RU2237161C1 - Device for determining behind-column crossflows in a well - Google Patents

Device for determining behind-column crossflows in a well Download PDF

Info

Publication number
RU2237161C1
RU2237161C1 RU2003113826/03A RU2003113826A RU2237161C1 RU 2237161 C1 RU2237161 C1 RU 2237161C1 RU 2003113826/03 A RU2003113826/03 A RU 2003113826/03A RU 2003113826 A RU2003113826 A RU 2003113826A RU 2237161 C1 RU2237161 C1 RU 2237161C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
modulator
infrared radiation
stabilizer
well
Prior art date
Application number
RU2003113826/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Я.К. Нуретдинов (RU)
Я.К. Нуретдинов
Р.М. Миннуллин (RU)
Р.М. Миннуллин
Р.С. Мухамадиев (RU)
Р.С. Мухамадиев
А.Э. Ибрагимов (RU)
А.Э. Ибрагимов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр"
Закрытое акционерное общество "Геокомсервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр", Закрытое акционерное общество "Геокомсервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Региональный инженерный центр"
Priority to RU2003113826/03A priority Critical patent/RU2237161C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2237161C1 publication Critical patent/RU2237161C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas extractive industry.
SUBSTANCE: device has infrared radiation sensor, optical system, heat flow modulator and electronic stabilization block for modulator rotation frequency, sensitive element temperature stabilizer and electronic heat-adjustment and heat-stabilization block for sensitive element, block for amplification and conversion of information signal and registering device on the surface. Stabilizer of sensitive temperature element is made in form of thermostat, in which infrared radiation sensor and heat flow modulator are placed, and which is equipped with heating means and inlet port, transparent for infrared radiation. In thermostat, temperature is set and supported at level of upper limit of measured value.
EFFECT: higher precision of detecting of behind-column crossflows.
2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для определения заколонных перетоков в скважине выше гидростатического уровня.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to devices for determining annular cross-flows in a well above a hydrostatic level.

Известно устройство для исследования теплового поля скважины, включающее датчик инфракрасного (ИК) излучения, оптическую систему, модулятор сигнала, блок усиления и преобразования сигнала информации и регистрирующий прибор на поверхности (см. а.с. СССР 203587, МПК Е 21 b 47/06).A device for studying the thermal field of a well is known, including an infrared (IR) radiation sensor, an optical system, a signal modulator, an information signal amplification and conversion unit, and a surface recording device (see USSR AS 203587, IPC E 21 b 47/06 )

Недостатком устройства является то, что в процессе измерения температуры в разрезе скважины информационный сигнал образуется как отклик на разностную температуруThe disadvantage of this device is that in the process of measuring temperature in the section of the well, an information signal is generated as a response to the differential temperature

ΔТ=Тоб.-Тмод.-Тч.э.ΔТ = Tob.-Tod.-Th.e.

где Тоб. - температура измеряемого объекта;where tob. - temperature of the measured object;

Тмод. - температура лопасти модулятора;Tod. - temperature of the modulator blade;

Тч.э. - температура чувствительного элемента.Te - temperature of the sensitive element.

Отсутствие системы термостабилизации датчика ИК излучения и модулятора приводит к погрешности, пропорциональной изменению температуры устройства, то есть недостоверным оценкам результатов измерения.The absence of a thermal stabilization system for the infrared sensor and modulator leads to an error proportional to the change in the temperature of the device, i.e., unreliable estimates of the measurement results.

