RU2213219C1 - Borehole geometry tool - Google Patents
Borehole geometry toolInfo
- Publication number
- RU2213219C1 RU2213219C1 RU2002122993A RU2002122993A RU2213219C1 RU 2213219 C1 RU2213219 C1 RU 2213219C1 RU 2002122993 A RU2002122993 A RU 2002122993A RU 2002122993 A RU2002122993 A RU 2002122993A RU 2213219 C1 RU2213219 C1 RU 2213219C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- measuring
- permanent magnet
- housing
- torsion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах и может найти применение в разведочной и промысловой геофизике. The invention relates to geophysical research in wells and can find application in exploration and production geophysics.
Известен профилемер скважинный [1], содержащий измерительные рычаги и преобразователь перемещений, каждый измерительный рычаг которого выполнен в виде вогнутой в сторону оси профилемера упругой рессоры с наклеенным на его поверхности тензорезистором. Known borehole profiler [1], containing measuring levers and a displacement transducer, each measuring lever of which is made in the form of an elastic spring concave towards the axis of the profiler of an elastic spring with a strain gauge glued on its surface.
Недостатком известного профилемера является сложность и ненадежность герметизации тензорезисторов и отводящих проводов. A disadvantage of the known profiler is the complexity and unreliability of sealing strain gages and lead wires.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является профилемер скважинный [2] , содержащий корпус, в котором размещена герметичная немагнитная камера, шарнирно соединенный с корпусом и подпружиненный относительно него измерительный рычаг и преобразователь механического перемещения рычага в электрический сигнал, связанный с одним из концов измерительного рычага, второй конец которого предназначен для сопряжения со стенкой скважины. Преобразователь механического перемещения в электрический сигнал выполнен в виде феррозондового магнитометра с постоянным магнитом, установленным на одном шарнирно соединенном конце измерительного рычага вдоль его продольной оси, при этом феррозондовый магнитометр установлен в герметичной немагнитной камере и феррозонд его установлен перпендикулярно продольной оси профилемера. Closest to the proposed invention is a borehole profiler [2], comprising a housing in which a sealed non-magnetic chamber is placed pivotally connected to the housing and a measuring lever spring-loaded relative to it and a converter for mechanical movement of the lever into an electrical signal connected to one of the ends of the measuring lever, the second the end of which is designed to interface with the wall of the well. The transducer of mechanical displacement into an electric signal is made in the form of a fluxgate magnetometer with a permanent magnet mounted on one pivotally connected end of the measuring arm along its longitudinal axis, while the fluxgate magnetometer is installed in a sealed non-magnetic chamber and its fluxgate is installed perpendicular to the longitudinal axis of the profiler.
Недостатком указанного профилемера является недостаточно высокая точность измерений, вызванная применением однорычажной системы измерения профиля скважины. Практическая реализация многорычажного профилемера по данному авторскому свидетельству приведет к увеличению поперечных размеров профилемера, а также вызовет взаимовлияние магнитных полей соседних преобразователей. The disadvantage of this profiler is the insufficiently high measurement accuracy caused by the use of a single lever system for measuring the profile of the well. The practical implementation of a multi-link profiler according to this copyright certificate will lead to an increase in the transverse dimensions of the profiler, as well as cause mutual influence of the magnetic fields of adjacent transducers.
Перед авторами заявляемого изобретения стояла задача более точного измерения поперечного сечение скважины, то есть определения его формы и размеров. Решение этой задачи важно для интерпретации данных геофизических исследований для выявления желобов с целью предотвращения аварий при бурении, контроля спуска обсадной колонны и подсчетов фактического количества цемента, необходимого для цементирования обсадной колонны. The authors of the claimed invention had the task of more accurately measuring the cross section of the well, that is, determining its shape and size. The solution to this problem is important for the interpretation of geophysical research data to identify trenches in order to prevent accidents during drilling, control the casing descent and calculate the actual amount of cement needed to cement the casing.
