RU2660307C1 - Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа - Google Patents
Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2660307C1 RU2660307C1 RU2017125011A RU2017125011A RU2660307C1 RU 2660307 C1 RU2660307 C1 RU 2660307C1 RU 2017125011 A RU2017125011 A RU 2017125011A RU 2017125011 A RU2017125011 A RU 2017125011A RU 2660307 C1 RU2660307 C1 RU 2660307C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- pulses
- tubing
- planes
- transducer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000011835 investigation Methods 0.000 title 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам для контроля формы и размеров подземных хранилищ газа. Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа с установленной в ней насосно-компрессорной трубой с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора заключается в облучении ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных и наклонных плоскостях на различных глубинах каверны, заполненной рабочей жидкостью, и последующем измерении времен распространения зондирующими импульсами двойного расстояния от стенок каверны до приемо-передающего электроакустического преобразователя звуколокатора, по которым определяют геометрические размеры и форму каверны. Лоцирование каверны в горизонтальных плоскостях проводят через насосно-компрессорную трубу, а в наклонных плоскостях - при выходе преобразователя звуколокатора из трубы, при этом при лоцировании каверны в горизонтальных плоскостях длительность зондирующих импульсов задается не превышающей двух периодов несущей частоты F=C/2d, а амплитуда собственных колебаний электроакустического преобразователя - меньшей амплитуды зондирующих импульсов, где С - скорость продольных колебаний в материале трубы, d - толщина стенки трубы. Технический результат – обеспечение возможности исследования каверны через насосно-компрессорные трубы. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к подземным хранилищам газа (ПХГ) и может быть применено для определения формы и размеров каверны ПХГ, в том числе с установленной в ней насосно-компрессорной трубой (НКТ), с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора.
Известен способ того же назначения, заключающийся в лоцировании ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных и наклонных плоскостях на различных глубинах каверны, заполненной рабочей жидкостью, и последующем измерении времен распространения зондирующими импульсами двойного расстояния от стенок каверны до приемо-передающего электроакустического преобразователя звуколокатора, по которым определяют геометрические размеры и форму каверны /Патент США №5767401, кл. 73/152.54 (Е21В 47/00), 1998; Патент Франции №2723783, кл. G01C 7/06, 1995/.
Любой из известных способов, например, последний, может быть принят за прототип.
Недостатком прототипа является невозможность исследования каверны ПХГ с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора непосредственно через НКТ.
Техническим результатом, получаемым от применения изобретения, является устранение недостатка прототипа, т.е. получение возможности исследования каверны ПХГ через НКТ.
Данный технический результат достигается тем, что в известном способе исследования каверны подземного хранилища газа с установленной в ней насосно-компрессорной трубой с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора, заключающемся в лоцировании ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных и наклонных плоскостях на различных глубинах каверны, заполненной рабочей жидкостью, и последующем измерении времен распространения зондирующими импульсами двойного расстояния от стенок каверны до приемо-передающего электроакустического преобразователя звуколокатора, по которым определяют геометрические размеры и форму каверны, лоцирование каверны в горизонтальных плоскостях проводят через насосно-компрессорную трубу, а в наклонных плоскостях - при выходе преобразователя звуколокатора из трубы, при этом при лоцировании каверны в горизонтальных плоскостях длительность зондирующих импульсов задается не превышающей двух периодов несущей частоты F=C/2d, а амплитуда собственных колебаний электроакустического преобразователя - меньшей амплитуды зондирующих импульсов, где С - скорость продольных колебаний в материале трубы, d - толщина стенки трубы.
Несущая частота зондирующего импульса задается равной F=250-600 кГц.
В качестве электроакустического преобразователя используют преобразователь из композитной керамики.
При выходе преобразователя звуколокатора из трубы проводят дополнительное лоцирование каверны в горизонтальных плоскостях.
При лоцировании ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных плоскостях одновременно измеряют скорость звука на лоцированной глубине каверны, а при лоцировании в наклонных плоскостях скорость звука по направлению лоцирования определяют аналитически по результатам измерения скорости звука в горизонтальных плоскостях.
Изобретение поясняется чертежом (Фиг. 1), на котором представлена схема реализации способа.
Способ реализуется в каверне 1 ПХГ с установленной в ней НКТ 2.
В каверну 1 через НКТ 2 опускается ультразвуковой сканирующий звуколокатор 3, содержащий, как в прототипе, вращающуюся часть 4 и поворотную часть 5. Вращающаяся часть 4 соединяется со штангой 6 звуколокатора через шарнир 7, а поворотная часть 5 с вращающейся частью 4 соединяются через шарнир 8.
На поворотной части 5 с двух сторон установлены приемо-передающие ультразвуковые преобразователи 9, 10.
