RU2372478C1 - Electromagnetic borehole defectoscope - Google Patents
Electromagnetic borehole defectoscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2372478C1 RU2372478C1 RU2008113923/03A RU2008113923A RU2372478C1 RU 2372478 C1 RU2372478 C1 RU 2372478C1 RU 2008113923/03 A RU2008113923/03 A RU 2008113923/03A RU 2008113923 A RU2008113923 A RU 2008113923A RU 2372478 C1 RU2372478 C1 RU 2372478C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- defects
- probe
- oil
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах и может быть использовано для выявления и классификации дефектов эксплуатационных и технических колонн, насосно-компрессорных труб в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to geophysical research in wells and can be used to identify and classify defects in production and technical columns, tubing in oil and gas wells.
Известен электромагнитный модуль (МТТ) фирмы Sondex W.L.E. для выявления дефектов в насосно-компрессорных трубах. (Magnetic thickness tools-MTT. Leding Oilfield technology. Sondex, p.10, http://www.sondex.com). Зонд МТТ состоит из одной генераторной катушки и двенадцати миниатюрных магнитных датчиков, установленных на внутренней стороне рессор. Генератор работает на трех частотах. Амплитуда и фаза сигнала на измерительной катушке зависят от количества металла, окружающего датчик.Known electromagnetic module (MTT) company Sondex W.L.E. to identify defects in tubing. (Magnetic thickness tools-MTT. Leding Oilfield technology. Sondex, p.10, http://www.sondex.com). The MTT probe consists of one generator coil and twelve miniature magnetic sensors mounted on the inside of the springs. The generator operates at three frequencies. The amplitude and phase of the signal on the measuring coil depend on the amount of metal surrounding the sensor.
Известный зонд позволяет определять дефекты на одной колонне НКТ либо интервал обсадной колонны после выхода из НКТ и не позволяет разделять дефекты на внутренней и внешней колоннах.The known probe allows you to identify defects on one tubing string or the casing interval after exiting the tubing and does not allow to separate defects on the inner and outer columns.
Известно устройство, позволяющее выявлять дефекты колонн и перфорационных отверстий. Электромагнитный скважинный дефектоскоп содержит корпус, генераторную катушку, магнитная ось которой ориентирована вдоль оси, а магнитная ось измерительной катушки ориентирована перпендикулярно оси дефектоскопа. (Пат. РФ №2215143, публ. 27.10.2003 г., бюл. №30).A device is known for detecting defects in columns and perforations. An electromagnetic well detector contains a housing, a generator coil, the magnetic axis of which is oriented along the axis, and the magnetic axis of the measuring coil is oriented perpendicular to the axis of the detector. (Pat. RF №2215143, publ. 10/27/2003, bull. No. 30).
В известном устройстве по генераторной катушке пропускается переменный ток, возбуждающий в окружающей стальной трубе круговые вихревые токи, которые наводят эдс в измерительных катушках. При прохождении измерительных катушек мимо дефектов в стенке колонны отмечаются характерные изменения магнитного поля.In the known device, an alternating current is passed through the generator coil, exciting circular eddy currents in the surrounding steel pipe, which induce the emf in the measuring coils. When the measuring coils pass past defects in the column wall, characteristic changes in the magnetic field are noted.
Недостатком устройства является отсутствие возможности разделять дефекты на внутренней и внешней поверхностях трубы.The disadvantage of this device is the inability to separate defects on the inner and outer surfaces of the pipe.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является электромагнитный дефектоскоп, который позволяет исключать смешивание сигналов от «передней» и «задней» стенок трубы. (Пат. РФ №2250372, публ. 20.04.2005 г., бюл. №11).The closest in technical essence to the claimed invention is an electromagnetic flaw detector, which eliminates the mixing of signals from the "front" and "back" pipe walls. (Pat. RF №2250372, publ. 04/20/2005, bull. No. 11).