Указанная задача решена благодаря тому, что в скважинном профилемере, содержащем корпус с шарнирно соединенным с ним подпружиненным рычагом, преобразователь механического перемещения рычага в электрический сигнал, выполненный в виде магнитометра с постоянным магнитом, равномерно по окружности наружной поверхности корпуса размещены несколько независимых измерительных рычагов. Каждый измерительный рычаг с помощью подвижного шарнира, установленного в пазу измерительного рычага, соединен со своим вспомогательным рычагом, шарнирно закрепленным на наружной поверхности корпуса,, и связан со своим преобразователем механического перемещения в электрический сигнал. Каждый измерительный рычаг подпружинен пружинами кручения - торсионами. Каждый торсион установлен вдоль продольной оси корпуса, на подвижном торце торсиона закреплен постоянный магнит и соосно с ним установлен магниточувствительный элемент преобразователя. This problem is solved due to the fact that in the borehole profiler containing a housing with a spring-loaded lever pivotally connected to it, a converter for mechanical movement of the lever into an electric signal, made in the form of a magnetometer with a permanent magnet, several independent measuring levers are uniformly distributed around the circumference of the outer surface of the body. Each measuring lever with a movable hinge installed in the groove of the measuring lever is connected to its auxiliary lever, pivotally mounted on the outer surface of the housing, and connected to its transducer of mechanical movement into an electrical signal. Each measuring lever is spring loaded with torsion springs - torsion bars. Each torsion bar is installed along the longitudinal axis of the housing, a permanent magnet is fixed on the movable end of the torsion bar, and a magnetically sensitive transducer element is mounted coaxially with it.
Кроме того, постоянный магнит выполнен с поперечной намагниченностью и установлен в магнитном экране, а в качестве магниточувствительного элемента используется магниторезистивный датчик угла поворота, размещенный в зоне действия магнитного поля постоянного магнита. In addition, the permanent magnet is made with transverse magnetization and installed in a magnetic screen, and a magnetoresistive angle sensor located in the zone of action of the magnetic field of the permanent magnet is used as a magnetically sensitive element.
Новым по отношению к прототипу является то, что в скважинном профилемере, содержащем корпус с шарнирно соединенным с ним измерительным подпружиненным рычагом, преобразователь механического перемещения рычага в электрический сигнал, выполненный в виде магнитометра с постоянным магнитом по окружности наружной поверхности корпуса, размещены равномерно несколько измерительных рычагов. Каждый измерительный рычаг имеет фигурный паз, в котором установлен подвижный шарнир, с помощью которого к измерительному рычагу присоединяется вспомогательный рычаг. Каждый измерительный рычаг соединен со своим преобразователем механического перемещения в электрический сигнал и подпружинен кинематически связанным с ним торсионом. Торсион установлен вдоль продольной оси корпуса. Один торец торсиона закреплен неподвижно, а на подвижном торце торсиона закреплен постоянный магнит и соосно с ним установлен магниточувствительный элемент преобразователя. Постоянный магнит выполнен с поперечной намагниченностью, установлен в магнитном экране и в качестве магниточувствительного элемента используется магниторезистивный датчик угла поворота, размещенный в зоне действия магнитного поля постоянного магнита. New with respect to the prototype is that in the borehole profilometer comprising a housing with a measuring spring-loaded lever pivotally connected to it, a converter for mechanical movement of the lever into an electrical signal, made in the form of a magnetometer with a permanent magnet around the circumference of the outer surface of the housing, several measuring arms are evenly placed . Each measuring lever has a figured groove in which a movable hinge is installed, by means of which an auxiliary lever is connected to the measuring lever. Each measuring arm is connected to its own transducer of mechanical displacement into an electrical signal and is spring-loaded with a torsion kinematically connected with it. A torsion bar is installed along the longitudinal axis of the housing. One end of the torsion bar is fixed motionless, and a permanent magnet is fixed on the moving end of the torsion bar and a magnetically sensitive transducer element is mounted coaxially with it. The permanent magnet is made with transverse magnetization, installed in a magnetic screen, and a magnetoresistive rotation angle sensor located in the magnetic field of the permanent magnet is used as a magnetically sensitive element.
Применение магниточувствительных датчиков позволяет обойтись без ввода рычагов внутрь корпуса регистрирующего электронного блока, что исключает подвижные уплотнения и маслонаполненный корпус, повышая эксплуатационные свойства аппаратуры. The use of magnetosensitive sensors eliminates the need for levers to enter the housing of the recording electronic unit, which eliminates moving seals and oil-filled housing, increasing the operational properties of the equipment.
