RU162048U1

RU162048U1 - Borehole control and measuring complex

Info

Publication number: RU162048U1
Application number: RU2016103148/03U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Егурцов; Татьяна Владимировна Скрынник; Юрий Владимирович Иванов; Алексей Павлович Зубарев; Виталий Никифорович Даниленко; Виктор Иванович Борисов; Рустам Равильевич Куйбышев; Алексей Владимирович Кондрашов; Александр Петрович Потапов; Александр Иванович Лысенков
Original assignee: Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2016-05-20

Abstract

1. Скважинный контрольно-измерительный комплекс, содержащий магнитоимпульсный дефектоскоп, выполненный в виде продольного и сканирующего зондов, подключенных своими измерительными катушками к структурной схеме, электрически связанной через каротажный кабель с наземным оборудованием, при этом структурная схема выполнена в виде измерительного блока, контроллера связи, передатчика, элементов развязки, параллельного стабилизатора, источника питания генераторных катушек индуктивности продольного и сканирующего зондов дефектоскопа и источника вторичного питания, причем выходы измерительных катушек индуктивности зондов дефектоскопа подключены к измерительному блоку, электрически связанному через последовательно соединенные контроллер связи, передатчик, элементы развязки и каротажный кабель с наземным оборудованием, элементы развязки также подключены через параллельный стабилизатор параллельно к источнику питания генераторных катушек и источнику вторичного питания, отличающийся тем, что дополнительно содержит зонд спектрального гамма-каротажа с высоковольтным источником питания и дополнительным контроллером, внешний датчик температуры и датчик давления, при этом выход зонда спектрального гамма-каротажа электрически связан через дополнительный контроллер с контроллером связи, высоковольтный источник питания подключен к выходу параллельного стабилизатора, а выходы внешнего датчика температуры и датчика давления подключены к измерительному блоку.2. Скважинный контрольно-измерительный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно введен внутренний датчик температуры, установленный в и1. A downhole control and measuring complex containing a magnetic pulse flaw detector, made in the form of a longitudinal and scanning probes, connected by their measuring coils to a structural circuit electrically connected through a wireline cable with ground equipment, while the structural circuit is made in the form of a measuring unit, a communication controller, transmitter, isolation elements, parallel stabilizer, power source of the generator inductors of the longitudinal and scanning probes of the flaw detector and and the secondary power supply, and the outputs of the measuring inductance coils of the flaw detector probes are connected to the measuring unit, electrically connected through a series-connected communication controller, transmitter, isolation elements and wireline cable with ground equipment, isolation elements are also connected through a parallel stabilizer in parallel to the power source of the generator coils and the source secondary power supply, characterized in that it further comprises a high-voltage gamma-ray spectral logging probe a power source and an additional controller, an external temperature sensor and a pressure sensor, while the output of the gamma-ray spectral probe is electrically connected through an additional controller to a communication controller, a high-voltage power source is connected to the output of a parallel stabilizer, and the outputs of an external temperature sensor and pressure sensor are connected to a measuring block 2. The downhole control and measuring complex according to claim 1, characterized in that an additional internal temperature sensor installed in and

Description

Полезная модель относится к геофизической контрольно-измерительной технике и может быть использована при проведении геофизических исследований и ремонтно-изоляционных работ в действующих нефтяных и газовых скважинах.The utility model relates to geophysical instrumentation and can be used in geophysical research and repair and insulation works in existing oil and gas wells.

Известен скважинный контрольно-измерительный комплекс (СКИК), содержащий датчики локатора муфт, гамма-каротажа, давления, температуры, влажности, расхода и сопротивления, расположенные последовательно сверху вниз в составном корпусе /Патент РФ №2495241, кл. Е21В 47/00, 2013/.Known downhole control and measuring complex (SKIK), containing sensors locator couplings, gamma-ray logs, pressure, temperature, humidity, flow and resistance, located sequentially from top to bottom in a composite housing / RF Patent No. 2495241, class. ЕВВ 47/00, 2013 /.

Недостатком аналога является невысокая достоверность диагностирования дефектов скважин без их глушения.The disadvantage of the analogue is the low reliability of diagnosing well defects without killing them.

