may occur due to the rotatable cylinder 462.
Claims (38)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO823351A NO166016C (en) | 1977-07-11 | 1982-10-06 | PROCEDURE AND APPARATUS FOR DETERMINING THE THICKNESS OF LINING BEETS. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US81458877A | 1977-07-11 | 1977-07-11 | |
US05/911,016 US4255798A (en) | 1978-05-30 | 1978-05-30 | Method and apparatus for acoustically investigating a casing and cement bond in a borehole |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO782193L NO782193L (en) | 1979-01-12 |
NO157197B true NO157197B (en) | 1987-10-26 |
NO157197C NO157197C (en) | 1988-02-03 |
Family
ID=27123864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO782193A NO157197C (en) | 1977-07-11 | 1978-06-23 | PROCEDURE AND APPARATUS FOR AA DETERMINE THE QUALITY OF CEMENTATION ROUND A LINING ROOM. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU529513B2 (en) |
BR (1) | BR7804364A (en) |
CA (1) | CA1129066A (en) |
DE (1) | DE2829982A1 (en) |
EG (1) | EG13406A (en) |
FR (1) | FR2400613B1 (en) |
GB (2) | GB2002902B (en) |
IT (1) | IT1096934B (en) |
MX (1) | MX144838A (en) |
MY (2) | MY8500174A (en) |
NL (1) | NL187089C (en) |
NO (1) | NO157197C (en) |
OA (1) | OA06008A (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2143036B (en) * | 1983-07-08 | 1986-10-15 | Atomic Energy Authority Uk | Ultrasonic resonance for detecting changes in elastic properties |
GB8318606D0 (en) * | 1983-07-08 | 1983-08-10 | Atomic Energy Authority Uk | Ultrasonic resonance for detecting changes in elastic properties |
US4522063A (en) * | 1983-09-16 | 1985-06-11 | T. D. Williamson, Inc. | Methods and apparatus for indicating selected physical parameters in a pipeline |
US4587641A (en) * | 1984-02-07 | 1986-05-06 | Shell Oil Company | Downhole fracture analysis |
US4805156A (en) * | 1986-09-22 | 1989-02-14 | Western Atlas International, Inc. | System for acoustically determining the quality of the cement bond in a cased borehole |
WO2016003549A1 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | Halliburton Energy Services Inc. | Peak analysis of ultrasonic waveforms for cement bond logging |
RU2660307C1 (en) * | 2017-07-13 | 2018-07-05 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method of investigation of geometric parameters of cavern of underground gas storage |
US11156077B2 (en) | 2018-06-08 | 2021-10-26 | Wwt North America Holdings, Inc. | Casing imaging method |
GB2602744B (en) | 2019-08-19 | 2023-12-20 | Wireless Instr System As | Method and apparatus of untethered casing and bore hole survey through the drill string while tripping out drill pipe |
CN115680618A (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-03 | 中国石油化工股份有限公司 | Array type multi-frequency sound wave oil-gas well casing visualization method and detection device |
CN113984179B (en) * | 2021-10-25 | 2023-09-19 | 中国人民解放军海军工程大学 | Static ocean reverberation measurement acquisition method and device |
CN114839277B (en) * | 2022-02-17 | 2024-06-21 | 阳江核电有限公司 | Nuclear power plant lining adhesive bonding state online detection and evaluation method |
CN115853500B (en) * | 2022-11-14 | 2024-06-28 | 中国石油大学(华东) | Method for inverting instrument eccentricity and sector cement bond status by matching casing wave azimuth arrival time and amplitude directivity diagram |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2538114A (en) * | 1944-10-17 | 1951-01-16 | Bell Telephone Labor Inc | Thickness measurement |
US2848891A (en) * | 1954-08-19 | 1958-08-26 | Gen Motors Corp | Apparatus for ultrasonic testing |
US3175639A (en) * | 1960-10-19 | 1965-03-30 | Liben William | Method for measuring formation porosity, permeability and mud cake thickness in oil well bore holes by sonic pulses |
US3339666A (en) * | 1964-10-27 | 1967-09-05 | Mcdonald Pat | Pulsed high frequency acoustic logging |
US3340953A (en) * | 1966-02-18 | 1967-09-12 | Mobil Oil Corp | Acoustic logging of cased boreholes at a frequency determined by casing thickness |
US3401772A (en) * | 1967-06-27 | 1968-09-17 | Schlumberger Technology Corp | Method for logging cased boreholes |
US3401773A (en) * | 1967-12-04 | 1968-09-17 | Schlumberger Technology Survey | Method and apparatus for cement logging of cased boreholes |
US3595069A (en) * | 1969-02-14 | 1971-07-27 | Panametrics | Ultrasonic sensing system |
US3504758A (en) * | 1969-02-19 | 1970-04-07 | Schlumberger Technology Corp | Acoustic well-logging apparatus |
US3504759A (en) * | 1969-02-19 | 1970-04-07 | Schlumberger Technology Corp | Acoustic well-logging apparatus |
US3697937A (en) * | 1969-07-09 | 1972-10-10 | Schlumberger Technology Corp | Acoustic reflection coefficient logging |
US3732947A (en) * | 1969-07-09 | 1973-05-15 | Schlumberger Technology Corp | Cement evaluation logging |
US3747702A (en) * | 1970-05-25 | 1973-07-24 | Schlumberger Technology Corp | Cement evaluation logging utilizing reflection coefficients |
