RU2769549C1 - Device for monitoring the technical condition of cased wells - Google Patents

Device for monitoring the technical condition of cased wells Download PDF

Info

Publication number
RU2769549C1
RU2769549C1 RU2021119312A RU2021119312A RU2769549C1 RU 2769549 C1 RU2769549 C1 RU 2769549C1 RU 2021119312 A RU2021119312 A RU 2021119312A RU 2021119312 A RU2021119312 A RU 2021119312A RU 2769549 C1 RU2769549 C1 RU 2769549C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gamma radiation
gamma
monitoring
wells
housing
Prior art date
Application number
RU2021119312A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Шамиль Гилемшинович Гарайшин
Валерий Михайлович Коровин
Николай Александрович Николаев
Эмма Адиковна Исмагилова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2021119312A priority Critical patent/RU2769549C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769549C1 publication Critical patent/RU2769549C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/002—Survey of boreholes or wells by visual inspection
    • E21B47/0025—Survey of boreholes or wells by visual inspection generating an image of the borehole wall using down-hole measurements, e.g. acoustic or electric
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of nuclear radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of nuclear radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
    • G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of nuclear radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
    • G01V5/12—Prospecting or detecting by the use of nuclear radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources
    • G01V5/125—Prospecting or detecting by the use of nuclear radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using gamma or X-ray sources and detecting the secondary gamma- or X-rays in different places along the bore hole

Abstract

FIELD: wells technical condition monitoring.
SUBSTANCE: invention relates to devices for monitoring the technical condition of wells by gamma-gamma logging, in particular to devices for monitoring the quality of cementing casing strings of geophysical wells by the method for scattered gamma radiation. A device for monitoring the technical condition of cased wells is proposed, including a housing with centralizers, containing a gamma radiation source installed in the lower part, forming a thickness gauge probe with a gamma radiation receiver with a photomultiplier, and photomultipliers uniformly spaced relative to each other in the upper part of the housing. and equidistant from the body axis, and the electronic unit. The device is additionally equipped with a system of retractable levers evenly spaced relative to each other and equidistant from the body, with clamping arms with sliding rollers at the ends, while gamma radiation receivers are fixed on the legs, connected by means of fiber-optic cables, each with its own photomultiplier tube in the housing and forming a density meter probe with a source of gamma radiation.
EFFECT: placement of gamma radiation receivers of the densitometer probe on the legs of retractable levers ensures compliance with the minimum possible distance between the gamma radiation receivers and the inner wall of the casing string, which makes it possible to use the proposed device for monitoring the technical condition of cased wells in any wells, regardless of the diameter of the casing strings, and the application a fiber-optic cable for connecting gamma radiation receivers with their photomultipliers ensures high accuracy and speed of information transmission to the electronics unit.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам контроля технического состояния скважин методом гамма-гамма каротажа, в частности к устройствам контроля качества цементирования обсадных колонн геофизических скважин методом рассеянного гамма-излучения.The invention relates to devices for monitoring the technical condition of wells by gamma-gamma logging, in particular to devices for monitoring the quality of cementing casing strings of geophysical wells by the method of scattered gamma radiation.

В настоящее время для контроля качества цементирования скважин применяются приборы серии СГДТ (скважинный гамма-дефекто-толщиномер) и ЦМ (цементомер), с помощью которых осуществляется гамма-гамма- каротаж, основанный на измерении плотности вещества в заколонном пространстве.Currently, to control the quality of well cementing, instruments of the SGDT series (downhole gamma defect thickness gauge) and TsM (cement gauge) are used, with the help of which gamma-gamma logging is carried out, based on measuring the density of a substance in the annulus.