Известный дефектоскоп содержит немагнитный корпус, электронный блок. Поперечный зонд имеет не менее трех катушек индуктивности, расположенных по периметру центрального ферромагнитного сердечника.Known flaw detector contains a non-magnetic body, an electronic unit. The transverse probe has at least three inductors located along the perimeter of the central ferromagnetic core.
Дефектоскоп работает следующим образом.Flaw detector works as follows.
По генераторным обмоткам, магнитная ось которых перпендикулярна оси прибора (поперечный зонд), пропускается импульс тока, возбуждающий в изучаемой колонне вихревые токи. Получаемые в приемных обмотках сигналы имеют форму экспоненциальных спадов, которые несут информацию о наличии или отсутствии дефектов.The generator windings, whose magnetic axis is perpendicular to the axis of the device (transverse probe), pass a current pulse that excites eddy currents in the studied column. The signals received in the receiving windings are in the form of exponential decays, which carry information about the presence or absence of defects.
Известное устройство имеет следующие недостатки.The known device has the following disadvantages.
Поперечные зонды в заданном диаметре имеют габариты, не обеспечивающие создание в трубе однородного магнитного поля. Поэтому на показания сильно влияет магнитная неоднородность металла, что снижает чувствительность к небольшим дефектам.Transverse probes in a given diameter have dimensions that do not ensure the creation of a uniform magnetic field in the pipe. Therefore, the readings are strongly influenced by the magnetic inhomogeneity of the metal, which reduces the sensitivity to small defects.
На показания зондов значительное влияние также оказывает изменение электропроводности металла.The probe readings are also significantly affected by a change in the electrical conductivity of the metal.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения информативности измерений за счет возможности выделения дефектов по разным стенкам колонны, разделения дефектов на внутренней и внешней поверхности, а также увеличения чувствительности к малым дефектам.The present invention solves the problem of increasing the information content of measurements due to the possibility of isolating defects on different walls of the column, separating defects on the inner and outer surfaces, as well as increasing sensitivity to small defects.
Указанная задача решается тем, что в электромагнитном скважинном дефектоскопе, содержащем корпус, блок электроники, генераторную катушку индуктивности зонда, ось которого совпадает с осью скважины, и не менее трех измерительных катушек индуктивности, расположенных по периметру зонда с магнитными осями, направленными перпендикулярно его оси, магнитная ось генераторной катушки индуктивности, возбуждаемой подачей периодических импульсов тока с заданной длительностью, направлена вдоль зонда, а блок электроники выполнен с возможностью цифровой регистрации эдс переходных процессов измерительных катушек как функции времени в диапазоне 1÷100 мс, что обеспечивает азимутальное и радиальное разрешение.This problem is solved in that in an electromagnetic borehole flaw detector containing a housing, an electronics unit, a probe generator inductor, the axis of which coincides with the axis of the well, and at least three measuring inductors located along the perimeter of the probe with magnetic axes perpendicular to its axis, the magnetic axis of the generator inductor, excited by the supply of periodic current pulses with a given duration, is directed along the probe, and the electronics unit is configured to Frova registration emf transients measuring coils as a function of time in the range of 1 ÷ 100 ms that provides radial and azimuthal resolution.
На фиг.1 представлена принципиальная схема расположения зондов в заявляемом дефектоскопе.Figure 1 presents a schematic diagram of the location of the probes in the inventive flaw detector.
На фиг.2 - разрез зонда по А-А.Figure 2 - section of the probe along aa.
На фиг.3 изображен спад возбуждаемого тока.Figure 3 shows the decline in the excited current.
На фиг.4 дана структурная схема дефектоскопа.Figure 4 is a structural diagram of a flaw detector.
На фиг.5 приведен пример измерения в трубе с аномалиями на внешней стороне.Figure 5 shows an example of a measurement in a pipe with anomalies on the outside.
На фиг.6 приведен пример азимутального зондирования.Figure 6 shows an example of azimuthal sounding.
На фиг.7 представлен пример работы устройства в модельной скважине.Figure 7 presents an example of the operation of the device in a model well.