Внутри поворотной части 5, сообщающейся с рабочей жидкостью каверны 1, расположены передающий и приемный ультразвуковые преобразователи 11, 12.
Преобразователи 11, 12 расположены на известном расстоянии друг от друга примерно на одном уровне с преобразователями 9, 10.
Звуколокатор включает в себя также перестраиваемый по частоте звуковой генератор, блок обработки информации, управляемые двигатели для вращения части 4 и поворота части 5, блоки управления и позиционирования. Все эти блоки на чертеже не показаны и выполнены по аналогии с прототипом.
Реализация способа основана на том, что частота F радиального резонанса НКТ равна F=C/2d, где С - скорость продольных колебаний в материале трубы (стали); d - толщина стенки трубы [журнал «Каротажник», №4 - 2009, с. 98-108].
Обычно толщина стенки трубы равна 5-12 мм, поэтому F=250÷600 кГц. Чтобы проводить измерения одним преобразователем через НКТ с различными толщинами d стенок необходимо возбуждать акустический импульс, имеющий ширину частотного спектра близкую к F. Такую ширину частотного спектра излучения можно достигнуть в акустическом импульсе, например, с несущей частотой 400 кГц и длительностью 1,5-2,0 периода.
Кроме того, амплитуда собственных колебаний электроакустического преобразователя должна быть гораздо меньше амплитуды сигнала ревебрации, чтобы имелась возможность приема отраженного от стенки каверны зондирующего сигнала вне импульса, отраженного от стенки трубы.
Этим условиям удовлетворяют электроакустические преобразователи, активные элементы которых выполнены из композитной керамики, например метаниобат свинцовой.
Способ реализуется следующим образом.
Предварительно подбирают частоту и амплитуду зондирующих импульсов, удовлетворяющих заявленным в формуле изобретения условиям.
В этом случае зондирование каверны 1 ПХГ будет проводиться через НКТ 2 в так называемых окнах прозрачности НКТ 2 по частоте ультразвука.
На каждом уровне лоцирования в горизонтальной плоскости одновременно измеряют скорость звука в жидкости с помощью преобразователей 11, 12 (стрелками показано направление распространения ультразвуковых импульсов в горизонтальных и наклонных плоскостях).
При выходе поворотной части 5 из НКТ 2 проводится лоцирование данной части каверны в наклонных плоскостях. При этом скорость звука в жидкости определяется аналитически по результатам измерения скоростей звука в горизонтальных плоскостях.
Лоцирование купольной части каверны проводится в горизонтальных плоскостях через НКТ 2 и уточняется при лоцировании в наклонных плоскостях.
Таким образом, достигается поставленный технический результат.
Claims (5)
1. Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа с установленной в ней насосно-компрессорной трубой с помощью ультразвукового сканирующего звуколокатора, заключающийся в лоцировании ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных и наклонных плоскостях на различных глубинах каверны, заполненной рабочей жидкостью, и последующем измерении времен распространения зондирующими импульсами двойного расстояния от стенок каверны до приемо-передающего электроакустического преобразователя звуколокатора, по которым определяют геометрические размеры и форму каверны, отличающийся тем, что лоцирование каверны в горизонтальных плоскостях проводят через насосно-компрессорную трубу, а в наклонных плоскостях - при выходе преобразователя звуколокатора из трубы, при этом при лоцировании каверны в горизонтальных плоскостях длительность зондирующих импульсов задается не превышающей двух периодов несущей частоты F=C/2d, а амплитуда собственных колебаний электроакустического преобразователя - меньшей амплитуды зондирующих импульсов, где С - скорость продольных колебаний в материале трубы, d - толщина стенки трубы.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что несущая частота зондирующего импульса задается равной F=250-600 кГц.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электроакустического преобразователя используют преобразователь из композитной керамики.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выходе преобразователя звуколокатора из трубы проводят дополнительное лоцирование каверны в горизонтальных плоскостях.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при лоцировании ультразвуковыми зондирующими импульсами стенок исследуемой каверны в горизонтальных плоскостях, одновременно измеряют скорость звука на лоцированной высоте каверны, а при лоцировании в наклонных плоскостях скорость звука по направлению лоцирования определяется аналитически по результатам измерения скорости звука в горизонтальных плоскостях.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125011A RU2660307C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125011A RU2660307C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2660307C1 true RU2660307C1 (ru) | 2018-07-05 |
Family
ID=62815885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125011A RU2660307C1 (ru) | 2017-07-13 | 2017-07-13 | Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2660307C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2059064A (en) * | 1977-07-11 | 1981-04-15 | Schlumberger Ltd | Method and apparatus for acoustically investigating a casing in a borehole penetrating an earth formation |