Известны гамма-гамма сканеры нескольких модификаций известных серий - СГДТ-2, СГДТ-3, ЦМ-(8-12), СГДТ-НВ, в которых используются двухзондовые установки гамма-гамма каротажа (Е.В. Семенов, Т.Е. Крутова и др. «Гамма-гамма сканеры для исследования обсаженных скважин», НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС, 2005, вып. 137-138, с. 66-73), в констркуции которых конструкция которых используются двухзондовые установки гамма-гамма каротажа для исследования качества цементирования обсадной колонны, что позволяет по измерению отраженного гамма-излучения регистрировать интегральное значение толщины стенки обсадной колонны по одному каналу, а по нескольким каналам - плотность цементного камня за колонной.Gamma-gamma scanners of several modifications of the known series are known - SGDT-2, SGDT-3, TsM-(8-12), SGDT-NV, which use two-probe gamma-gamma logging units (E.V. Semenov, T.E. Krutova and others "Gamma-gamma scanners for the study of cased wells", NTV "Karotazhnik". Tver: Publishing house AIS, 2005, issue 137-138, pp. 66-73), in the design of which two-probe installations gamma are used - gamma logging to study the quality of casing string cementing, which allows, by measuring the reflected gamma radiation, to register the integral value of the wall thickness of the casing string in one channel, and in several channels - the density of the cement stone behind the string.

Известен прибор для контроля технического состояния обсаженных скважин, принятый за прототип (полезная модель №40808, G01V 5/12, Е21В 47/00, 2004.), содержащий кожух с заглушками-направляющими, центраторы, шарнирно-рычажного типа, размещенные внутри кожуха прибора измерительные зонды плотномера и толщиномера, причем в нижней заглушке-направляющей установлены шток с источником гамма-излучения и свинцовый экран с коллимационными окнами для источника и приемного преобразователя зонда толщиномера, а на верхней заглушке-направляющей установлены электронный блок, равномерно расположенные и равноудаленные от оси прибора приемные преобразователи зонда плотномера и расположенный по оси прибора приемный преобразователь зонда толщиномера, Принцип действия известного прибора основан на регистрации интенсивности рассеянного гамма-излучения по периметру скважины в виде непрерывной кривой (селективной цементограммы). Конструкция измерительных зондов обеспечивает работу одного из них в области плотностной инверсии (зонд малой длины), а второго - в режиме плотностного каротажа (зонд большой длины). Интенсивность рассеянного гамма-излучения, регистрируемого с помощью зонда малой длины, определяется средней по периметру толщиной стенки обсадной колонны, а интенсивность рассеянного гамма-излучения, регистрируемого с помощью зонда большой длины, определяется в основном объемной плотностью вещества в затрубном пространстве, что дает возможность определять толщину стенки обсадной колонны, наличие и состояние цементного камня за колонной, имеющего большую объемную плотность по сравнению с буровым раствором.A known device for monitoring the technical condition of cased wells, taken as a prototype (useful model No. 40808, G01V 5/12, E21B 47/00, 2004.), containing a casing with plugs-guides, centralizers, hinge-lever type, placed inside the casing of the device measuring probes of the densitometer and thickness gauge, moreover, a rod with a source of gamma radiation and a lead screen with collimation windows for the source and receiving transducer of the thickness gauge probe are installed in the lower plug-guide, and an electronic unit is installed on the upper plug-guide, evenly spaced and equidistant from the axis of the device receiving transducers of the density gauge probe and the receiving transducer of the thickness gauge probe located along the instrument axis. The design of the measuring probes ensures the operation of one of them in the area of density inversion (short probe), and the second one - in the density logging mode (long probe). The intensity of scattered gamma radiation recorded using a short probe is determined by the average casing wall thickness along the perimeter, and the intensity of scattered gamma radiation recorded using a long probe is determined mainly by the bulk density of the substance in the annulus, which makes it possible to determine casing wall thickness, the presence and condition of cement stone behind the string, which has a higher bulk density compared to the drilling fluid.

Известные приборы серий СГДТ и ЦМ (аналог и прототип) применяются для исследования скважин, обсаженных кондукторами и техническими колоннами. Зондовая часть прибора содержит детекторы -приемники гамма-излучения, коллимированные по азимуту и углу отклонения относительно продольной оси скважинного прибора и образующие малый зонд (зонд толщиномера) с одним детектором -приемником, расположенным по оси прибора, и большой зонд (зонд плотномера), включающий детекторы - приемники, установленные под углом 120° и равномерно разнесенные относительно друг друга в поперечном сечении прибора и смещенные от продольной оси к стенке охранного корпуса для максимального приближения к стенке обсадной колонны.Known devices of the SGDT and TsM series (analogue and prototype) are used to study wells cased with conductors and technical columns. The probe part of the tool contains gamma radiation detectors, collimated in azimuth and angle of deviation relative to the longitudinal axis of the downhole tool and forming a small probe (thickness gauge probe) with one detector-receiver located along the instrument axis, and a large probe (density gauge probe), including detectors - receivers installed at an angle of 120° and evenly spaced relative to each other in the cross section of the tool and displaced from the longitudinal axis to the wall of the guard housing for maximum approximation to the casing string wall.