Торсионы имеют возможность компенсировать неточности изготовления - несоосность и перекосы, амортизируют колебания крутящего момента, обеспечивают мягкость и плавность хода рычагов. Благодаря малым радиальным размерам торсионы хорошо вписываются в габариты внутренней полости корпуса, позволяют создать многорычажную систему в минимальных габаритах, не подвержены загрязнениям, легко промываются. Ранее в скважинной аппаратуре не применялись. Torsion bars have the ability to compensate for manufacturing inaccuracies - misalignment and distortions, dampen torque fluctuations, provide softness and smoothness of the levers. Due to the small radial dimensions, the torsion bars fit well into the dimensions of the internal cavity of the housing, allow you to create a multi-link system in the smallest dimensions, are not susceptible to contamination, and are easily washed. Previously, downhole equipment was not used.
Описанная совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, и изобретение является новым. The described set of essential features is not known from the prior art, and the invention is new.
На чертеже представлен общий вид скважинного профилемера. The drawing shows a General view of the downhole profiler.
Скважинный профилемер содержит корпус 1 с шарнирно соединенными с ним независимыми измерительными подпружиненными рычагами 2, преобразователи механического перемещения рычага в электрический сигнал, включающие магниточувствительные элементы 3 и постоянные магниты 4. Независимые измерительные рычаги 2 размещены равномерно по окружности наружной поверхности корпуса 1, каждый измерительный рычаг 2 с помощью подвижного шарнира 5, установленного в пазу измерительного рычага, соединен со своим вспомогательным рычагом 6, служащим для безаварийного спуска в скважину. Вспомогательный рычаг 6 шарнирно закреплен на наружной поверхности корпуса 1 и связан со своим измерительным рычагом 2. Каждый измерительный рычаг 2 подпружинен кинематически связанным с ним торсионом 7, установленным вдоль продольной оси корпуса 1, и жестко зафиксирован одним концом в корпусе. На подвижном торце торсиона 7 закреплен постоянный магнит 4 и соосно с ним установлен магниточувствительный элемент 3. Кинематическая связь торсиона с измерительным рычагом осуществлена посредством коромысла с толкателем 8 таким образом, что угол поворота подвижного торца торсиона пропорционален отклонению измерительного рычага 2 до стенки скважины. Постоянный магнит 4 выполнен с поперечной намагниченностью и установлен в магнитном экране 9, в качестве магниточувствительного элемента используется магниторезистивный датчик угла поворота. The downhole profiler comprises a housing 1 with independent spring-loaded measuring levers 2 pivotally connected to it, transducers of mechanical movement of the lever into an electrical signal, including magnetically sensitive elements 3 and permanent magnets 4. Independent measuring levers 2 are placed evenly around the outer surface of the housing 1, each measuring lever 2 with the help of a movable hinge 5 mounted in the groove of the measuring lever, connected to its auxiliary lever 6, which serves for bezavar another descent into the well. The auxiliary lever 6 is pivotally mounted on the outer surface of the housing 1 and is connected with its measuring lever 2. Each measuring lever 2 is spring-loaded with a kinematically connected torsion 7 mounted along the longitudinal axis of the housing 1 and is rigidly fixed at one end in the housing. A permanent magnet 4 is fixed on the movable end of the torsion 7 and a magnetically sensitive element 3 is mounted coaxially with it. The kinematic connection of the torsion with the measuring lever is carried out by means of the rocker arm with the pusher 8 so that the angle of rotation of the moving end of the torsion is proportional to the deviation of the measuring lever 2 to the well wall. The permanent magnet 4 is made with transverse magnetization and is installed in the magnetic screen 9, a magnetoresistive angle sensor is used as a magnetically sensitive element.
