RU2494249C2 - Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб - Google Patents
Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494249C2 RU2494249C2 RU2010141693/03A RU2010141693A RU2494249C2 RU 2494249 C2 RU2494249 C2 RU 2494249C2 RU 2010141693/03 A RU2010141693/03 A RU 2010141693/03A RU 2010141693 A RU2010141693 A RU 2010141693A RU 2494249 C2 RU2494249 C2 RU 2494249C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- axis
- solenoid
- electromagnetic
- pipes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважине и может быть применено при электромагнитной дефектоскопии многоколонных конструкций стальных труб. Способ заключается в излучении зондирующих импульсов с помощью генераторного соленоида, расположенного внутри исследуемых труб, ось которого совпадает с осью исследуемых труб, и измерении ЭДС, наведенной в приемных катушках процессом спада электромагнитного поля. При этом измеряют магнитный поток, вызванный зондирующими импульсами генераторного соленоида, с помощью датчиков, расположенных по периметру прибора на расстоянии r от оси зонда, напротив торца генераторного соленоида, по N секторам, в радиальном направлении. Технический результат заключается в расширении области применения и повышении качества дефектоскопии труб. 10 ил.
Description
Название изобретения: Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб.
Область техники, к которой относится изобретение: геофизические исследования скважин.
Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважине и может быть использовано при электромагнитной дефектоскопии многоколонных конструкций стальных труб (бурильных, обсадных и насосно-компрессорных), с одновременным вычислением толщины стенок каждой колонны.
Уровень техники
1. Известен магнитный интроскоп МИ-5 (Фадеев В.Г., Абакумов А.А, Баженов В.В., и др. // Технология магнитной интроскопии для дефектоскопического обследования эксплуатациной колонны скважин// Сб. тез. Докладов V российского - китайского симпозиума по промысловой геофизике М., 2008 Ч 1. с.89-104.) (Л.Ю. Могильнер, А.А. Абакумов, Е.Е. Семин / НТВ Каротажние, Тверь: изд. АИС 2010 вып.192, №3, с.28-36), который основан на регистрации полей рассеяния от дефектов и позволяет выявлять негерметичность колонн, положение интервалов и качество перфорации, определять качество муфтовых соединений, толщину стенки колонны.
Измерительные датчики расположены на рессорах, которые обеспечивают прижим к стенке колонны. Такое расположение не позволяет оценивать эллипсность колонны и изменения внутреннего диаметра.
2. Известно устройство, позволяющее определять дефекты колонн и перфорационные отверстия, - электромагнитный скважинный дефектоскоп, содержащий генераторную катушку, магнитная ось которой ориентирована вдоль оси исследуемой трубы, а магнитная ось измерительной катушки ориентирована перпендикулярно (Пат. РФ №2215143, публ. 27.10.2003, бюл. №30).
Недостатком устройства является отсутствие возможности определять эллипсность труб, изменения внутреннего диаметра и желобообразного износа.
3. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ электромагнитной дефектоскопии труб в скважине (пат. РФ №2176317, 27.11.2001 г.), основанный на излучении зондирующего двухполярного электромагнитного импульса с помощью генераторной катушки и измерении ЭДС, наведенной в приемной катушке процессом спада электромагнитного поля, и дополнительно измеряется естественное магнитное поле вдоль трубы, по его величине судят о наличии или отсутствии разрыва колонн.
Данное устройство не позволяет определять эллипсность колонны, желобообразный износ, изменение внутреннего диаметра труб.
Сущность изобретения. При электромагнитной дефектоскопии в многоколонных скважинах излучаются зондирующие импульсы с помощью генераторного соленоида, ось которого совпадает с осью скважины, и измеряется ЭДС, наведенная в приемных катушках прибора процессом спада электромагнитного поля.
Предлагается дополнительно измерять магнитный поток, вызванный зондирующими импульсами генераторного соленоида, с помощью датчиков, расположенных по периметру прибора на расстоянии r от оси зонда, напротив торца генераторного соленоида, по N секторам, в радиальном направлении.
Магнитный поток в каждом из секторов зависит от расстояния между поверхностью соленоида и внутренней поверхностью исследуемой трубы.
Магнитный поток описывается формулой:
где N - число витков соленоида,
I - количество витков соленоида,
Rmс - магнитное сопротивление сердечника,
Rmк - магнитное сопротивление участка колонны,
Кmз - магнитное сопротивление зазора
1з - длина магнитного зазора,
S3 - площадь магнитного зазора,
µз - магнитная проницаемость вещества.
Такие измерения дают дополнительную информацию не только о состоянии трубы (желобной износ, эллипсность, смятие, внутренняя и сквозная коррозия), но и позволяет определить положение прибора в трубе.
Расцентровка прибора обычно приводит к дополнительным погрешностям в измерении толщины стенки исследуемой трубы.