Наиболее близким устройством к заявляемому является устройство для исследования теплового поля скважины, включающее датчик ИК излучения, оптическую систему, стабилизатор температуры чувствительного элемента, блок усиления и преобразования сигнала информации и регистрирующий прибор на поверхности (см. заявку №2001106294/03 от 2001.03.05). Однако эксплуатация данного устройства трудоемка за счет применения жидкого азота, время эксплуатации прибора ограничено временем выкипания жидкого азота, что приводит к необходимости перезаправки устройства в процессе измерения и требует больших временных затрат.The closest device to the claimed is a device for studying the thermal field of a well, including an infrared radiation sensor, an optical system, a temperature stabilizer of the sensing element, an information signal amplification and conversion unit, and a recording device on the surface (see application No. 2001106294/03 of 2001.03.05) . However, the operation of this device is time-consuming due to the use of liquid nitrogen, the operating time of the device is limited by the boiling time of liquid nitrogen, which leads to the need to refill the device during the measurement process and is time consuming.

Предлагаемое изобретение решает задачу определения заколонных перетоков в скважине выше гидростатического уровня путем неконтактного непрерывного измерения величины инфракрасного излучения поверхности стенки скважины.The present invention solves the problem of determining annular flow in the well above the hydrostatic level by non-contact continuous measurement of the infrared radiation of the surface of the wall of the well.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в сокращении времени проведения операции измерения с одновременным снижением затрат.The technical result achieved by the invention is to reduce the time of the measurement operation while reducing costs.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения заколонных перетоков в скважине, содержащее датчик ИК излучения, оптическую систему, стабилизатор температуры чувствительного элемента, блок усиления и преобразования сигнала информации, регистрирующий прибор на поверхности, дополнительно снабжено модулятором теплового потока, электронным блоком стабилизации частоты вращения модулятора, электронным блоком терморегулирования и термостабилизации чувствительного элемента, при этом стабилизатор температуры чувствительного элемента выполнен в виде термостата, в котором размещены датчик ИК излучения и модулятор теплового потока, и снабжен нагревателем, входным окном, прозрачным для ИК излучения, при этом в термостате устанавливают и поддерживают температуру на уровне верхнего предела измеряемой величины.This object is achieved in that the device for determining annulus crossflows in the well, comprising an IR radiation sensor, an optical system, a temperature stabilizer of the sensing element, an information signal amplification and conversion unit, a surface recording device, is additionally equipped with a heat flux modulator, an electronic speed control unit a modulator, an electronic unit for temperature control and thermal stabilization of the sensitive element, while the temperature stabilizer The heating element is made in the form of a thermostat, in which the IR radiation sensor and the heat flux modulator are placed, and is equipped with a heater, an input window transparent to IR radiation, and the temperature is set and maintained in the thermostat at the level of the upper limit of the measured value.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена блок-схема измерительного устройства, и фиг.2, на которой представлена термограмма, полученная при использовании заявляемого устройства.The invention is illustrated in figure 1, which presents a block diagram of a measuring device, and figure 2, which presents a thermogram obtained using the inventive device.

