UA80678U

UA80678U - Well device

Info

Publication number: UA80678U
Application number: UAU201213909U
Authority: UA
Inventors: Владимир Алексеевич Моцак; Сергей Викторович Кривуля; Василий Иванович Коцаба; Анатолий Михайлович Шульга; Галина Александровна Величко; Николай Сергеевич Педык; Виктор Михайлович Светлицкий; Сергей Михайлович Клименко; Олег Алексеевич Олейник; Степан Андреевич Бабий
Original assignee: Дочерняя Компания «Укргазодобыча» Национальной Акционерной Компании «Нефтегаз Украины»
Priority date: 2012-12-06
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2013-06-10

Abstract

A well device comprises an eddy current transformer and electronic unit for information processing. The device additionally includes autonomous power supply unit, and electronic unit for information processing comprises a module of analog signal and module of digital processing and registration of measurements, this includes electronic memory for writing information on the condition of the production tubing string in real time. At that the autonomous power supply unit and eddy current transformer, module of analog signal, module of digital processing and registration of measurement connected to it are placed in protective casing.

Description

Корисна модель належить до видобувної промисловості і може бути використана для діагностування стану ліфтових колон фонтануючих нафтових, газових та газоконденсатних свердловин.A useful model belongs to the mining industry and can be used to diagnose the condition of lift columns of gushing oil, gas and gas condensate wells.

Відомий скануючий електромагнітний дефектоскоп-товщиновимірювач ЗМДО-С (Краткий каталог ОДО НПП ВНИЙ ИС Геофизических Исследований Скважин. - Російська Федерація, 2010. - С. 84), що має декілька зондів, які містять генераторні і прийомні котушки. По генераторній котушці пропускаються імпульси струму, які збуджують в навколишнє середовище змінне електромагнітне поле. Це поле індукує в обсадних колонах вихрові струми. Присутність в колоні дефектів (тріщин, корозійного зношення і наскрізних отворів), викликає зміну щільності вихрових струмів, а також величини магнітного потоку, що протікає по колоні. В результаті змінюється величина вторинного магнітного поля всередині колони і, відповідно, величина сигналу в приймальних котушках.The well-known scanning electromagnetic flaw detector-thickness gauge ZMDO-S (Brief catalog of ODO NPP VNYI YS Geofizicheskih Issledovaniy Skvazhyn. - Russian Federation, 2010. - p. 84), which has several probes that contain generator and receiving coils. Current pulses are passed through the generator coil, which excite an alternating electromagnetic field in the environment. This field induces eddy currents in the casing. The presence of defects in the column (cracks, corrosion wear and through holes) causes a change in the density of eddy currents, as well as the magnitude of the magnetic flux flowing through the column. As a result, the magnitude of the secondary magnetic field inside the column changes and, accordingly, the magnitude of the signal in the receiving coils.

Недоліком даного приладу є те, що він спускається в свердловину на каротажному кабелі, що призводить до втрати (затухання) сигналу по довжині кабелю з відповідною похибкою вимірів.The disadvantage of this device is that it is lowered into the well on the logging cable, which leads to the loss (attenuation) of the signal along the length of the cable with the corresponding measurement error.

Відомий апаратурно-програмний комплекс АПК-ДИСТ (сайт ОБО "ГЕОТЕРМ", пир:/деотегт- їда.пагод.пи/0І51-75.йіт, який призначений для дослідження обсадних колон експлуатаційних свердловин методом електромагнітної дефектометрії для виявлення інтервалів площинної корозії. Пристрій складається зі свердловинного приладу ДИСТ-75 і програмного забезпеченняThe well-known hardware and software complex of APC-DIST (website of OBO "GEOTHERM", pyr:/deotegt-ida.pagod.py/0І51-75.yit, which is intended for the study of casing strings of operational wells by the method of electromagnetic defectometry to detect intervals of planar corrosion. The device consists of a borehole device DIST-75 and software

ДИСТ-ПО. Кінцевим результатом обробки даних, що отримуються свердловинним пристроєм, є внутрішній діаметр і товщина стінки обсадної колони труб. Програма обробки даних дозволяє також наглядно показати стінку обсадної колони в розрізі і розрахувати відносну втрату металу.DIST-PO. The end result of processing the data obtained by the well device is the inner diameter and wall thickness of the pipe casing. The data processing program also allows you to visually show the casing wall in section and calculate the relative loss of metal.