Техническим результатом изобретения является расширение области применения и повышение качества дефектоскопии труб.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 Соленоид в двухколонной конструкции труб.
1 - внутренняя труба
2 - внешняя труба
3 - линии магнитного поля
4 - соленоид, соосный с трубами
5 - датчики Холла
Фиг.2 Соленоид в трубе.
1 - труба
3 - направление линий магнитного поля
4 - соленоид
6 - радиусы R, обозначающие расстояния от поверхности соленоида до внутренней поверхности исследуемой трубы.
Это расстояние изменяется в процессе исследования, при движении вдоль трубы.
Когда труба правильной цилиндрической формы, и зонд правильно отцентрирован, расстояния R по всем направлениям равны.
Фиг.3 Расположение датчиков Холла.
5 - датчики Холла
7 - расстояния r от поверхности соленоида до датчиков Холла. Являются конструктивным параметром прибора.
При исследовании труб, в процессе движения, расстояния r неизменны.
Фиг.4 Соленоид в трубе с желобным износом
8 - желобной износ, дефицит металла в одном из секторов исследуемой трубы.
При таком дефекте трубы расстояние R в секторе износа увеличивается на некоторую величину Δ, которая приводит к уменьшению магнитного потока в этом направлении.
Фиг.5 Соленоид в эллипсной трубе.
Пунктиром показан цилиндрический профиль трубы.
При таком нарушении трубы расстояние R в одной плоскости увеличивается (горизонтальная в данном случае) на некоторую величину Δ, а в другой плоскости уменьшается.
Фиг.6 Соленоид в трубе с дефектом.
9 - сквозной дефект в трубе.
При таком нарушении расстояние от поверхности соленоида до внутренней поверхности трубы остается во всех секторах практически одинаковым.
Но в секторе с дефектом изменяется направление магнитного потока, который уже не попадает на соответствующий этому сектору датчик Холла, что и регистрируется.
Фиг.7 Соленоид в трубе, смещенный от центра.
Смещение зондовой части прибора от центра исследуемой трубы (несоосность) хорошо интерпретируется по показаниям датчиков Холла, расположенных в противоположных секторах.
Показания в одном секторе при расцентровке увеличиваются, в противоположном секторе - уменьшаются.
Осуществление изобретения
Фиг.8 Устройство прибора
1 - центрирующие устройства
2 - немагнитный герметичный корпус
3 - блок электроники
4 - датчики Холла
5 - зонд с генераторной и приемными катушками индуктивности
6 - направление магнитных линий
С помощью центрирующих устройств прибор размещается соосно в исследуемой трубе. Применяются центраторы с резиновыми упругими элементами, либо с металлическими упругими рессорами как на рисунке.
Немагнитный герметичный корпус позволяет работать в различных средах, в том числе агрессивных, при больших давлениях и температурах. При этом он не искажает естественного направления магнитного потока от зонда.
Блок электроники осуществляет питание всех узлов прибора, синхронизацию их работы, измерение и передачу данных.
Фиг.9 Запись в трубе со сквозными дефектами
1 - окно диаграммы стандартного зонда электромагнитного дефектоскопа
2 - окно диаграмм датчиков Холла (8 кривых)
3 - изображение исследуемой трубы
4 - интервал расцентровки зонда при переходе из трубы в хвостовик. Движение диаграмм - разнонаправленное.
5 - реакция на дефекты стандартного зонда электромагнитного дефектоскопа.
6 - реакция одного из датчиков Холла на дефекты, попавшие в соответствующий сектор.
Фиг.10 Запись в трубе с внешними проточками.
1 - окно диаграммы стандартного зонда электромагнитного дефектоскопа
2 - окно диаграмм датчиков Холла (8 кривых)
3 - Окно «Спектр», формируется из 8 диаграмм. Амплитуда сигнала модулируется цветом: минимум - черный; максимум - красный.
4; 5 - реакция стандартного зонда электромагнитного дефектоскопа на внешние проточки трубы. Датчики Холла на внешние проточки трубы не реагируют.
6 - интервал расцентровки прибора в трубе, имитация с помощью вращения зонда по периметру трубы (приближая поочередно датчики Холла к стенке трубы). На всех диаграммах видны периодические увеличения и уменьшения уровня сигнала.
7 - вращение зонда по периметру трубы, представленное на диаграмме «Спектр». Отчетливо видна «спираль» вращения.