Заявляемое устройство содержит геофизический кабель 1, спускаемое устройство 2, регистрирующий прибор, находящийся на поверхности 3, нагреватель 4, стабилизатор температуры чувствительного элемента 5, блок регулирования и термостабилизации 6, чувствительный элемент 7 датчика ИК излучения 8, модулятор 9, блок стабилизации частоты прерывания ИК излучения 10, оптическую систему 11, входное окно стабилизатора 12, блок усиления и преобразования сигнала 13.The inventive device contains a geophysical cable 1, a descent device 2, a recording device located on the surface 3, a heater 4, a temperature stabilizer of the sensing element 5, a regulation and thermal stabilization unit 6, a sensitive element 7 of the IR radiation sensor 8, a modulator 9, an IR interruption frequency stabilization unit radiation 10, the optical system 11, the input window of the stabilizer 12, the amplification and signal conversion unit 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Спускаемое устройство 2 соединяют геофизическим кабелем 1 с регистрирующим прибором 3, находящимся на поверхности. При подаче электропитания начинают функционировать блоки, входящие в устройство. В частности, нагреватель 4 стабилизатора 5 с помощью блока терморегулирования и термостабилизации 6 выводит температуру стабилизатора 5 на верхний предел измеряемой температуры, что обеспечивает заданный диапазон измеряемых величин. Находящиеся в стабилизаторе чувствительный элемент 7 датчика ИК излучения 8 и модулятор 9 приобретают одинаковую температуру, которая поддерживается на заданном уровне в процессе всего измерения. Колебания температуры термостабилизатора являются аппаратурным шумом и должны быть существенно ниже минимально разрешаемой разности температур, определяемой заявляемым устройством. Одновременно блок стабилизации частоты прерывания модулятора 10 выводит частоту модулятора на заданную величину. Далее измерительное устройство спускают в скважину с постоянной скоростью. ИК излучение внутренней поверхности скважины проходит через оптическую систему 11 устройства, прерывается модулятором 9, проходит через входное окно 12 стабилизатора 5 и попадает на чувствительный элемент 7 датчика ИК излучения 8. Чувствительный элемент 7 датчика ИК излучения 8 преобразует излучение в электрический сигнал, который передается на вход блока усиления и преобразования сигнала 13, в этом блоке аналоговый сигнал усиливается и преобразуется в последовательный цифровой код. Этот код поступает по геофизическому кабелю 1 в регистрирующий прибор 3, находящийся на поверхности. В регистрирующем приборе 3 он обрабатывается по заданной программе и выдается пользователю в виде термограммы. Пользователь термограммы при наличии отклонения термограммы от стандартного геотерма судит о присутствии заколонного перетока (см. фиг.2), и при определении равенства сигнала на различных глубинах (точки 1 и 2 на фиг.2) судит о расположении заколонного перетока.The descent device 2 is connected by a geophysical cable 1 with a recording device 3 located on the surface. When power is applied, the units included in the device begin to function. In particular, the heater 4 of the stabilizer 5 with the help of thermal control and thermal stabilization unit 6 displays the temperature of the stabilizer 5 to the upper limit of the measured temperature, which provides a given range of measured values. Located in the stabilizer, the sensing element 7 of the IR radiation sensor 8 and the modulator 9 acquire the same temperature, which is maintained at a given level during the entire measurement. The temperature fluctuations of the temperature stabilizer are hardware noise and should be significantly lower than the minimum resolved temperature difference determined by the claimed device. At the same time, the interruption frequency stabilization unit of the modulator 10 outputs the modulator frequency by a predetermined amount. Next, the measuring device is lowered into the well at a constant speed. IR radiation from the inner surface of the well passes through the optical system 11 of the device, is interrupted by the modulator 9, passes through the input window 12 of the stabilizer 5, and enters the sensitive element 7 of the IR radiation sensor 8. The sensitive element 7 of the IR radiation sensor 8 converts the radiation into an electrical signal, which is transmitted to the input of the amplification and signal conversion block 13, in this block the analog signal is amplified and converted into a serial digital code. This code enters through the geophysical cable 1 to the recording device 3 located on the surface. In the recording device 3, it is processed according to a given program and issued to the user in the form of a thermogram. The user of the thermogram, if there is a deviation of the thermogram from the standard geotherm, judges the presence of a casing flow (see Fig. 2), and when determining the equality of the signal at different depths (points 1 and 2 in Fig. 2), he judges the location of the casing flow.

Поскольку процесс измерения ведется с частотой отсчетов не менее 4-10-3 с, то это обстоятельство при средней скорости спуска устройства 0,4 м/с позволяет определить положение и протяженность заколонного перетока с высокой степенью точности. При использовании устройства для бесконтактного измерения заколонных перетоков не требуется проведения предварительных технологических работ по подготовке скважины к измерению. На точность замеров не влияют местные дефекты поверхности скважины, поскольку их угловые размеры много меньше угла поля зрения используемого устройства, время непрерывной работы устройства не ограничивается его конструктивными особенностями.Since the measurement process is carried out with a sampling frequency of at least 4-10 -3 s, this circumstance, with an average descent speed of 0.4 m / s, makes it possible to determine the position and extent of the annular flow with a high degree of accuracy. When using a device for non-contact measurement of annular crossflows, preliminary technological work is not required to prepare the well for measurement. The accuracy of measurements is not affected by local defects of the surface of the well, since their angular dimensions are much smaller than the angle of the field of view of the device used, the time of continuous operation of the device is not limited to its design features.