Заявляемый дефектоскоп содержит продольную генераторную катушку индуктивности 1 зонда, ось которого совпадает с осью скважины и с магнитной осью, направленной вдоль зонда, измерительные катушки индуктивности 2, расположенные по периметру зонда, с магнитными осями, направленными перпендикулярно его оси. Дефектоскоп установлен внутри колоны 3 (фиг.1). Продольная генераторная катушка индуктивности имеет вытянутую вдоль оси зонда форму. Количество измерительных катушек, расположенных по периметру зонда, определяется диаметром зонда и габаритами каждой катушки (фиг.2). Поз.4 - расположение вихревых токов, возбуждаемых генераторной катушкой индуктивности.The inventive flaw detector contains a
Согласно структурной схеме дефектоскопа (фиг.4) к каротажному кабелю 5 через элементы развязки 6 подключены стабилизатор 7 с источником питания генераторной катушки 8 и с источником вторичного питания 9, а также передатчик 10, контроллер связи 11 (содержащий набор стандартных микросхем, подобранных для решения конкретных задач), имеющий двустороннюю связь управления и приема сигналов с измерительным блоком 12 (включающим усилитель, АЦП - аналого-цифровой преобразователь), подключенным к измерительным катушкам индуктивности 2.According to the structural diagram of the flaw detector (Fig. 4), a
Дефектоскоп работает следующим образом.Flaw detector works as follows.
По генераторной катушке индуктивности 1 пропускается импульс тока намагничивания амплитудой J с одинаковой длительностью и частотой τ0 в диапазоне 1÷100 мс, который возбуждает в окружающей стальной трубе 3 вихревые токи 4. В приемных катушках 2 регистрируется эдс (13, 14) переходных процессов как функция времени (фиг.3). Блок измерительный 12 под управлением контроллера связи 11 разделяет во времени сигналы от измерительных катушек индуктивности, усиливает и оцифровывает их и по линиям приема сигналов через контроллер 11 передает в передатчик 10, который по каротажному кабелю 5 передает данные на поверхность.A magnetizing current pulse of amplitude J with the same duration and frequency τ 0 in the
Временное разделение сигнала позволяет получить измерения как функцию радиуса исследования. На ранних временах нестационарный сигнал определяется только свойствами внутренней поверхности, с увеличением времени электромагнитное поле проникает внутрь металла.Temporal separation of the signal allows to obtain measurements as a function of the radius of the study. In the early days, an unsteady signal is determined only by the properties of the inner surface; with increasing time, the electromagnetic field penetrates into the metal.
Использование в качестве генераторной катушки соленоида определенной длины (примерно равной диаметру исследуемой трубы) с магнитной осью (магнитным моментом), направленными по оси колонны (вдоль зонда), а также расположение магнитных осей приемных катушек перпендикулярно стенкам колонны, обеспечивает максимальное соотношение аномалий против дефекта к величине аномалий фона, обусловленных электромагнитными неоднородностями металла (удельной электропроводности σ и магнитной проницаемостью µ), так как сигнал в данной системе измерений пропорционален разности продольных и поперечных электромагнитных свойств. То есть в результирующем сигнале аномалии, вызванные неоднородностью электромагнитных свойств, вычитаются.The use of a solenoid of a certain length (approximately equal to the diameter of the studied pipe) with a magnetic axis (magnetic moment) directed along the axis of the column (along the probe) as a generator coil, as well as the location of the magnetic axes of the receiving coils perpendicular to the column walls, provides the maximum ratio of anomalies against defect to the magnitude of the background anomalies caused by the electromagnetic inhomogeneities of the metal (electrical conductivity σ and magnetic permeability μ), since the signal in this measurement system proportional to the difference between the longitudinal and transverse electromagnetic properties. That is, in the resulting signal, anomalies caused by the heterogeneity of the electromagnetic properties are subtracted.