Скважинный профилемер работает следующим образом. Измерения осуществляются как при подъеме, так и при спуске его в скважину. При определении профиля скважины опорные ролики шарниров 5 прижаты к стенкам скважины. Измерительные рычаги 2, 6 подпружинены торсионами 7. При изменении диаметра скважины меняется положение шарниров 5. Шарниры 5 установлены в фигурных пазах, выполненных по дуге окружности, что обеспечивает скольжение опорных роликов шарниров 5 по стенке скважины во всем диапазоне измеряемых диаметров, а самих шарниров 5 по радиусному пазу измерительного рычага 2. Через измерительный 2 рычаг, который связан кинематически с торсионом 7, меняется угол поворота подвижного торца торсиона 7. Вспомогательные рычаги 6 служат для надежного спуска профилемера в скважину и исключения возможности поломки рычагов. Чем меньше диаметр скважины, тем больше угол поворота подвижного торца торсиона 7, на котором закреплен постоянный магнит 4. Изменения угла поворота постоянного магнита 4 вызывают пропорциональные изменения электрического сигнала магниточувствительного элемента 3. Каждый измерительный рычаг 2 работает независимо от остальных, что повышает информативность измерений и обеспечивает, при достаточном количестве рычагов, точность восстановления профиля поперечного сечения скважины. Автономная работа каждой рычажной пары 2 и 6 обеспечена установкой шарнира 5 в фигурном пазу измерительного рычага 2 и жестким закреплением рычагов в корпусе 1. Это дает возможность мягко без заклинивании складывать рычагов 2, 6 как при плавном, так и при резком сужении диаметра скважин. Downhole profiler works as follows. Measurements are taken both during ascent and when it is lowered into the well. When determining the profile of the well, the support rollers of the hinges 5 are pressed against the walls of the well. The measuring levers 2, 6 are spring-loaded with torsions 7. When changing the diameter of the well, the position of the hinges changes 5. The hinges 5 are mounted in curly grooves made in a circular arc, which ensures that the support rollers of the hinges 5 slide along the wall of the well in the entire range of measured diameters, and the hinges themselves 5 along the radius groove of the measuring arm 2. Through the measuring arm 2, which is kinematically connected with the torsion 7, the angle of rotation of the moving end face of the torsion 7 is changed. Auxiliary levers 6 serve for reliable descent of the pro lemera into the well and eliminating the possibility of breaking the levers. The smaller the diameter of the well, the greater the angle of rotation of the moving end of the torsion 7, on which the permanent magnet 4 is fixed. Changes in the angle of rotation of the permanent magnet 4 cause proportional changes in the electrical signal of the magnetically sensitive element 3. Each measuring arm 2 operates independently of the others, which increases the information content of the measurements and provides, with a sufficient number of levers, the accuracy of restoring the profile of the cross section of the well. The autonomous operation of each lever pair 2 and 6 is ensured by installing the hinge 5 in the figured groove of the measuring lever 2 and rigidly securing the levers in the housing 1. This makes it possible to fold levers 2, 6 gently without jamming both with smooth and sharp narrowing of the diameter of the wells.
Рычажная система скважинного профилемера, изготовленного по предлагаемому изобретению, образована восемью парами измерительных 2 и вспомогательных 6 рычагов. Предлагаемый скважинный профилемер может быть использован для измерений в горизонтальных и наклонно направленных скважинах (каротаж на бурильных трубах). Рычажная система в таком варианте применения снабжается устройством фиксации рычагов в сложенном состоянии для надежной доставки прибора на интервал исследований. Открывание рычажной системы при достижении интервала исследований производится нагнетанием бурового раствора в бурильную колонну. Буровой раствор, пройдя по колонне, достигает профилемера, устройство фиксации которого освобождает рычаги. При этом на поверхность поступает информация об открытии рычажной системы. Существует система гидрозадержки, исключающая самопроизвольное открытие рычажной системы во время спуска при резких остановках и рывках вверх. The lever system of the borehole profilter manufactured according to the invention is formed by eight pairs of measuring 2 and auxiliary 6 levers. The proposed downhole profiler can be used for measurements in horizontal and directional wells (logging on drill pipes). The lever system in this application is equipped with a device for fixing the levers in the folded state for reliable delivery of the device to the research interval. The lever system is opened when the research interval is reached by injection of drilling fluid into the drill string. Drilling fluid, passing through the column, reaches the profiler, the fixation device of which releases the levers. At the same time, information about the opening of the lever system comes to the surface. There is a hydraulic delay system that excludes spontaneous opening of the lever system during descent during sudden stops and jerks up.