Claims (1)

Устройство для определения заколонных перетоков в скважине, содержащее датчик ИК-излучения, оптическую систему, стабилизатор температуры чувствительного элемента, блок усиления и преобразования сигнала информации, регистрирующий прибор на поверхности, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено модулятором теплового потока, электронным блоком стабилизации частоты вращения модулятора, электронным блоком терморегулирования и термостабилизации чувствительного элемента, при этом стабилизатор температуры чувствительного элемента выполнен в виде термостата, в котором размещены датчик ИК-излучения и модулятор теплового потока, и снабжен нагревателем и входным окном, прозрачным для ИК-излучения, при этом в термостате устанавливают и поддерживают температуру на уровне верхнего предела измеряемой величины.A device for determining annular crossflows in a well, comprising an infrared radiation sensor, an optical system, a temperature stabilizer of the sensing element, an information signal amplification and conversion unit, a surface recording device, characterized in that it is additionally equipped with a heat flow modulator, an electronic speed control unit modulator, an electronic unit for temperature control and thermal stabilization of the sensitive element, while the temperature stabilizer of the sensitive element This one is made in the form of a thermostat, in which an infrared radiation sensor and a heat flux modulator are placed, and is equipped with a heater and an input window that is transparent to infrared radiation, and the temperature is set and maintained in the thermostat at the level of the upper limit of the measured value.
RU2003113826/03A 2003-05-12 2003-05-12 Device for determining behind-column crossflows in a well RU2237161C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113826/03A RU2237161C1 (en) 2003-05-12 2003-05-12 Device for determining behind-column crossflows in a well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003113826/03A RU2237161C1 (en) 2003-05-12 2003-05-12 Device for determining behind-column crossflows in a well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2237161C1 true RU2237161C1 (en) 2004-09-27

Family

ID=33433882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003113826/03A RU2237161C1 (en) 2003-05-12 2003-05-12 Device for determining behind-column crossflows in a well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2237161C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4566342A (en) Isokinetic extractive sampling probe
US3777568A (en) D. c. electronic apparatus for ir radiation temperature measurement
EP0370162A3 (en) Method and apparatus for measuring and controlling a fluid flow rate
US7059185B2 (en) System and method of measuring convection induced impedance gradients to determine liquid flow rates
US4276768A (en) Relates to apparatus for measuring the dew point
CN109612607B (en) Temperature sensor reaction speed testing method
US10451575B2 (en) Gas measurement device and measurement method thereof
RU2237161C1 (en) Device for determining behind-column crossflows in a well
WO2005124303A1 (en) Method and apparatus for measuring temperature and emissivity
US6132083A (en) Real-time measuring method
US20190219431A1 (en) Mass flowmeter using thermal dispersion technology
CA1273225A (en) Thermocouple vacuum gauge
JP5814884B2 (en) Thermal flow measurement device and control device using the same
RU2244950C1 (en) Infrared collimator complex
JP2004520603A (en) Absolute temperature measuring device and method
JP2850481B2 (en) Residual chlorine meter
Simmons Continuous temperature‐logging equipment
JPS57139628A (en) Non-contact type vibration measuring device
RU2034248C1 (en) Device for measuring temperature
KR920009890B1 (en) Temperature control means of thermostat for measuring viscosity
SU1500870A1 (en) Method of calibrating converters of heat flow
Belen’kii et al. Determination of the precision characteristics of contact and contactless methods of monitoring the temperature of a surface
JPS57157146A (en) Measuring device for heat constant
JPH04299242A (en) Specific heat measuring apparatus
JPH0219738Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050513

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060513

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150513