К недостаткам известных приборов относится следующее - ввиду особенностей условий распространения гамма- излучения для эффективной работы известных приборов (в частности - для определения объемной плотности вещества в затрубном пространстве скважины), требуется соблюдение главного и необходимого условия - соблюдение минимально возможного расстояния между приемниками гамма-излучения, установленными в корпусе прибора, и внутренней стенкой обсадной колонны.The disadvantages of known devices include the following - due to the peculiarities of the conditions for the propagation of gamma radiation for the effective operation of known devices (in particular, to determine the bulk density of a substance in the annulus of a well), the main and necessary condition must be observed - compliance with the minimum possible distance between gamma radiation receivers installed in the body of the tool, and the inner wall of the casing string.

Однако конструкции применяемых в указанных аналогах детекторов - приемников гамма- излучения могут применяться только в 5- и 6-дюймовых колоннах (приборы серии СГДТ), а для использования в 7-дюймовых колоннах уже необходимо устанавливать специальные вытеснители. Так на практике для обсадных 8-, 9-, 10- и 12- дюймовых колонн используются приборы серии ЦМ (8 - 12).However, the designs of the gamma-ray detectors used in these analogues can only be used in 5- and 6-inch columns (SGDT series devices), and for use in 7-inch columns it is already necessary to install special displacers. So in practice, for casing 8-, 9-, 10- and 12-inch strings, tools of the TsM series (8 - 12) are used.

Кроме того, помимо сложности применения, ограниченной диаметром обсадной колонны скважин, известные приборы отличаются погрешностью измерений, так как на показания канала естественной гамма-активности оказывает влияние вторичное, переизлученное от датчиков плотности.гамма-излучение, прошедшее по воздушному зазору между охранным корпусом и шасси прибора с размещенным на нем электронным блоком преобразования. В связи с тем, поскольку плотность цементного камня затрубного пространства измеряется несколькими детекторами - приемниками отраженного гамма-излучения, содержащими сцинтилляционные кристаллы с фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), их индивидуальные изменения энергетической чувствительности к гамма-квантам в диапазоне рабочих температур приводят к изменениям показаний каналов, в состав которых они входят.In addition, in addition to the complexity of the application, limited by the diameter of the well casing, the known instruments are characterized by measurement errors, since the readings of the channel of natural gamma activity are influenced by the secondary, re-emitted from the density sensors. Gamma radiation that has passed through the air gap between the guard housing and the chassis device with an electronic conversion unit placed on it. Due to the fact that the density of the cement stone of the annulus is measured by several detectors - receivers of reflected gamma radiation containing scintillation crystals with photomultiplier tubes (PMTs), their individual changes in energy sensitivity to gamma quanta in the operating temperature range lead to changes in the channel readings, which they are included.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений искомых параметров объемной плотности вещества в затрубном пространстве скважины и обеспечение универсальности конструкции для снижения ряда используемых приборов известной серии в зависимости от диаметра обсадных колонн.The objective of the present invention is to improve the accuracy of measurements of the desired parameters of the volumetric density of the substance in the annulus of the well and to ensure the versatility of the design to reduce the number of used devices of the known series, depending on the diameter of the casing strings.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved in the following way.