Свердловинний прилад ДИСТ-75 має два вимірювальних канали: канал індексу внутрішнього діаметра і канал індексу товщини стінки. Співвісність пристрою в свердловині забезпечується центраторами.The DIST-75 borehole device has two measuring channels: the inner diameter index channel and the wall thickness index channel. Concentricity of the device in the well is ensured by the centralizers.

Недоліком даного пристрою є те, що він спускається в свердловину на каротажному кабелі, а це призводить до втрати (затухання) сигналу. Крім того, прилад ДИСТ-75 має великі габаритні розміри та низьку рекомендовану швидкість запису (не більше 200 м/год.) під час спуску в свердловину.The disadvantage of this device is that it goes down into the well on the logging cable, and this leads to the loss (attenuation) of the signal. In addition, the DIST-75 device has large overall dimensions and a low recommended recording speed (no more than 200 m/h) during descent into the well.

Зо Відома портативна установка "Експрес Д-скан" для дефектоскопії труб нафтогазового сортаменту (Полтавське відділення УкрДГРІ, м/млм.їр.ронама.ца/.../Бигіп. Копіго!б.піт), яка призначена для проведення вхідного контролю обсадних труб, вхідного та періодичного контролю бурильних труб. Установка забезпечує автономну систему контролю труб по всій довжині діаметрами від 73 мм до 245 мм, працює як в польових, так і в стаціонарних умовах.З The portable device "Express D-scan" for flaw detection of oil and gas assortment pipes (Poltava branch of UkrDGRI, m/mlm.yir.ronama.tsa/.../Byhip. Kopigo!b.pit) is known, which is intended for conducting incoming inspection of casing pipes, input and periodic control of drill pipes. The installation provides an autonomous system of control of pipes along the entire length with diameters from 73 mm to 245 mm, works both in the field and in stationary conditions.

Недоліком даної установки є неможливість проведення контролю стану насосно- компресорних труб (НКТ) в діючих свердловинах, де наявні надлишковий тиск та температура.The disadvantage of this installation is the impossibility of monitoring the condition of pump-compressor pipes (tubes) in operating wells where excess pressure and temperature are present.

Відомий автономний внутрішньотрубний інтроскоп (А.А. Абакумов, Магнитная диагностика газонефтепроводов. - Москва: Знергоатомиздат, 2001. - С. 392-397), що призначений для виявлення і візуалізації дефектів стінки підземних магістральних газонафтопроводів, який містить циліндричний намагнічуваний прилад у вигляді постійного магніту і складений з окремих магніточутливих елементів ланцюговий перетворювач магнітних полів.The well-known autonomous intra-pipe introscope (A.A. Abakumov, Magnitnaya diagnostika gazenofteprovodov. - Moscow: Znergoatomizdat, 2001. - P. 392-397), which is designed to detect and visualize defects in the wall of underground main gas and oil pipelines, which contains a cylindrical magnetized device in the form of a permanent magnet and a chain converter of magnetic fields composed of separate magnetosensitive elements.

Недоліком даного інтроскопа є те, що він не може бути ефективно використаний для контролю експлуатаційних колон свердловин, тому що при наявності постійного магніту ускладнений його спуск в свердловину під дією власної ваги.The disadvantage of this introscope is that it cannot be effectively used to control the operational columns of wells, because in the presence of a permanent magnet, it is difficult to lower it into the well under the influence of its own weight.

Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є свердловинний прилад «Дефектограф-НКТ» (НПЦ Технології Буріння, 2009, Полтава Бізнесінформ - Бізнес- каталог м. Полтава, пер://Бі.рокама.ца/) для контролю за корозійним і ерозійним пошкодженням насосно-компресорних труб у свердловині, який складається з перетворювача свердловинного і електронного блока обробки інформації та узгодження з функціональними блоками каротажної геофізичної станції. Прилад працює в комплекті з типовою каротажною станцією і одножильним геофізичним кабелем.The closest in terms of technical essence to the claimed device is the well device "Defektograf-NKT" (NPC Drilling Technology, 2009, Poltava Businessinform - Business directory of the city of Poltava, per://Bi.rokama.tsa/) for monitoring due to corrosion and erosion damage to the pump-compressor pipes in the well, which consists of a downhole converter and an electronic information processing unit and coordination with the functional units of the logging geophysical station. The device works in a set with a typical logging station and a single-core geophysical cable.

Недоліком даного приладу є обов'язковий виклик геофізичного загону та прив'язка до типової каротажної станції та одножильного геофізичного кабелю, що викликає додаткову втрату сигналу по довжині кабелю через електромагнітне поле.The disadvantage of this device is the mandatory call of a geophysical detachment and binding to a typical logging station and a single-core geophysical cable, which causes additional signal loss along the length of the cable due to the electromagnetic field.

