SU1052656A1

SU1052656A1 - Induction probe for investigating flaws of casings

Info

Publication number: SU1052656A1
Application number: SU823456323A
Authority: SU
Inventors: Алексей Тимофеевич Шлеин
Original assignee: Shlein Aleksej T
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1983-11-07

Abstract

1. ИНДУКЦИОННЫЙ ЗОНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ ОБСАДНЫХ КОЛОНН, содержащий немагнитный герметический корпус с основанием, на котором размещены П-образные сердечники , на полюсных торцах каждого из которых размещены индукторные катущки, установленные аксиально и равноудаленно относительно оси генераторной катущки, причем оси одних индикаторных катущек смещены относительно других на величину, равную радиусу индикаторной катущки, отличающийс тем, что, с целью повыщени его чувствительности и разрешающей способности , он снабжен дополнительными катущками , которые включены между собой согласно и последовательно с генераторной катушкой и размещены в средней части П-образных сердечников. 2. Зонд по п. 1, отличающийс тем, что дополнительные катущки выполнены с равным числом витков. Сд ю х ел 051. INDUCTION PROBE FOR DETERMINING DEFECTS casing comprising a nonmagnetic hermetic housing with a base, which has U-shaped cores on the pole ends of each of which are placed inductor katuschki mounted axially relative to the axis and equidistantly katuschki generator, wherein one axis offset indicator katuschek relative to others by an amount equal to the radius of the indicator roller, characterized in that, in order to increase its sensitivity and resolution, it is equipped to olnitelnymi katuschkami, which are incorporated in accordance with each other and in series with the transmitter coil and are arranged in the middle part of the U-shaped cores. 2. The probe of claim 1, wherein the additional coils are made with an equal number of turns. I’ve been eating 05