В устройстве для контроля технического состояния обсаженных скважин, содержащем корпус с центраторами, размещенные в нижней части корпуса источник гамма-излучения, свинцовый экран с коллимационными окнами приемник гамма-излучения с фотоэлектронным умножителем, расположенный по оси корпуса и образующий с источником гамма-излучения зонд толщиномера, а в верхней части корпуса - электронный блок и несколько приемников гамма-излучения с фотоэлектронными умножителями, равномерно разнесенные относительно друг друга и равноудаленные от продольной оси, образующие с источником гамма-излучения зонд плотномера, согласно изобретению приемники гамма-излучения зонда плотномера вынесены за пределы корпуса и оснащены волоконно-оптическими кабелями, свободными торцами соединенными каждый со своим фотоэлектронным умножителем в корпусе, а корпус дополнительно оснащен установленной по продольной оси системой выдвижных рычагов, равномерно разнесенных относительно друг друга и равноудаленных от корпуса и оснащенных прижимными «лапами» с роликами скольжения на концах каждого из выдвижных рычагов, при этом приемники гамма-излучения зонда плотномера установлены на «лапах» выдвижных рычагов.In a device for monitoring the technical condition of cased wells, comprising a housing with centralizers, a gamma radiation source located in the lower part of the housing, a lead screen with collimation windows, a gamma radiation receiver with a photomultiplier located along the axis of the housing and forming a thickness gauge probe with the gamma radiation source , and in the upper part of the body - an electronic unit and several gamma radiation receivers with photomultipliers, evenly spaced relative to each other and equidistant from the longitudinal axis, forming a density meter probe with a source of gamma radiation, according to the invention, the gamma radiation receivers of the density meter probe are placed outside housing and are equipped with fiber-optic cables, free ends connected each with its own photomultiplier tube in the housing, and the housing is additionally equipped with a system of retractable levers installed along the longitudinal axis, evenly spaced relative to each other and equidistant from the housing and the base equipped with clamping "paws" with sliding rollers at the ends of each of the retractable levers, while the gamma radiation receivers of the density meter probe are installed on the "legs" of the retractable levers.

Предложенная конструкция устройства контроля технического состояния обсаженных скважин (далее - прибора) имеет следующие существенные отличия и преимущества по сравнению с аналогами: - в конструкции известных аналогов в качестве источника гамма-излучения используется сцинтиляционный кристалл, трансформирующий энергию фотонов из гамма- спектра в видимую область, а в качестве приемника гамма-излучения используется сцинтиляционный кристалл, связанный с фотоэлектронным умножителем (в некоторых случаях оснащенный дополнительно блоком питания и усилителем), преобразующим энергию принятого из окружающего пространства гамма - кванта в амплитуду электрического сигнала, поступающего затем на электронный блок для связи с наземным регистратором. Конструктивно сцинтиляционный кристаллприемника гамма-излучения жестко связан со своим фотоэлектронным умножителемпосредством оптически прозрачной смазки, слой которой определяет расстояние между приемником гамма-излучения и его фотоэлектронным умножителем. Но именно эта конструктивная особенность приемников гамма-излучения (очень маленькое фиксированное расстояние между кристаллом и фотоэлектронным умножителем, обусловленное толщинойсмазки), ограничивает возможность практического применения известных аналогов в скважинах, то есть ставит их применение в зависимость от диаметра обсадных колонн.The proposed design of the device for monitoring the technical condition of cased wells (hereinafter - the device) has the following significant differences and advantages compared to analogues: - in the design of known analogues, a scintillation crystal is used as a source of gamma radiation, which transforms photon energy from the gamma spectrum to the visible region, and as a receiver of gamma radiation, a scintillation crystal is used, connected to a photomultiplier (in some cases equipped with an additional power supply and amplifier), which converts the energy of a gamma quantum received from the surrounding space into the amplitude of an electrical signal, which then enters the electronic unit for communication with the ground registrar. Structurally, the scintillation crystal of the gamma radiation receiver is rigidly connected to its photomultiplier by means of an optically transparent lubricant, the layer of which determines the distance between the gamma radiation receiver and its photomultiplier. But it is precisely this design feature of gamma radiation receivers (a very small fixed distance between the crystal and the photomultiplier tube, due to the thickness of the lubricant) that limits the possibility of practical application of known analogs in wells, that is, makes their use dependent on the diameter of the casing strings.

Использование гибкого волоконно-оптического кабеля вместо оптически-прозрачной смазки для соединения сцинтиляционного кристалла приемника гамма-излучения с его фотоэлектронным умножителем обеспечивает возможность увеличить расстояние между ними до максимально необходимого, в частности - вынести сцинтиляционные кристаллы - приемники гамма-излучения за пределы корпуса скважинного прибора, и тем самым обеспечить минимально возможное расстояние между приемниками гамма-излучения зонда плотномера и внутренней стенкой обсадной колонны;The use of a flexible fiber-optic cable instead of an optically transparent lubricant for connecting the scintillation crystal of the gamma radiation receiver with its photomultiplier provides the ability to increase the distance between them to the maximum necessary, in particular - to move the scintillation crystals - gamma radiation receivers outside the body of the downhole tool, and thereby ensure the minimum possible distance between the receivers of gamma radiation of the density gauge probe and the inner wall of the casing string;

