Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к устройствам и способам неразрушающего контроля технического состояния обсадных ферромагнитных труб скважин.The invention relates to field geophysics, in particular to devices and methods for non-destructive testing of the technical condition of casing ferromagnetic pipes of wells.
Магнитные локаторы муфт и перфорационных отверстий широко используются для определения технического состояния обсадных труб скважины. В качестве датчиков (преобразователей), используемых для определения перфорационных отверстий, выступают магнитные системы с постоянными магнитами или электромагнитами, причем размер башмака магнитопровода датчика должен быть сопоставим с размером перфорационных отверстий; кроме того, необходимо учитывать, что прибор при движении в скважине вращается вокруг продольной оси.Magnetic locators of couplings and perforations are widely used to determine the technical condition of well casing pipes. The sensors (transducers) used to determine the perforation holes are magnetic systems with permanent magnets or electromagnets, the size of the shoe of the sensor magnetic circuit being comparable with the size of the perforation holes; in addition, it must be borne in mind that the device rotates around a longitudinal axis when moving in a well.
Известен магнитный локатор муфт, авторское свидетельство СССР 1270304 от 15.11.1986, в котором полюсный наконечник устройства выполнен в виде овала с большим радиусом, равным радиусу обсадной трубы, что при движении прибора по трубе приводит к его расположению одним из двух возможных способов, а именно лежа одной из двух поверхностей большего радиуса на стенке трубы. Таким образом, расположение прибора относительно стенок является заранее известным. Недостатком данного изобретения является сложность в изготовлении, а также необходимость использования наконечников разных размеров для обсадных труб разных радиусов. Кроме того, прибор является только локатором муфт и не выявляет перфорационные отверстия.The magnetic coupling locator is known, the USSR author's certificate 1270304 of 11/15/1986, in which the pole tip of the device is made in the form of an oval with a large radius equal to the radius of the casing, which when moving the device through the pipe leads to its location in one of two possible ways, namely lying one of two surfaces of a larger radius on the pipe wall. Thus, the location of the device relative to the walls is previously known. The disadvantage of this invention is the difficulty in manufacturing, as well as the need to use tips of different sizes for casing pipes of different radii. In addition, the device is only a locator for couplings and does not detect perforations.
Известен локатор перфорационных отверстий и соединительных муфт, патент RU 2191365 от 20.10.2002 (ЗАО "Геофизмаш"), принятый за прототип. Он состоит из скважинного прибора и наземной части, соединенных каротажным кабелем. Наземная часть содержит блоки обработки телеметрической информации, поступающей с каротажного кабеля, и компьютер. Скважинный прибор содержит n индукционных преобразователей, подключенных к устройству обработки информации, которое состоит из n/2 дифференциальных усилителей, суммирующего устройства, n+1 аналоговых ключей, контроллера, аналого-цифрового преобразователя, передатчика на наземную каротажную станцию. При этом индукционные преобразователи укреплены посредством немагнитных вставок по диаметру прибора. В данном изобретении локатор перфорационных отверстий и локатор муфт совмещены в единое устройство, а различие объектов происходит посредством аналоговой обработки сигналов.Known locator perforations and couplings, patent RU 2191365 from 10.20.2002 (ZAO "Geofizmash"), adopted as a prototype. It consists of a downhole tool and a surface part connected by a logging cable. The ground part contains blocks for processing telemetric information received from the wireline cable, and a computer. The downhole tool contains n induction converters connected to an information processing device, which consists of n / 2 differential amplifiers, a summing device, n + 1 analog keys, a controller, an analog-to-digital converter, and a transmitter to a ground logging station. In this case, induction converters are strengthened by non-magnetic inserts along the diameter of the device. In this invention, the locator of the perforation holes and the locator of the couplings are combined into a single device, and the difference between the objects occurs through analog signal processing.
Однако в работе данного устройства не учитывается вращение прибора вокруг продольной оси при движении и попеременный отрыв и соприкосновение индукционных преобразователей со стенкой обсадной трубы. По этой причине возможно появление ложных сигналов, схожих с сигналами от соединительных муфт и перфорационных отверстий.However, the operation of this device does not take into account the rotation of the device around the longitudinal axis during movement and the alternate separation and contact of the induction transducers with the casing wall. For this reason, false signals may appear that are similar to signals from couplings and perforations.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и достоверности индикации перфорационных отверстий посредством выбора наиболее достоверных данных, а именно данных с наиболее приближенных к стенке обсадной трубы преобразователей, при этом выбор преобразователей происходит с помощью данных, полученных от устройства для определения положения прибора относительно скважины; а также повышение точности и достоверности индикации муфт обсадных труб за счет физического разнесения индукционных преобразователей для индикации перфорационных отверстий и индукционного преобразователя для индикации соединительных муфт.The objective of the present invention is to increase the accuracy and reliability of the indication of perforations by selecting the most reliable data, namely data from the transducers closest to the casing wall, and the transducers are selected using data obtained from a device for determining the position of the device relative to the well; as well as improving the accuracy and reliability of the indication of casing couplings due to the physical diversity of induction transducers for indicating perforations and an induction transducer for indicating couplings.