Description

Изобретение относитс к промысловой геофизике, в частности к средствам контрол технического состо ни обсадных колонн и насосно-комнрессорных труб, наход щихс в скважине. Известно устройство дл контрол дефектов труб, содержащее корнус, размещенный по периметру корпуса многоэлементный намагничивающий блок, включающий п Побразных магнитопроводов, ориентированных полюсами вдоль оси корпуса, многоэлементный измерительный преобразователь, расположенный в межполюсном пространстве магнитопроводов, и узел креплени преобразовател , выполненный в виде охватывающего корпус плавающего кольца с фланцем , посредством подвесок закрепленного на магнитопроводе. Элементы преобразовател сгруппированы в модули, каждый из которых с возможностью поворота и перемещени в плоскости, перпендикул рной оси корпуса , закреплен на кольце с помощью по крайней мере двухэлементной щарнирной подвески, состо щей из щарнирно соединенных между собой контактной и соединительной пластин и плоской пружины, один конец которой взаимодействует с соединительной пластиной, второй - с контактной, на которой закреплен модуль преобразовател 1. Недостатками указанного устройства вл ютс сложность конструкции и низка разрещающа способность при контроле дефектов типа перфорированных отверстий, сопровождаемых щероховатостью в виде парафиновых или цементных корок. При контроле подобных участков датчик устройства отходит от контролируемой поверхности, при этом наводимый сигнал становитс соизмеримым с сигналом от дефекта. Известно также устройство дл контрол дефектов, содержащее дифференциальный магнитный зонд с парами одинаковых измерительных катущек, расположенных по окружности симметрично вокруг оси зонда и перекрываемых плоскостью внутренней поверхности трубы. Катушки намотаны на одинаковых сердечниках 2. Недостатком данного устройства вл етс низка разрещающа способность при контроле мелких дефектов типа перфорациопных отверстий и симметричных прерывистых повреждений вокруг оси трубы, обусловленна отсутствием локально направленного магнитного потока. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл определени дефектов обсадных колонн, содержащее генераторную катущку и индикаторные катущки, установленные симметрично относительно оси генераторной катушки , плоскости витков которых перпендикул рны плоскости витков генераторной катущки , снабженные П-образными сердечниками нз материала с высокой магнитной проницаемостью , расположенные в генераторной катущке аксиально и равноудаленно, причем на полюсных торцах сердечников установлены индикаторные катущки, оси одного р да которых смещены относительно осей другого р да на величину, равную радиусу индикаторной катущки. Данное устройство позвол ет надежно отбивать интервалы перфорации и зоны фильтра 3 . Однако при некачественной перфорации возможны пропуски регистрируемого количества отверстий. Это обусловлено тем, что магнитный поток индукционного зонда созх:1аетс одной генераторной катущкой, и при наличии мелкого дефекта он будет обтекать его, не создава большого магнитного сопротивлени , т. е. сигнал будет регистрироватьс недостаточно четко. Цель изобретени - повыщение чувствительности и разрешающей способности зонда при обнаружении мелких дефектов. Поставленна цель достигаетс тем, что индукционный зонд дл определени дефектов обсадных колонн, содержащий немагнитный герметический корпус с основанием, на которо.м размещены П-образные сердечники , на полюсных торцах каждого из которых размещены индикаторные катущки, установленные аксиально и равноудаленно относительно оси генераторной кату1аки, причем оси одних индикаторных катушек смещены относительно других на величину, равную радиусу индикаторной катушки, снабжен дополнительными катушками, которые включены между собой согласно и последовательно с генераторной катущкой и размещены в средней части П-образных сердечников.. При этом дополнительные катушки выполнены с равным числом витков. Введение дополнительных катушек позвол ет создать дополнительные магнитные потоки, которые, складыва сь с магнитным потоком генераторной катущки, увеличивают плотность .магнитных линий. При по влении мелких дефектов происходит увеличение сопротивлени магнитному потоку. ЭДС, наводимые в индукционных катущках, более четко отбивают .мелкие дефекты. Дл создани равномерных и локальных потоков дополнительные катущки .мотаны равным количеством витков. На фиг. 1 приведен индукционный зонлт, общий вид; на фиг. 2 - функциональна блок-схема измерительной аппаратуры. Индукционный зонд содержит (фиг. 1) генераторную катушку 1, Н-образные магнитные сердечники 2, на торцах которых установлены индикаторные катушки 3. В средней части П-образных сердечников размещены дополнительные катушки 4, соединенные согласно между собой и последовательно с генераторной катушкой и расположенные на немагнитном цилиндрическом основании 5, закрепленные винтом 6. Устройство находитс в обсадной колонне 7, где оно центрируетс пружинами 8. Устройство помещено в охранный немагнитный герметичный кожух 9.The invention relates to field geophysics, in particular, to means of monitoring the technical condition of casing strings and pump-compressor pipes in the well. A device for monitoring pipe defects, comprising a corns placed around the perimeter of the housing, a multi-element magnetizing unit, comprising n Shaped magnetic circuits oriented by poles along the axis of the housing, a multi-element measuring transducer located in the interpolar space of the magnetic conductors, and a transducer mounting unit made in the form of a floating housing rings with flange, by means of hangers attached to the magnetic core. Transducer elements are grouped into modules, each of which is rotatably and displaceable in a plane, perpendicular to the housing axis, fixed to the ring with at least a two-element hinged suspension consisting of hingedly connected contact and connecting plates and a flat spring, one the end of which interacts with the connecting plate, the second one with the contact plate on which the converter module 1 is fixed. The disadvantages of this device are the design complexity and low razreschayuscha ability in the control defects such as perforations, followed scherohovatostyu as paraffinic or cement crusts. When such areas are monitored, the sensor of the device moves away from the monitored surface, and the induced signal becomes comparable to the signal from the defect. It is also known a device for monitoring defects containing a differential magnetic probe with a pair of identical measuring coils circumferentially symmetrically around the axis of the probe and overlapped by the plane of the inner surface of the pipe. The coils are wound on the same cores 2. The disadvantage of this device is the low resolving power in inspecting minor defects such as perforation holes and symmetric intermittent damage around the pipe axis, due to the absence of a locally directed magnetic flux. The closest in technical essence to the invention is a device for detecting defects of casing strings containing a generating coil and indicator coils installed symmetrically with respect to the axis of the generating coil, the plane of the turns of which are perpendicular to the plane of the turns of the generating coil equipped with U-shaped cores of high magnetic material permeability, located in the generator coil axially and equidistantly, and on the pole ends of the cores are installed indicator e katuschki, the axis of one row are offset relative to the axes of the other row by an amount equal to the radius of the indicator katuschki. This device allows you to reliably beat the perforation intervals and filter zones 3. However, with poor-quality perforation, misses of the recorded number of holes are possible. This is due to the fact that the magnetic flux of the induction probe cosx: 1 is generated by one generating coil, and if there is a small defect, it will flow around it without creating a large magnetic resistance, i.e. the signal will not be recorded clearly enough. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and resolution of the probe when small defects are detected. The goal is achieved by the fact that an induction probe for detecting defects in casing strings containing a non-magnetic hermetic body with a base on which U-shaped cores are placed, on the pole ends of each of which are indicator coils installed axially and equidistantly relative to the axis of the generating cat, moreover, the axes of some indicator coils are offset relative to others by an amount equal to the radius of the indicator coil, provided with additional coils that are connected to each other consistent and consistent with the generator coil and placed in the middle of the U-shaped cores .. In this additional coils are made with an equal number of turns. The introduction of additional coils makes it possible to create additional magnetic fluxes, which, adding to the magnetic flux of the generator coil, increase the density of the magnetic lines. When small defects appear, an increase in the resistance to magnetic flux occurs. EMF induced in induction rollers more accurately discourage small defects. To create uniform and local flows, additional spools are wound with an equal number of turns. FIG. 1 shows the induction zone, general view; in fig. 2 is a functional block diagram of the measuring apparatus. The induction probe contains (Fig. 1) a generating coil 1, H-shaped magnetic cores 2, on the ends of which indicator coils 3 are installed. In the middle part of the U-shaped cores additional coils 4 are placed, connected according to each other and in series with the generator coil and located on a non-magnetic cylindrical base 5 secured by a screw 6. The device is located in the casing 7, where it is centered by springs 8. The device is placed in a non-magnetic security sealed casing 9.