| SU1786458A1 (ru) * | 1989-10-03 | 1993-01-07 | Sp Kt B I Geofiziki Im S I Sub | Акустический профилемер подземных полостей, заполненных жидкостью |
| RU2172002C1 (ru) * | 1999-12-22 | 2001-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Лантан" | Акустический передатчик систем акустического и радиоакустического зондирования |
| 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 |
| RU2231753C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-06-27 | ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр" | Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов |
| RU132484U1 (ru) * | 2013-04-01 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЕ НЕФТЕГАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Система контроля технического состояния действующих скважин |
| WO2014100262A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Exxonmobil Upstream Research Company | Telemetry for wireless electro-acoustical transmission of data along a wellbore |
-
2017
- 2017-07-13 RU RU2017125011A patent/RU2660307C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2059064A (en) * | 1977-07-11 | 1981-04-15 | Schlumberger Ltd | Method and apparatus for acoustically investigating a casing in a borehole penetrating an earth formation |
| SU1786458A1 (ru) * | 1989-10-03 | 1993-01-07 | Sp Kt B I Geofiziki Im S I Sub | Акустический профилемер подземных полостей, заполненных жидкостью |
| RU2172002C1 (ru) * | 1999-12-22 | 2001-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Лантан" | Акустический передатчик систем акустического и радиоакустического зондирования |
| 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 |
| RU2231753C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-06-27 | ЗАО "НИИИН МНПО "Спектр" | Способ измерения толщины изделия с помощью ультразвуковых импульсов |
| WO2014100262A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Exxonmobil Upstream Research Company | Telemetry for wireless electro-acoustical transmission of data along a wellbore |
| RU132484U1 (ru) * | 2013-04-01 | 2013-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИННОВАЦИОННЫЕ НЕФТЕГАЗОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Система контроля технического состояния действующих скважин |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Смирнов Н.А., Варыхалов А.С., Рыбаков В.В. и др. Технико-технологические особенности оценки качества цементирования обсадных колонн методом акустического сканирования // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2009. Вып. 4 (181). С. 98-108. * |
| Ушаков И.Н. Маркшейдерское дело. Часть 2. М.: Недра, 1989. (стр. 229-333). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MX2011000037A (es) | Dispositivo y metodo para generar un haz de energia acustica desde un pozo de sondeo, y aplicaciones del mismo. | |
| JP6700054B2 (ja) | 非接触音響探査システム | |
| US9343055B2 (en) | Fluid density stratification location system, device and method | |
| CN110530765A (zh) | 基于非线性参数测量的水中气泡群尺寸分布参数反演方法 | |
| RU2661455C1 (ru) | Способ определения вязкоупругих свойств жидких и твёрдых сред и устройство для его реализации | |
| RU2660307C1 (ru) | Способ исследования геометрических параметров каверны подземного хранилища газа | |
| Pace et al. | Short pulse acoustic excitation of microbubbles | |
| CN1044529A (zh) | 测量长度的方法和实施该方法的设备 | |
| JPS63247608A (ja) | コンクリ−トの厚さ及び内在ひび割れ位置の測定方法 | |
| KR101385403B1 (ko) | 초근거리 및 원거리 측정이 모두 가능한 초음파센서와 그 구동 방법 | |
| Smith et al. | Measuring the level of liquid in a partially-filled pipe via the ultrasonic pulse-echo method using acoustic modeling | |
| SU1631401A1 (ru) | Способ контрол несплошностей потока жидкости в трубопроводе | |
| RU2721307C1 (ru) | Акустический способ и устройство измерения параметров морского волнения | |
| JP6501384B2 (ja) | 流速ベクトル分布計測装置、方法およびプログラム | |
| Ji et al. | 2P6-2 The Acoustic Property Measurement of Piston Core Sediment Using PICAM System | |
| RU2436050C1 (ru) | Способ определения скорости звука в жидких средах | |
| Bifulco et al. | Ultrasonic pulse spectroscopy of a solid inclusion in an elastic solid | |
| Tsysar et al. | Experimental verification of phased receiving waveguide array for ultrasonic imaging in aggressive liquids | |
| Li et al. | Harmonic ultrasound fields through layered liquid media | |
| RU2138778C1 (ru) | Способ оценки толщины колонны при ультразвуковом методе контроля | |
| SU815614A1 (ru) | Ультразвуковой способ измерени МОдул юНгА | |
| SU1345063A1 (ru) | Способ определени толщины и скорости распространени ультразвуковых объемных волн в издели х | |
| Pareige et al. | Internal acoustical excitation of shells: Scholte and whispering gallery‐type waves | |
| RU2801053C1 (ru) | Акустический способ измерения параметров движения слоистой морской среды | |
| Wang et al. | Measuring the acoustic backscattering form function from a spherical target under laboratory conditions |