Задачею корисної моделі є підвищення точності діагностування стану ліфтової колони НКТ та автономний запис інформації в пам'ять, що знаходиться в свердловинному приладі.The task of the useful model is to increase the accuracy of diagnosing the condition of the lift column of the tubing and the autonomous recording of information in the memory located in the well device.

Поставлена задача вирішується шляхом розміщення в захисному корпусі, що спускається у свердловину, вихорострумового перетворювача, електронного блока запису та обробки інформації та автономного блока живлення, при цьому запис інформації здійснюється в бо реальному часі на внутрішній електронний носій пам'яті електронного блока, який знімається.The task is solved by placing an eddy current converter, an electronic unit for recording and processing information and an autonomous power supply unit in a protective housing that descends into the well, while the information is recorded in real time on the internal electronic storage medium of the electronic unit, which is removed.

Принцип дії свердловинного приладу реалізовано на методі вихрових струмів, який полягає в генеруванні електромагнітного поля низької частоти та збудженні в товщі стінки контрольованої труби вихрових струмів. Амплітуда і фаза цих струмів, а також величина електрорушійної сили, яка ними наводиться в котушці перетворювача, залежать в основному від товщини та цілісності металу. Ця залежність і використовується при пошуку експлуатаційних дефектів ліфтової колони НКТ, таких як корозійне та ерозійне руйнування.The principle of operation of the downhole device is implemented using the eddy current method, which consists in the generation of a low-frequency electromagnetic field and the excitation of eddy currents in the thickness of the wall of the controlled pipe. The amplitude and phase of these currents, as well as the magnitude of the electromotive force induced by them in the coil of the converter, depend mainly on the thickness and integrity of the metal. This dependence is used in the search for operational defects of the pipeline lift column, such as corrosion and erosive destruction.

Контроль ліфтової колони НКТ здійснюється під час спуску приладу в діючу газову, газоконденсатну або нафтову свердловину, тому для реалізації вихорострумового контролю вибрано типовий трансформаторний внутрішній прохідний перетворювач, до складу якого входять кілька котушок індуктивності. Блочне виконання свердловинного приладу пояснюється кресленням.The control of the lift column of the tubing is carried out during the descent of the device into an active gas, gas condensate or oil well, therefore, for the implementation of eddy current control, a typical transformer internal pass-through converter, which includes several inductance coils, is selected. The block execution of the well device is explained by the drawing.

Свердловинний прилад складається з вихорострумового перетворювача (ВСП) 1, модуля аналогового сигналу (МАС) 2 і модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів (МЦО) 3, які підключені до автономного блока живлення (БЖ) 4.The downhole device consists of an eddy current converter (EDC) 1, an analog signal module (ASM) 2, and a digital processing and measurement recording module (DMS) 3, which are connected to an autonomous power supply unit (UPS) 4.

Модуль аналогового сигналу 2 містить генератор, оптимальна частота якого була встановлена в результаті експериментальних досліджень, підсилювач потужності для збудження в товщі металу за допомогою перетворювача вихрових струмів достатньої інтенсивності, детектор та підсилювач для отримання корисного сигналу потрібного рівня.Analog signal module 2 contains a generator, the optimal frequency of which was established as a result of experimental studies, a power amplifier for excitation in the metal layer using an eddy current converter of sufficient intensity, a detector and an amplifier for obtaining a useful signal of the required level.

Аналоговий сигнал подається на модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів З для перетворення його в цифровий формат. Модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів З складається з аналого-дифрового перетворювача, вбудованого мікропроцесора з модулем пам'яті, таймера та мікросхеми узгодження з персональним комп'ютером. Мікропроцесор здійснює керування процесом реєстрації вимірів та через технологічний роз'єднувач підключається для обміну інформацією з персональним комп'ютером на денній поверхні.The analog signal is fed to the module of digital processing and registration of measurements C to convert it into a digital format. The module for digital processing and registration of measurements Z consists of an analog-to-digital converter, a built-in microprocessor with a memory module, a timer and a microcircuit for coordination with a personal computer. The microprocessor manages the measurement registration process and is connected through a technological connector to exchange information with a personal computer on the daytime surface.