Скважинный профилемер предназначен для непрерывной записи радиусов поперечного сечения скважины вдоль ствола в интервале исследований. Данные измерений используются для решения следующих задач:
учета профиля скважины при интерпретации данных измерений, полученных методами геофизических исследований в скважинах;
определения объема скважины, необходимого при замене раствора в скважине;
определение объема затрубного пространства для расчета потребного количества тампонажной смеси;
учета геометрии стволов при аварийных работах;
оценки прихватоопасности желобов.The downhole profiler is designed to continuously record the radii of the cross section of the well along the wellbore in the study interval. Measurement data is used to solve the following problems:
taking into account the well profile when interpreting measurement data obtained by methods of geophysical research in wells;
determining the well volume required when replacing the solution in the well;
determination of the annulus volume for calculating the required amount of grouting mixture;
accounting for barrel geometry during emergency operations;
gutter hazard assessment.
Источники информации
1. Авт. св. СССР 1382937, МКИ Е 21 В 47/08, 1988.Sources of information
1. Auth. St. USSR 1382937, MKI E 21 V 47/08, 1988.
2. Авт. св. СССР 1288290, МКИ Е 21 В 47/08, 1987. 2. Auth. St. USSR 1288290, MKI E 21 V 47/08, 1987.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122993A RU2213219C1 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Borehole geometry tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122993A RU2213219C1 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Borehole geometry tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2213219C1 true RU2213219C1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=29777867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122993A RU2213219C1 (en) | 2002-08-28 | 2002-08-28 | Borehole geometry tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213219C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532499C1 (en) * | 2013-07-17 | 2014-11-10 | Олег Сергеевич Николаев | Measurement device of pipe profile of oil-and-gas wells |
-
2002
- 2002-08-28 RU RU2002122993A patent/RU2213219C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532499C1 (en) * | 2013-07-17 | 2014-11-10 | Олег Сергеевич Николаев | Measurement device of pipe profile of oil-and-gas wells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2377404C2 (en) | Method for change of well boring equipment loading | |
| US11629588B2 (en) | Method and device for depth positioning downhole tool and associated measurement log of a hydrocarbon well | |
| CA2826491C (en) | Conductive fluid flow logging tool | |
| US11512589B2 (en) | Downhole strain sensor | |
| US20140130591A1 (en) | Methods and Apparatus for Determining Downhole Parameters | |
| US6343515B1 (en) | Method and apparatus for improved measurement of tension and compression in a wireline | |
| US7784338B2 (en) | Low mass sensor for free point tool | |
| CA2687006C (en) | Method for displaying geologic stress information and its application to geologic interpretation | |
| CA3007717A1 (en) | Active ranging-while-drilling with magnetic gradiometry | |
| GB2458366A (en) | Optical fiber system and method for sensing fluid flow in a well | |
| US6833706B2 (en) | Hole displacement measuring system and method using a magnetic field | |
| US20150323700A1 (en) | In-Situ System Calibration | |
| US20120304758A1 (en) | Low-frequency viscosity, density, and viscoelasticity sensor for downhole applications | |
| US5448912A (en) | Borehole gravity density measuring system | |
| US11815352B2 (en) | Apparatus and method for determining borehole size with a borehole imaging tool | |
| BR112019001717B1 (en) | UNDERGROUND CHARACTERIZATION DEVICE AND FLUID SAMPLING AND, UNDERGROUND CHARACTERIZATION METHOD | |
| RU2213219C1 (en) | Borehole geometry tool | |
| RU2440493C1 (en) | Four-arm caliper- flaw detector for investigation of technical state of casing pipes and tubing strings of oil-gas wells | |
| Garber et al. | Methods of measuring water levels in deep wells | |
| Boisen et al. | Three decades in instrumentation | |
| RU2298646C1 (en) | Method for well depth measurement during well survey | |
| KR100952600B1 (en) | Method of analyzing fracture by caliper logging and recording media in which the programme for practicing the method is stored | |
| Morrison et al. | The Six-Arm Dipmeter. A New Concept By Geosource | |
| Dumont et al. | The oil-based mud dipmeter tool | |
| Smart et al. | A borehole instrumentation system for monitoring strata displacement in three dimensions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110829 |