На фиг.4 приведен пример измерения в трубе, имеющей гладкую внутреннюю поверхность, на внешней поверхности колонны толщиной 5,5 мм были выполнены проточки глубиной 4,5 мм (15), 1 мм (16), 0,5 мм (17) и шириной 200 мм. На времени t=1 мс электромагнитное поле еще не проникло на глубину 2 мм, на кривых отмечаются только муфтовые соединения колонн (18). При t=2 мс на кривых наблюдаются аномалии небольшой амплитуды против границ проточки (15), что свидетельствует о проникновении электромагнитного поля на глубину 2 мм. При t=5 мс на кривых наблюдается аномалии против всех проточек (15, 16, 17), что свидетельствует о проникновении электромагнитного поля на глубину 5,5 мм.Figure 4 shows an example of a measurement in a pipe having a smooth inner surface, grooves of 4.5 mm (15), 1 mm (16), 0.5 mm (17) deep were made on the outer surface of the 5.5 mm thick column 200 mm wide. At a time t = 1 ms, the electromagnetic field has not yet penetrated to a depth of 2 mm, only coupling joints of columns are marked on the curves (18). At t = 2 ms, the curves show anomalies of small amplitude against the boundaries of the groove (15), which indicates the penetration of the electromagnetic field to a depth of 2 mm. At t = 5 ms, the curves show anomalies against all grooves (15, 16, 17), which indicates the penetration of the electromagnetic field to a depth of 5.5 mm.
На фиг.5 приведен пример азимутального зондирования. Модуль имитирует горизонтальную трещину 19. Границы нарушений отмечаются на двух из четырех измерительных катушек. Против целой стенки аномалии отсутствуют.Figure 5 shows an example of azimuthal sounding. The module simulates a
На фиг.6 дан пример работы устройства в модельной скважине на ранних 3 мс и поздних 7 мс временах. Различные дефекты выделяются уверенно.Figure 6 shows an example of the operation of the device in a model well in the early 3 ms and late 7 ms times. Various defects stand out confidently.
Предложение облегчает интерпретацию получаемой информации, позволяет выделять и квалифицировать дефекты существенно меньших размеров, чем аналоги. Используя мощную генераторную обмотку продольного зонда, создающую однородное поле в исследуемой трубе, каждая из дополнительных приемных катушек, расположенных по периметру зонда, работает только со своим сектором исследуемой трубы. При повторных записях поворот прибора приведет только к переходу аномалии от дефекта в другой сектор, что несложно для восприятия.The proposal facilitates the interpretation of the information received, allows you to isolate and qualify defects substantially smaller than their counterparts. Using a powerful generator winding of a longitudinal probe, creating a uniform field in the tube under study, each of the additional receiving coils located along the perimeter of the probe only works with its sector of the tube under study. During repeated recordings, turning the device will only lead to the transition of the anomaly from the defect to another sector, which is not difficult for perception.
Так как габарит приемных катушек намного меньше, чем у мощной генераторной катушки, то и обнаружение малых дефектов становится более реальным.Since the size of the receiving coils is much smaller than that of a powerful generator coil, the detection of small defects becomes more real.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113923/03A RU2372478C1 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Electromagnetic borehole defectoscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008113923/03A RU2372478C1 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Electromagnetic borehole defectoscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2372478C1 true RU2372478C1 (en) | 2009-11-10 |
Family
ID=41354758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008113923/03A RU2372478C1 (en) | 2008-04-09 | 2008-04-09 | Electromagnetic borehole defectoscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2372478C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507393C1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-02-20 | ТиДжиТи Ойл энд Гэс Сервисиз ФЗЕ | Method of electromagnetic flaw detection in multistring wells and electromagnetic well flaw detector |
RU2622509C1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром георесурс" | Electromagnetic multi-sector flaw detector |
RU2636064C1 (en) * | 2016-07-14 | 2017-11-20 | Александр Петрович Потапов | Method of electromagnetic defectoscopy-thickness measurement in multi-column wells |