Известен СКИК в виде электромагнитного скважинного импульсного дефектоскопа, содержащий магнитно-импульсный дефектоскоп, выполненный в виде продольного и сканирующего зондов, подключенных своими измерительными катушками к структурной схеме, электрически связанной через каротажный кабель с наземным оборудованием, при этом структурная схема выполнена в виде измерительного блока, контроллера связи, передатчика, элементов развязки, параллельного стабилизатора, источника питания генераторных катушек индуктивности продольного и сканирующего зондов дефектоскопа и источника вторичного питания, причем выходы измерительных катушек индуктивности зондов дефектоскопа подключены к измерительному блоку, электрически связанному через последовательно соединенные контроллер связи, передатчик, элементы развязки и каротажный кабель с наземным оборудованием, элементы развязки также подключены через параллельный стабилизатор параллельно к источнику питания генераторных катушек и источнику вторичного питания /Патент РФ №2372478, кл. Е21В 47/00, 2009/.Known SKIK in the form of an electromagnetic borehole pulse flaw detector containing a magnetic pulse flaw detector made in the form of a longitudinal and scanning probes connected by their measuring coils to a structural circuit that is electrically connected through a wireline cable with ground equipment, while the structural circuit is made in the form of a measuring unit, communication controller, transmitter, isolation elements, parallel stabilizer, power supply for generator longitudinal and scan inductors flaw detector probes and a secondary power source, and the outputs of the inductance measuring coils of the flaw detector probes are connected to the measuring unit, electrically connected through a series-connected communication controller, transmitter, isolation elements and wireline cable with ground equipment, isolation elements are also connected in parallel through the parallel stabilizer to the power source generator coils and a secondary power source / RF Patent No. 2372478, cl. ЕВВ 47/00, 2009 /.

Недостатком прототипа является ограниченность его применения случаями исследований дефектов и зон коррозии одной центральной колонны скважины с указанием пространственного расположения дефектов по секторам колонны.The disadvantage of the prototype is the limited use of it in cases of studies of defects and corrosion zones of one central well column, indicating the spatial location of defects in the sectors of the column.

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели является расширение области применения СКИК на случай оценки состояния заколонного пространства обсаженных газовых скважин с помощью использования спектрометрического гамма-каротажа.The technical result obtained from the implementation of the utility model is to expand the scope of the SKIK in the case of assessing the state of the annular space of cased gas wells using spectrometric gamma-ray logging.

Поставленный технический результат достигают за счет того, что известный СКИК, содержащий магнито-импульсный дефектоскоп, выполненный в виде продольного и сканирующего зондов, подключенных своими измерительными катушками к структурной схеме, электрически связанной через каротажный кабель с наземным оборудованием, при этом структурная схема выполнена в виде измерительного блока, контроллера связи, передатчика, элементов развязки, параллельного стабилизатора, источника питания генераторных катушек индуктивности продольного и сканирующего зондов дефектоскопа и источника вторичного питания, причем выходы измерительных катушек индуктивности зондов дефектоскопа подключены к измерительному блоку, электрически связанному через последовательно соединенные контроллер связи, передатчик, элементы развязки и каротажный кабель с наземным оборудованием, элементы развязки также подключены через параллельный стабилизатор параллельно к источнику питания генераторных катушек и источнику вторичного питания, оснащен зондом спектрального гамма-каротажа с высоковольтным источником питания и дополнительным контроллером, а также внешним датчиком температуры и датчиком давления, при этом выход зонда спектрального гамма-каротажа электрически связан через дополнительный контроллер с контроллером связи, высоковольтный источник питания подключен к выходу параллельного стабилизатора, а выходы внешнего датчика температуры и датчика давления подключены к измерительному блоку.The technical result achieved is achieved due to the fact that the well-known SKIK containing a magnetic-pulse flaw detector made in the form of a longitudinal and scanning probes connected by their measuring coils to a structural circuit electrically connected through a wireline cable with ground equipment, while the structural circuit is made in the form measuring unit, communication controller, transmitter, isolation elements, parallel stabilizer, power supply for generator longitudinal inductance coils and scan flaw detector probes and a secondary power source, and the outputs of the inductance measuring coils of the flaw detector probes are connected to a measuring unit electrically connected through a series-connected communication controller, transmitter, isolation elements, and wireline cable with ground equipment, isolation elements are also connected in parallel through a parallel stabilizer to the power source generator coils and a secondary power source, equipped with a high-voltage source gamma-ray log probe power supply and an additional controller, as well as an external temperature sensor and a pressure sensor, while the output of the gamma-ray spectral logging probe is electrically connected through an additional controller to the communication controller, a high-voltage power supply is connected to the output of a parallel stabilizer, and the outputs of the external temperature sensor and pressure sensor are connected to the measuring unit.

При этом в СКИК дополнительно введен внутренний датчик температуры, установленный в измерительном блоке.At the same time, an internal temperature sensor installed in the measuring unit is additionally introduced into SKIK.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема скважинного контрольно-измерительного прибора.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a downhole control instrument.