- использование волоконно-оптического кабеля для соединения фотоэлектронного умножителя внутри корпуса с соответствующим ему приемником гамма-излучения за пределами корпуса обеспечивает быстродействие и высокую точность измерений, поскольку средства оптоэлектроники отличает высокая помехозащищенность и большая скорость передачи измерительной информации в реальном режиме времени независимо от параметров скважинной среды.- the use of a fiber-optic cable to connect the photomultiplier tube inside the housing with the corresponding gamma radiation receiver outside the housing provides high-speed response and high measurement accuracy, since optoelectronics are distinguished by high noise immunity and high speed of transmission of measurement information in real time, regardless of the parameters of the downhole environment .

- наличие в конструкции системы выдвижных рычагов, равномерно разнесенных и равноудаленных от продольной оси корпуса и оснащенных прижимными «лапами», обеспечивает возможность размещения приемников гамма- излучения зонда плотномера на прижимных «лапах» за пределами корпуса прибора на минимально возможном фиксированном расстоянии от стенок обсадной колонны,- the presence in the design of the system of retractable levers, evenly spaced and equidistant from the longitudinal axis of the body and equipped with clamping "legs", makes it possible to place the receivers of gamma radiation of the densitometer probe on the clamping "legs" outside the body of the device at the minimum possible fixed distance from the casing string walls ,

- система выдвижных рычагов позволяет изменять расстояние между продольной осью корпуса и «лапами», а соответственно и установленными на них приемниками гамма-излучения, в зависимости от диаметра обсадной колонны. При этом постоянно сохраняется минимально -возможное постоянное расстояние между стенкой обсадной колонны и приемниками гамма-излучения прибора, задаваемое диаметром роликов скольжения на «лапах»;- a system of retractable levers allows you to change the distance between the longitudinal axis of the body and the “legs”, and, accordingly, the gamma radiation receivers installed on them, depending on the diameter of the casing string. At the same time, the minimum possible constant distance between the wall of the casing string and the gamma radiation receivers of the tool is constantly maintained, which is set by the diameter of the sliding rollers on the "paws";

- наличие роликов скольжения на «лапах» выдвижных рычагов в совокупности с системой центраторов прибора обеспечивает плавность хода выносных приемников гамма-излучения по обсадной колонне в процессе спуско-подъемных операций, что снижает затухания низкоуровневого гамма-излученияи обеспечивает надежность сохранения фиксированного расстояния между приемниками гамма-излучения и стенкой обсадной колонны;- the presence of sliding rollers on the "legs" of the retractable levers in conjunction with the system of centralizers of the tool ensures smooth running of remote receivers of gamma radiation along the casing during tripping operations, which reduces the attenuation of low-level gamma radiation and ensures the reliability of maintaining a fixed distance between the receivers of gamma radiation radiation and casing wall;

- предложенная конструкция обеспечивает возможность контроля технического состояния обсаженных скважин одним прибором независимо от диаметра обсадной колонны, что повышает экономичность и эффективность геофизических работ на скважинах.- the proposed design provides the possibility of monitoring the technical condition of cased wells with a single device, regardless of the diameter of the casing, which increases the efficiency and effectiveness of geophysical work on wells.

На фиг. 1 представлен вариант конструкции устройства контроля технического состояния обсаженных скважин.In FIG. 1 shows a variant of the design of the device for monitoring the technical condition of cased wells.

На фиг. 2 показана схема выдвижных рычагов с детекторами - приемниками гамма-излучения.In FIG. 2 shows a diagram of retractable levers with detectors - receivers of gamma radiation.