Поставленная задача решается за счет того, что локатор перфорационных отверстий и соединительных муфт обсадных ферромагнитных труб состоит из управляющего микроконтроллера, устройства для определения положения прибора в пространстве (например, гироскопа или акселерометра), локатора перфорационных отверстий и локатора муфт, при этом локатор перфорационных отверстий обсадных ферромагнитных труб содержит n закрепленных по диаметру устройства посредством немагнитных вставок индукционных преобразователей с размерами башмаков магнитопроводов, сопоставимыми с диаметрами перфорационных отверстий; а выбор данных с него происходит с учетом показаний устройства для определения положения прибора в скважине. Локатор муфт содержит один индукционный преобразователь, расположенный в центре прибора и сопоставимый по диаметру с корпусом прибора, что в совокупности значительно снижает его чувствительность по отношению к перфорационным отверстиям вплоть до исключения их влияния.The problem is solved due to the fact that the locator of perforation holes and couplings of casing ferromagnetic pipes consists of a control microcontroller, a device for determining the position of the device in space (for example, a gyroscope or accelerometer), a locator of perforation holes and a locator of couplings, while the locator of perforation holes of the casing ferromagnetic pipes contains n fixed along the diameter of the device by means of non-magnetic inserts of induction converters with the dimensions of the shoes magnetically rovodov comparable with the diameters of the perforations; and the selection of data from it takes into account the readings of the device to determine the position of the device in the well. The coupling locator contains one induction transducer located in the center of the device and comparable in diameter to the case of the device, which in aggregate significantly reduces its sensitivity to perforation holes, up to the exclusion of their influence.
Работает устройство следующим образом. При спуске устройства в скважину осуществляется локация внутренней поверхности обсадной трубы. Сигнал с каждого индукционного преобразователя локатора перфорационных отверстий поступает на микроконтроллер. Кроме того, микроконтроллер получает данные с индукционного локатора муфт, по которым определяется их наличие.The device operates as follows. When the device is lowered into the well, the inner surface of the casing is located. The signal from each induction transducer locator perforations is fed to the microcontroller. In addition, the microcontroller receives data from the induction coupler locator, which determines their presence.
Отличительной особенностью данного изобретения является то, что, получив данные о пространственном расположении прибора от устройства для определения положения прибора в пространстве, микроконтроллер выберет данные с k из n преобразователей локатора перфорационных отверстий, находящихся вблизи стенки обсадной трубы. По этим данным определяют наличие перфорационных отверстий. Сигналы от остальных индукционных преобразователей, находящихся на некотором расстоянии от стенки обсадной трубы, отбрасываются как недостоверные, так как при вращении прибора в скважине изменение расстояния между башмаками индукционного преобразователя и стенкой обсадной трубы приводит к появлению в индукционном преобразователе сигнала, неотличимого от сигнала, наводимого перфорационным отверстием.A distinctive feature of this invention is that, having received data on the spatial arrangement of the device from the device for determining the position of the device in space, the microcontroller will select data from k from n transducers of the locator of perforations located near the wall of the casing. According to these data, the presence of perforations is determined. The signals from the remaining induction transducers located at some distance from the casing wall are discarded as unreliable, since when the device rotates in the well, a change in the distance between the shoes of the induction transducer and the casing wall leads to the appearance in the induction converter of a signal indistinguishable from the signal induced by the perforation hole.
Разработка и изготовление устройств по данному изобретению произведены на предприятии ООО "Геофизмаш", г. Саратов, что доказывает промышленную применимость изобретения. Изделие носит название КЕДР-110П и имеет в составе локатора перфорационных отверстий 8 индукционных преобразователей; при этом сигнал берется с двух ближайших к стенке обсадной трубы преобразователей. В качестве устройства для определения положения прибора в пространстве в изделии используется акселерометр. Данный прибор также используется при шаблонировании скважины до спуска перфоратора за счет своего диаметра (110 мм).The development and manufacture of the devices according to this invention were made at the enterprise Geofizmash LLC, Saratov, which proves the industrial applicability of the invention. The product is called KEDR-110P and has 8 induction transducers as part of the locator of perforation holes; the signal is taken from the two transducers closest to the casing wall. An accelerometer is used as a device for determining the position of a device in space in a product. This device is also used when patterning a well before lowering the punch due to its diameter (110 mm).