US3741334A (en) * | 1971-05-21 | 1973-06-26 | Krautkraemer Gmbh | Method and apparatus for measuring thickness by exciting and measuring free resonance frequency |
FR2172808B1 (en) * | 1972-02-22 | 1978-09-29 | Inst Francais Du Petrole | |
US3752257A (en) * | 1972-03-07 | 1973-08-14 | Dresser Ind | Acoustic well logging method and apparatus using pipe as an acoustic transmitter |
SU405095A1 (en) * | 1972-04-24 | 1973-10-22 | ACOUSTIC SYSTEM WELLING DEVICE ACOUSTIC VIDEO CARE | |
US3914987A (en) * | 1973-10-03 | 1975-10-28 | Krautkramer Branson | Ultrasonic measuring apparatus for determining wall thickness of a workpiece |
US3974476A (en) * | 1975-04-25 | 1976-08-10 | Shell Oil Company | Highly-directional acoustic source for use in borehole surveys |
US4003244A (en) * | 1975-09-30 | 1977-01-18 | Krautkramer-Branson, Incorporated | Ultrasonic pulse-echo thickness measuring apparatus |
-
1978
- 1978-06-23 NL NLAANVRAGE7806810,A patent/NL187089C/en active Search and Examination
- 1978-06-23 NO NO782193A patent/NO157197C/en unknown
- 1978-06-26 AU AU37450/78A patent/AU529513B2/en not_active Expired
- 1978-07-04 GB GB7828819A patent/GB2002902B/en not_active Expired
- 1978-07-06 BR BR7804364A patent/BR7804364A/en unknown
- 1978-07-06 IT IT25401/78A patent/IT1096934B/en active
- 1978-07-07 DE DE19782829982 patent/DE2829982A1/en active Granted
- 1978-07-07 MX MX174099A patent/MX144838A/en unknown
- 1978-07-10 CA CA307,071A patent/CA1129066A/en not_active Expired
- 1978-07-10 FR FR7820515A patent/FR2400613B1/en not_active Expired
- 1978-07-11 EG EG434/78A patent/EG13406A/en active
- 1978-07-11 OA OA56558A patent/OA06008A/en unknown
-
1980
- 1980-07-04 GB GB8035388A patent/GB2059064B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-12-30 MY MY174/85A patent/MY8500174A/en unknown
- 1985-12-31 MY MY1985194A patent/MY8500194A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL7806810A (en) | 1979-01-15 |
IT1096934B (en) | 1985-08-26 |
AU3745078A (en) | 1980-01-03 |
DE2829982A1 (en) | 1979-02-01 |
NO782193L (en) | 1979-01-12 |
FR2400613A1 (en) | 1979-03-16 |
GB2002902B (en) | 1982-05-06 |
NL187089C (en) | 1991-05-16 |
MX144838A (en) | 1981-11-24 |
MY8500194A (en) | 1985-12-31 |
DE2829982C2 (en) | 1987-10-15 |
AU529513B2 (en) | 1983-06-09 |
NO157197C (en) | 1988-02-03 |
GB2002902A (en) | 1979-02-28 |
OA06008A (en) | 1981-06-30 |
GB2059064A (en) | 1981-04-15 |
BR7804364A (en) | 1979-04-10 |
IT7825401A0 (en) | 1978-07-06 |
GB2059064B (en) | 1982-09-15 |
CA1129066A (en) | 1982-08-03 |
FR2400613B1 (en) | 1986-07-25 |
MY8500174A (en) | 1985-12-31 |
EG13406A (en) | 1981-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4255798A (en) | Method and apparatus for acoustically investigating a casing and cement bond in a borehole | |
US4382290A (en) | Apparatus for acoustically investigating a borehole | |
US10253615B2 (en) | Method and a system for ultrasonic inspection of well bores | |
US5763773A (en) | Rotating multi-parameter bond tool | |
US4703427A (en) | Method for evaluating the quality of cement surrounding the casing of a borehole | |
US4733380A (en) | Apparatus and method for acoustically investigating a casing set in a borehole | |
CA2202490C (en) | Method and apparatus for determining the thickness of a well bore casing | |
CA2014875C (en) | Logging method and apparatus for acoustic inspection of a borehole fitted with casing | |
EP0376580B1 (en) | Method for acoustically measuring wall thickness of tubular goods | |
US7587936B2 (en) | Apparatus and method for determining drilling fluid acoustic properties | |
US5089989A (en) | Method and apparatus for measuring the quality of a cement to a casing bond | |
US4685092A (en) | Method and apparatus for the acoustic inspection of a borehole fitted with casing | |
NO157197B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR AA DETERMINE THE QUALITY OF CEMENTATION ROUND A LINING ROOM. | |
NO335149B1 (en) | Method of internal examination of pipes | |
MXPA06001468A (en) | Multimode acoustic imaging in cased wells. | |
NO331325B1 (en) | Method and apparatus for ultrasonic imaging of a lined well | |
CN102128029B (en) | Double-interface ultrasonic detection imaging method for cased well | |
NO343125B1 (en) | Method and apparatus for detecting echo maximum when logging acoustic images of wellbore feeding tubes | |
US4885723A (en) | Acoustic apparatus and method for detecting borehole wall discontinuities such as vertical fractures | |
AU2015200125A1 (en) | Ultrasonic logging methods and apparatus for measuring cement and casing properties using acoustic echoes | |
NO345791B1 (en) | A Method of identifying a material and/or condition of a material in a borehole | |
JP3287620B2 (en) | Apparatus and method for inspecting borehole environment | |
FR3027946A1 (en) | INSPECTION TOOL FOR A HIGH FREQUENCY UNDERGROUND ENVIRONMENT | |
NL9002378A (en) | Borehole casing thickness determn. method - selects reverberation segment from reflected acoustic signal | |
Deltombe et al. | Field examples from an acoustic casing inspection tool |