Устройство контроля технического состояния обсаженных скважин (далее - прибор) содержит корпус 1 с направляющими заглушками 2, центраторы 3, систему выдвижных рычагов 4 с «лапами» 5 на концах, равномерно разнесенными относительно друг друга и равноудаленными от корпуса 1 и оснащенными роликами скольжения 6, источник гамма-излучения 7, приемник гамма-излучения 8 с ФЭУ - 9, установленный по продольной оси прибора, и приемники гамма-излучения 10, установленные на «лапах» 5 выдвижных рычагов 4. Каждый детектор - приемник гамма-излучения 10 соединен с соответствующим ему ФЭУ-11 в корпусе 1 прибора посредством оптоволоконного кабеля (на фиг. не показан). В верхней части корпуса размещен блок электроники 12 для связи ФЭУ -9. - 11 с наземным регистратором, а между источником гамма-излучения 7 и ФЭУ- 9, -11 установлен свинцовый экран 13, оснащенный коллимационными окнами для рассеивания в пространство скважины фотонов гамма-излучения.The device for monitoring the technical condition of cased wells (hereinafter referred to as the device) contains a body 1 with guide plugs 2, centralizers 3, a system of retractable levers 4 with "paws" 5 at the ends, evenly spaced relative to each other and equidistant from the body 1 and equipped with sliding rollers 6, gamma radiation source 7, gamma radiation receiver 8 with PMT - 9, installed along the longitudinal axis of the device, and gamma radiation receivers 10 mounted on the "legs" 5 of retractable levers 4. Each detector - gamma radiation receiver 10 is connected to the corresponding him FEU-11 in the case 1 of the device by means of a fiber optic cable (not shown in Fig.). In the upper part of the housing there is an electronics unit 12 for PMT-9 communication. - 11 with a ground-based recorder, and between the source of gamma radiation 7 and FEU-9, -11 a lead screen 13 is installed, equipped with collimation windows for scattering photons of gamma radiation into the well space.

Источник гамма-излучения 7 с приемником гамма-излучения 8 с ФЭУ-9 образуют зонд толщиномера, а с приемниками гамма-излучения 10 и с соответствующими им ФЭУ- 11 образуют зонд плотномера.The gamma radiation source 7 with the gamma radiation receiver 8 with PMT-9 form a thickness gauge probe, and with the gamma radiation receivers 10 and with their corresponding PMT-11 they form a density gauge probe.

На практике каждый из приемников гамма-излучения 8 и 10 представляет собой сцинтилляционный кристалл (обычно йодид натрия, легированный таллием, но не чрезмерно), соединенный с соответствующим фотоэлектронным умножителем 9, 11. При этом каждый из сцинтилляционных кристаллов приемников гамма-излучения 10 оснащен защитным кожухом (на фиг. не показано)и волоконно-оптическим кабелем для передачи светового излучения, генерируемого кристаллом, в ФЭУ-11. Волоконно-оптический кабель сопряжен одной торцевой поверхностью посредством обычного оптического геля с кристаллом - приемником гамма-излучения 10, а свободным торцом - с соответствующим ему ФЭУ-11. Площадь поверхности, излучающая свет из кристалла-приемника гамма-излучения 10, оптически связанная с торцом волоконно-оптического кабеля, таким образом увеличивается до максимума, генерируя свет от кристалла с максимальной скоростью в ФЭУ-11. Выходы ФЭУ -11, так же как и ФЭУ-9, соединены с блоком электроники 12, который посредством каротажного кабеля связан с наземным регистратором. Прибор работает следующим образом.In practice, each of the gamma ray receivers 8 and 10 is a scintillation crystal (usually sodium iodide doped with thallium, but not excessively) connected to a respective photomultiplier tube 9, 11. In addition, each of the scintillation crystals of the gamma ray receivers 10 is equipped with a protective housing (not shown in Fig.) and a fiber-optic cable for transmitting light radiation generated by the crystal to the FEU-11. The fiber-optic cable is paired with one end surface by means of a conventional optical gel with a crystal - a receiver of gamma radiation 10, and a free end - with the corresponding FEU-11. The surface area emitting light from the gamma ray receiver crystal 10, optically coupled to the end of the fiber optic cable, is thus maximized, generating light from the crystal at maximum speed in the PMT-11. The outputs of PMT-11, as well as PMT-9, are connected to the electronics unit 12, which is connected to the ground recorder by means of a logging cable. The device works as follows.