Проводником жилы 10 (фиг. 2) каротажного кабел 11 генераторна катушка 1 через электронный блок (усилитель) 12, измерительную панель 13 соедин етс с генератором 14 синусоидальных колебаний, который , в свою очередь, соединен с блоком 15 питани . Индикаторные катушки 3 подсоединены к коммутатору 16, усилителю 12 и через жилы 17 и 18 соединены с измерительной панелью 13 и регистратором 19.Using conductor 10 (Fig. 2) of the logging cable 11, the generator coil 1 is connected via an electronic unit (amplifier) 12, the measuring panel 13 to the sinusoidal oscillator 14, which, in turn, is connected to the power supply unit 15. Indicator coil 3 is connected to the switch 16, the amplifier 12 and through the conductors 17 and 18 are connected to the measuring panel 13 and the recorder 19.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

На каротажном кабеле 11 индукционный зонд опускают в обсадную колонну 7. От генератора 14 через измерительную панель 13 подают питание по жиле 10 в электронный блок 12, генераторную катушку 1 и дополнительные катушки 4. В результате сложени первичных магнитных полей от катушек I и 4 происходит повышение плотности суммарного магнитного потока, т.е. создаетс равномерно направленный поток от катушки 1 и локально направленный магнитный поток от дополнительных генераторных катушек 4, который концентрируетс на небольшом (узком) участке внутренней-поверхности исследуемой колонны. ЭДС, наводимые в индикаторных катушках 3 при отсутствии дефектов, равны по амплитуде и фазе, при этом выходной сигнал попарно и встречно включенных катушек 3 будет равен нулю.On the logging cable 11, the induction probe is lowered into the casing 7. From the generator 14 through the measuring panel 13, power is supplied to the electronic unit 12, the generating coil 1 and the additional coils 4 through the measuring panel 13. total magnetic flux density, i.e. a uniformly directed flow is generated from coil 1 and a locally directed magnetic flux from additional generating coils 4, which is concentrated in a small (narrow) portion of the inner surface of the column under study. The emf induced in the indicator coils 3 in the absence of defects are equal in amplitude and phase, and the output signal in pairs and counter-activated coils 3 will be equal to zero.

При по влении дефекта возникает большое сопротивление прохождению локально направленного магнитного потока, в результате чего происходит перераспределение потока от генераторной катушки 1 и дополнительных катушек 4 вокруг нарушени сплошности металла. В результате происходит разбаланс ЭДС на встречно включенных индикаторных катушках, сигналы из которых поступают на коммутатор 16, усилитель 12 и далее по жилам 17 и 18 в измерительную панель 13 и регистратор 19.When a defect appears, there is a large resistance to the passage of a locally directed magnetic flux, as a result of which the flow from the generator coil 1 and additional coils 4 is redistributed around the discontinuity of the metal. The result is an imbalance of the EMF on the counter-included indicator coils, the signals from which are sent to the switch 16, the amplifier 12 and further along the cores 17 and 18 to the measuring panel 13 and the recorder 19.

В результате введени в предлагаемое устройство дополнительных катушек повысилась чувствительность и разрешающа способность при обнаружении мелких дефектов типа перфорационных отверстий за счет создани локальных магнитных потоков от катушек 4, которые отсутствуют в прототипе.As a result of introducing additional coils into the proposed device, the sensitivity and resolution in detecting minor defects such as perforations are increased due to the creation of local magnetic fluxes from coils 4, which are absent in the prototype.

Claims

1. INDUCTION PROBE

FOR DETERMINATION OF CASING DEFECTS, comprising a non-magnetic hermetic casing with a base on which U-shaped cores are placed, inductor coils placed axially and equidistant from the axis of the generator coil are placed on the pole ends of each of which, the axes of some indicator coils are offset relative to the others by a value equal to the radius of the indicator coil, characterized in that, in order to increase its sensitivity and resolution, it is equipped with additional coils, to torye included together according to and in series with the transmitter coil and are arranged in the middle part of the U-shaped cores.

2. The probe according to π. 1, characterized in that the additional coils are made with an equal number of turns.