EA034115B1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МИКС" | Device for multi-sensor electromagnetic defectoscopy of well casing strings and control of its technical state |
RU2783988C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-11-23 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method and device for electromagnetic flaw detection-thickness measurement of ferromagnetic metal pipes in multi-column wells |
-
2008
- 2008-04-09 RU RU2008113923/03A patent/RU2372478C1/en active
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2507393C1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-02-20 | ТиДжиТи Ойл энд Гэс Сервисиз ФЗЕ | Method of electromagnetic flaw detection in multistring wells and electromagnetic well flaw detector |
RU2622509C1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром георесурс" | Electromagnetic multi-sector flaw detector |
RU2636064C1 (en) * | 2016-07-14 | 2017-11-20 | Александр Петрович Потапов | Method of electromagnetic defectoscopy-thickness measurement in multi-column wells |
EA034115B1 (en) * | 2018-11-28 | 2019-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "МИКС" | Device for multi-sensor electromagnetic defectoscopy of well casing strings and control of its technical state |
WO2020111979A1 (en) * | 2018-11-28 | 2020-06-04 | Общество с ограниченной ответственностью "МИКС" | Device for the electromagnetic inspection of casing strings |
GB2594807A (en) * | 2018-11-28 | 2021-11-10 | Llc Miks | An apparatus for multisensor electromagnetic defectoscopy and integrity monitoring of well casings |
GB2594807B (en) * | 2018-11-28 | 2023-08-23 | Llc Miks | An apparatus for multisensor electromagnetic defectoscopy and integrity monitoring of well casings |
US11867662B2 (en) | 2018-11-28 | 2024-01-09 | Tgt Dmcc | Apparatus for multisensor electromagnetic defectoscopy and integrity monitoring of well casings |
RU2783988C1 (en) * | 2022-01-10 | 2022-11-23 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method and device for electromagnetic flaw detection-thickness measurement of ferromagnetic metal pipes in multi-column wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2507393C1 (en) | Method of electromagnetic flaw detection in multistring wells and electromagnetic well flaw detector | |
US10662758B2 (en) | Multiple-depth eddy current pipe inspection with a single coil antenna | |
US9983173B2 (en) | Method and device for multi-sensor electromagnetic defectoscopy of well casings | |
US9562877B2 (en) | Evaluation tool for concentric wellbore casings | |
CA2664018C (en) | Device and method for detecting an anomaly in an assembly of a first and a second object | |
WO2012109844A1 (en) | Downhole time-domain pulsed electromagnetic method for detecting resistivity of stratum outside metal cased pipe | |
IE49789B1 (en) | Method and apparatus for pipe inspection | |
RU2333461C1 (en) | Borehole magnet-pulse flaw and thickness detector | |
RU2372478C1 (en) | Electromagnetic borehole defectoscope | |
RU2364719C1 (en) | Method of electromagnetic testing in multicolumn wells | |
US11578584B2 (en) | Well monitoring with magnetic tool | |
RU2526520C2 (en) | Method and device for measurement of apparent electric resistance of rocks in cased well | |
RU138022U1 (en) | ELECTROMAGNETIC WELL DEFECTOSCOPE | |
RU2624144C1 (en) | Integrated equipment for survey of oil and gas wells and method of recording obtained data | |
RU2250372C1 (en) | Electromagnetic well defect detector | |
RU2651732C1 (en) | Oil and gas wells production tubing electromagnetic flaw detection method | |
RU2783988C1 (en) | Method and device for electromagnetic flaw detection-thickness measurement of ferromagnetic metal pipes in multi-column wells | |
RU2215143C2 (en) | Downhole electromagnetic flaw detector | |
RU2176317C1 (en) | Method of electromagnetic flaw detection in well steel pipes | |
RU2191365C2 (en) | Locator of perforation holes and couplings of ferromagnetic casings | |
RU2636064C1 (en) | Method of electromagnetic defectoscopy-thickness measurement in multi-column wells | |
RU2639270C2 (en) | Electromagnetic well flaw detector (versions) | |
US11867662B2 (en) | Apparatus for multisensor electromagnetic defectoscopy and integrity monitoring of well casings | |
CN110426744B (en) | Method and device for detecting apparent resistivity of stratum under cased well state | |
RU139674U1 (en) | Borehole Electromagnetic DEFECTOSCOPE THICKNESS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100916 |