На приборе посредством системы выдвижных рычагов 4 «лапы» 5 с закрепленными на них приемниками гамма-излучения 10 выставляют с упором роликами скольжения 6 в стенки обсадной колонны. При этом диаметром роликов скольжения 6 задается минимально возможное фиксированное расстояние от стенок обсадной колонны исследуемой скважины до приемников гамма-излучения 10. Прибор на кабеле спускают в скважину на глубину исследуемого интервала и при последующем подъеме, производят запись каротажных диаграмм. В процессе подъема источник гамма излучения 7 трансформирует энергию фотонов из гамма - спектра в видимую область, излучая гамма - кванты в пространство скважины. А приемники гамма-излучения 8 и приемники гамма-излучения 10 через свои ФЭУ 9 и 11 соответственно, принимают рассеиваемое гамма - излучение от исследуемого скважинного пространства и преобразуют энергию гамма - квантов в амплитуды электрических сигналов, которые преобразуются электронным блоком 12 и передаются по каротажному кабелю на наземный регистратор.On the device, by means of a system of retractable levers 4, “legs” 5 with gamma radiation receivers 10 attached to them are set with an emphasis by sliding rollers 6 against the walls of the casing string. At the same time, the diameter of the sliding rollers 6 sets the minimum possible fixed distance from the walls of the casing string of the investigated well to the gamma radiation receivers 10. The device on the cable is lowered into the well to the depth of the studied interval and, upon subsequent lifting, logs are recorded. In the process of lifting, the source of gamma radiation 7 transforms the energy of photons from the gamma - spectrum into the visible region, emitting gamma - quanta into the space of the well. And gamma radiation receivers 8 and gamma radiation receivers 10, through their PMTs 9 and 11, respectively, receive scattered gamma radiation from the investigated well space and convert the energy of gamma rays into amplitudes of electrical signals, which are converted by the electronic unit 12 and transmitted over the logging cable to the ground recorder.

Таким образом, предложенная конструкция устройства контроля технического состояния обсаженных скважин обеспечивает главное и необходимое условие эффективности контроля качества цементирования обсадных колонн скважин методом рассеянного гамма излучения - соблюдение минимально возможного расстояния между приемниками гамма-излучения прибора и внутренней стенкой обсадной колонны, тем самым обеспечивая высокую точность измерений. При этом универсальность конструкции обеспечивает возможность использования предложенного устройства контроля технического состояния обсаженных скважин в любых скважинах независимо от диаметра обсадных колонн, что снижает затраты на изготовление дополнительных приборов известной серии (как у аналогов) и повышает экономичность проведения геофизических работ на скважинах.Thus, the proposed design of the device for monitoring the technical condition of cased wells provides the main and necessary condition for the effectiveness of quality control of cementing well casing strings using the method of scattered gamma radiation - compliance with the minimum possible distance between the gamma radiation receivers of the device and the inner wall of the casing string, thereby ensuring high measurement accuracy . At the same time, the versatility of the design makes it possible to use the proposed device for monitoring the technical condition of cased wells in any wells, regardless of the diameter of the casing strings, which reduces the cost of manufacturing additional devices of a well-known series (like analogues) and increases the efficiency of geophysical work on wells.

Claims (1)

Устройство для контроля технического состояния обсаженных скважин, содержащее корпус с центраторами, размещенные в нижней части корпуса источник гамма-излучения, свинцовый экран с коллимационными окнами и приемник гамма-излучения с фотоэлектронным умножителем, расположенный по оси корпуса и образующий с источником гамма-излучения зонд толщиномера, а в верхней части корпуса - электронный блок и несколько приемников гамма-излучения с фотоэлектронными умножителями, равномерно разнесенные относительно друг друга и равноудаленные от продольной оси, образующие с источником гамма-излучения зонд плотномера, отличающееся тем, что приемники гамма-излучения зонда плотномера вынесены за пределы корпуса и оснащены волоконно-оптическими кабелями, свободными торцами соединенными каждый со своим фотоэлектронным умножителем в корпусе, а корпус дополнительно оснащен установленной по продольной оси системой выдвижных рычагов, равномерно разнесенных относительно друг друга и равноудаленных от корпуса, оснащенных прижимными лапами с роликами скольжения на концах каждого из выдвижных рычагов, при этом приемники гамма-излучения зонда плотномера установлены на лапах выдвижных рычагов.A device for monitoring the technical condition of cased wells, comprising a body with centralizers, a gamma radiation source located in the lower part of the body, a lead screen with collimation windows and a gamma radiation receiver with a photomultiplier located along the axis of the body and forming a thickness gauge probe with the gamma radiation source , and in the upper part of the body - an electronic unit and several gamma radiation receivers with photoelectronic multipliers, evenly spaced relative to each other and equidistant from the longitudinal axis, forming a density meter probe with a source of gamma radiation, characterized in that the gamma radiation receivers of the density meter probe are placed outside the housing and are equipped with fiber-optic cables, each with free ends connected to its own photomultiplier tube in the housing, and the housing is additionally equipped with a system of retractable levers installed along the longitudinal axis, evenly spaced relative to each other and equidistant from the housing, the main supported by clamping paws with sliding rollers at the ends of each of the retractable levers, while the gamma radiation receivers of the density meter probe are installed on the paws of the retractable levers.
RU2021119312A 2021-06-30 2021-06-30 Device for monitoring the technical condition of cased wells RU2769549C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119312A RU2769549C1 (en) 2021-06-30 2021-06-30 Device for monitoring the technical condition of cased wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119312A RU2769549C1 (en) 2021-06-30 2021-06-30 Device for monitoring the technical condition of cased wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769549C1 true RU2769549C1 (en) 2022-04-04