Живлення перетворювача 1 та електронного блока здійснюється автономним блоком живлення 4 у вигляді комплекту акумуляторів або батарей. Оснащення приладу автономним джерелом струму виключає необхідність прив'язки до каротажної станції, передачі сигналу по каротажному кабелю та втрату точності запису інформації про стан корозійного зношення ліфтової колони НКТ.The power supply of the converter 1 and the electronic unit is carried out by an autonomous power supply unit 4 in the form of a set of accumulators or batteries. Equipping the device with an autonomous current source eliminates the need to tie it to the logging station, transmit a signal via the logging cable, and lose the accuracy of recording information about the state of corrosion wear of the elevator tubing string.

Зо Прилад здатний забезпечити контроль стану ліфтової колони НКТ 2 60, 73 і 89 мм в діапазоні температур 0-120 "С і тиску до 40,0 МПа в працюючих свердловинах.The device is capable of monitoring the condition of the elevator column of tubing 2 60, 73 and 89 mm in the temperature range of 0-120 "C and pressure up to 40.0 MPa in working wells.

Запис інформації в елементи пам'яті приладу здійснюється автономно під час спуску (підйому) приладу у свердловину за допомогою дослідницької лебідки.Recording of information in the memory elements of the device is carried out autonomously during the descent (raising) of the device into the well using the research winch.

Конструкція вихорострумового перетворювача, друкованих плат модуля аналогового сигналу і модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів, модуля живлення монтуються в циліндричному металевому захисному корпусі з внутрішнім діаметром не більше 35 мм.The design of the eddy current converter, printed circuit boards of the analog signal module and the digital processing and measurement registration module, the power supply module are mounted in a cylindrical metal protective case with an internal diameter of no more than 35 mm.

Використання розробленого приладу дозволяє у декілька разів зменшити витрати на проведення капітальних ремонтів свердловин по заміні ліфтових колон, що веде до значного заощадження матеріальних ресурсів і збільшення видобутку вуглеводневої сировини.The use of the developed device allows several times to reduce the costs of carrying out capital repairs of wells for the replacement of lift columns, which leads to a significant saving of material resources and an increase in the extraction of hydrocarbon raw materials.

Операція перевірки стану ліфтової колони НКТ з використанням автономного свердловинного приладу вимагає лише наявності лубрикатора, лебідки з тросом або дротом та реєстратора (ноутбука) з незалежним енергозабезпеченням (до 8 годин) і проводиться силами працівників газовидобувного підприємства впродовж світлового дня.The operation of checking the condition of the lift string of the tubing using an autonomous well device requires only the presence of a lubricator, a winch with a cable or wire and a recorder (laptop) with independent power supply (up to 8 hours) and is carried out by the employees of the gas production company during daylight hours.

Завдяки запропонованій конструкції прилад свердловинний простий і надійний в роботі, має невеликі радіальні розміри і масу, при цьому забезпечується точність вимірювань та автономний запис на вбудовану пам'ять.Thanks to the proposed design, the borehole device is simple and reliable in operation, has small radial dimensions and weight, while ensuring the accuracy of measurements and autonomous recording on the built-in memory.

За допомогою запропонованого свердловинного приладу здійснюється оперативний контроль за станом ліфтових колон газоконденсатних свердловин, працюючих в умовах високих термобаричних умовах, та визначаються: втрата металу поперечного перерізу труб по всій довжині ліфтових колон в свердловинах, працюючих в умовах високих термобаричних умовах; кінець ліфтової колони або місце її обриву; швидкість корозійно-ерозійних руйнувань ліфтових колон з точною прив'язкою до глибин, шляхом періодичних проведень діагностики без виклику каротажної бригади.With the help of the proposed downhole device, operational control of the condition of lift columns of gas-condensate wells operating under high thermobaric conditions is carried out, and the following are determined: metal loss of the cross-section of pipes along the entire length of lift columns in wells operating under high thermobaric conditions; the end of the elevator column or the place of its break; the rate of corrosion-erosion destruction of elevator columns with exact reference to depths, by means of periodic diagnostics without calling a logging team.

Claims

FORMULA OF THE USEFUL MODEL A downhole device consisting of an eddy current converter and an electronic information processing unit, which is characterized by the fact that it contains an autonomous power supply unit, and the electronic information processing unit consists of an analog signal module and a digital processing and measurement recording module, which contains an electronic medium memory for recording information about the state of the tubing lift column in real time, while the autonomous power supply unit and the eddy current converter connected to it, the analog signal module, the digital processing and measurement registration module are placed in a protective casing that descends into the well.

K i -- Ka N i i Gi as i -x :

E E ri ke ESH "AH and VS still MAS ge Mo