Claims (1)
- Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб, заключающийся в излучении зондирующих импульсов с помощью генераторного соленоида, расположенного внутри исследуемых труб, ось которого совпадает с осью исследуемых труб, и измерении ЭДС, наведенной в приемных катушках процессом спада электромагнитного поля, отличающийся тем, что измеряют магнитный поток на торце генераторного соленоида на расстоянии r от его оси по N секторам в радиальном направлении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141693/03A RU2494249C2 (ru) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141693/03A RU2494249C2 (ru) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010141693A RU2010141693A (ru) | 2012-04-20 |
RU2494249C2 true RU2494249C2 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=46032250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010141693/03A RU2494249C2 (ru) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494249C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10060882B2 (en) | 2012-12-10 | 2018-08-28 | Arcelormittal | Method and apparatus for determining the health and remaining service life of austenitic steel reformer tubes and the like |
RU2670194C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2018-10-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛЛ" | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176317C1 (ru) * | 2000-03-13 | 2001-11-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб в скважинах |
RU2215143C2 (ru) * | 2001-10-04 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Электромагнитный скважинный дефектоскоп |
RU2280810C1 (ru) * | 2005-02-08 | 2006-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Нефтегазспецпроект" | Внутритрубный детектор врезок (варианты) |
RU2333461C1 (ru) * | 2006-11-20 | 2008-09-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ГИТАС" (ЗАО НПФ "ГИТАС") | Скважинный магнитно-имульсный дефектоскоп-толщинометр |
-
2010
- 2010-10-11 RU RU2010141693/03A patent/RU2494249C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2176317C1 (ru) * | 2000-03-13 | 2001-11-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб в скважинах |
RU2215143C2 (ru) * | 2001-10-04 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество Научно-производственное предприятие Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин | Электромагнитный скважинный дефектоскоп |
RU2280810C1 (ru) * | 2005-02-08 | 2006-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Нефтегазспецпроект" | Внутритрубный детектор врезок (варианты) |
RU2333461C1 (ru) * | 2006-11-20 | 2008-09-10 | Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ГИТАС" (ЗАО НПФ "ГИТАС") | Скважинный магнитно-имульсный дефектоскоп-толщинометр |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10060882B2 (en) | 2012-12-10 | 2018-08-28 | Arcelormittal | Method and apparatus for determining the health and remaining service life of austenitic steel reformer tubes and the like |
USRE48734E1 (en) | 2012-12-10 | 2021-09-14 | Arcelormittal | Method and apparatus for determining the health and remaining service life of austenitic steel reformer tubes and the like |
RU2670194C1 (ru) * | 2018-02-02 | 2018-10-18 | Общество с ограниченной ответственностью "СТАЛЛ" | Способ электромагнитной дефектоскопии трубы и устройство для этого |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010141693A (ru) | 2012-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9983173B2 (en) | Method and device for multi-sensor electromagnetic defectoscopy of well casings | |
CN102597420B (zh) | 定位仪 | |
AU2012282565B2 (en) | Positioning method | |
EP3422052A1 (en) | Apparatus and method of azimuthal magnetic sensor array for down-hole applications | |
US11578584B2 (en) | Well monitoring with magnetic tool | |
BR112020014804A2 (pt) | Ferramenta, método e sistema para determinar a qualidade de material de uma seção transversal de furo de poço de hidrocarboneto. | |
GB2458366A (en) | Optical fiber system and method for sensing fluid flow in a well | |
Sadek | NDE technologies for the examination of heat exchangers and boiler tubes-principles, advantages and limitations | |
WO2008057352A2 (en) | Magnetic flux leakage system and method | |
RU2620327C1 (ru) | Устройство диагностики дефектов в сооружениях из трубных сталей | |
RU2494249C2 (ru) | Способ электромагнитной дефектоскопии стальных труб | |
Rourke et al. | Algorithm development and case study for A 1-11/16" pulsed eddy current casing inspection tool | |
US5397985A (en) | Method for the imaging of casing morphology by twice integrating magnetic flux density signals | |
RU2440493C1 (ru) | Профилемер-дефектоскоп для исследования технического состояния обсадных колонн и насосно-компрессорных труб нефтегазовых скважин | |
RU2372478C1 (ru) | Электромагнитный скважинный дефектоскоп | |
RU2250372C1 (ru) | Электромагнитный скважинный дефектоскоп | |
CN108051499A (zh) | 一种修井作业油管在线检测装置 | |
WO1999022218A1 (en) | Apparatus and method for testing the hardness of a pipe | |
RU2215143C2 (ru) | Электромагнитный скважинный дефектоскоп | |
Zhang et al. | New ruggedized electromagnetic tool achieving quantitative azimuthal casing inspection | |
RU2410538C2 (ru) | Устройство для исследования технического состояния ферромагнитных труб | |
RU2507394C1 (ru) | Способ контроля коррозионного состояния обсадных колонн скважин | |
RU2187100C2 (ru) | Магнитный интроскоп для контроля трубопроводов без вскрытия грунта | |
RU2703051C1 (ru) | Способ контроля герметичности муфтовых соединений эксплуатационной колонны и выявления за ней интервалов скоплений газа в действующих газовых скважинах стационарными нейтронными методами | |
CN114544753B (zh) | 一种中心管与套管损伤监测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141012 |