Family

ID=81076132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021119312A RU2769549C1 (en) 2021-06-30 2021-06-30 Device for monitoring the technical condition of cased wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769549C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU562640A1 (en) * 1974-10-16 1977-06-25 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Apparatus for controlling the quality of casing cementing
GB2332745A (en) * 1996-08-20 1999-06-30 Schlumberger Ltd Apparatus and method for measuring formation density in rugose boreholes
RU39958U1 (en) * 2004-04-20 2004-08-20 Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" DEVICE FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF UTILED WELLS
RU40808U1 (en) * 2004-05-26 2004-09-27 Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" DEVICE FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF UTILED WELLS
RU2258944C1 (en) * 2004-08-12 2005-08-20 Иванов Александр Викторович Density gamma-gamma logging device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU562640A1 (en) * 1974-10-16 1977-06-25 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин Apparatus for controlling the quality of casing cementing
GB2332745A (en) * 1996-08-20 1999-06-30 Schlumberger Ltd Apparatus and method for measuring formation density in rugose boreholes
RU39958U1 (en) * 2004-04-20 2004-08-20 Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" DEVICE FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF UTILED WELLS
RU40808U1 (en) * 2004-05-26 2004-09-27 Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" DEVICE FOR MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF UTILED WELLS
RU2258944C1 (en) * 2004-08-12 2005-08-20 Иванов Александр Викторович Density gamma-gamma logging device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2711482A (en) Methods and apparatus for radioactivity well logging
US10209398B2 (en) Drilling fluid property determination
Fenta et al. Fibre optic methods of prospecting: A comprehensive and modern branch of geophysics
US4904865A (en) Externally mounted radioactivity detector for MWD
NO346014B1 (en) Apparatus and method for detecting radiation comprising neutrons and gamma rays
US9018587B2 (en) Radiation detection apparatus with noise compensation and a method of using the same
EP1922571A1 (en) Downhole navigation and detection system
US20180210109A1 (en) Determination of near wellbore properties using natural gamma rays
US7544928B2 (en) High resolution gamma measurements and imaging
US2949534A (en) High temperature scintillation detector
JP2004205512A (en) Well logging inspection device having gadolinium optical interface
RU2769549C1 (en) Device for monitoring the technical condition of cased wells
US10067261B2 (en) Downhole photon radiation detection using scintillating fibers
US3413466A (en) Well logging system having a plurality of light conducting rods of different lengths
US3648515A (en) Radioactivity logging apparatus having shielded wall contacting source and detector
US2937278A (en) Directional scintillation well logging apparatus
US4638164A (en) High resolution scintillation crystal
US4085323A (en) Calibrator for radioactivity well logging tools
US11474277B2 (en) Acquiring formation porosity using multiple dual-function detectors and neural network
US3797802A (en) Radiation measuring system utilizing a charge sensitive amplifier
US10280738B2 (en) Determination of radiation tracer distribution using natural gamma rays
US20100327153A1 (en) Use of solid crystals as continuous light pipes to funnel light into pmt window
RU2295033C2 (en) Method for controlling well curving and device for realization of method
US20170329040A1 (en) Downhole logging system with solid state photomultiplier
RU2663307C1 (en) Position-sensitive radiation detector