СКИК содержит каротажный кабель 1, элементы развязки 2, параллельный стабилизатор 3, источник вторичного питания 4, источник питания генераторной катушки 5, высоковольтный источник питания 6, передатчик 7, контроллер связи 8, блок измерительный 9, контроллер гамма каротажа 10, генераторные катушки продольного зонда дефектоскопа 11,12, генераторные катушки сканирующего зонда дефектоскопа 13-18, датчик внутренней температуры 19 блока измерительного 9, датчик внешней температуры 20, зонд спектрометрического гамма-каротажа (СГК) 21, датчик давления 22, измерительные катушки продольного и сканирующего зондов дефектоскопии 23-25.SKIK contains a logging cable 1, isolation elements 2, a parallel stabilizer 3, a secondary power supply 4, a power supply to the generating coil 5, a high-voltage power supply 6, a transmitter 7, a communication controller 8, a measuring unit 9, a gamma-ray logging controller 10, longitudinal-generation generator coils flaw detector 11,12, generator coils of a scanning probe of a flaw detector 13-18, an internal temperature sensor 19 of the measuring unit 9, an external temperature sensor 20, a gamma ray spectrometry probe (GCW) 21, a pressure sensor 22, meas. Test coils for longitudinal and scanning flaw detection probes 23-25.

Электрические связи между блоками СКИК представлены на чертеже.Electrical connections between SKIK blocks are shown in the drawing.

Источники питания 4, 5, 6 соединены с генераторными и измерительными катушками зондов дефектоскопа, СГК, датчиков температуры и давления 11-25. Выходы измерительных катушек 23, 24, 25 и датчиков внешней температуры и давления 20, 22 подключены к блоку измерительному 9. Выход зонда СГК 21 соединен через контроллер 10 с контроллером связи 8, который через передатчик 7, элементы развязки 2 и каротажный кабель 1 соединен с наземным оборудованием (на чертеже не показано).Power supplies 4, 5, 6 are connected to the generator and measuring coils of the flaw detector probes, SGK, temperature and pressure sensors 11-25. The outputs of the measuring coils 23, 24, 25 and the sensors of external temperature and pressure 20, 22 are connected to the measuring unit 9. The output of the SGK probe 21 is connected via a controller 10 to a communication controller 8, which through a transmitter 7, isolation elements 2 and a wireline 1 is connected to ground equipment (not shown in the drawing).

Элементы развязки 2 через параллельный стабилизатор 3 связаны с источниками питания 4, 5, 6.Decoupling elements 2 through a parallel stabilizer 3 are connected to power sources 4, 5, 6.

Блок измерительный 9 соединен с контроллером связи 8. Выход внутреннего датчика температуры 19 связан выходом с блоком измерительным 9.The measuring unit 9 is connected to the communication controller 8. The output of the internal temperature sensor 19 is connected by the output to the measuring unit 9.

СКИК работает следующим образом.SKIK works as follows.

По генераторным катушкам 11, 12 пропускают импульсы тока намагничивания одинаковой длительностью и частотой в диапазоне 1÷100 мс, которые возбуждают в исследуемой стальной трубе скважины вихревые токи.Magnetization current pulses of the same duration and frequency in the range of 1 ÷ 100 ms are transmitted through generator coils 11, 12, which excite eddy currents in the studied steel pipe of the well.

В измерительных катушках 23, 24, 25 продольного и сканирующего зондов регистрируется ЭДС переходных процессов как функция времени.In the measuring coils 23, 24, 25 of the longitudinal and scanning probes, the EMF of transients is recorded as a function of time.

Блок измерительный 9 под управлением контроллера связи 8 разделяет во времени сигналы от измерительных катушек индуктивности 23, 24, 25, усиливает и оцифровывает их и через контроллер связи 8 передает в передатчик 7, который через элементы развязки 2 по каротажному кабелю 1 передает данные к наземному оборудованию на поверхность.The measuring unit 9, under the control of the communication controller 8, separates the signals from the measuring inductors 23, 24, 25 in time, amplifies and digitizes them and passes them through the communication controller 8 to the transmitter 7, which transmits data to the ground equipment through isolation elements 2 through the wireline cable 1 to the surface.

До настоящего момента работа СКИК полностью совпадает с работой прототипа путем магнитоимпульсной дефектоскопии стальных труб в условиях одно и двухколонных конструкций исследуемой скважины.Until now, the work of SKIK completely coincides with the work of the prototype by means of magnetic pulse defectoscopy of steel pipes in the conditions of one and two-column structures of the studied well.

Затем проводится оценка состояния заколонного пространства обсаженной скважины путем использования зонда СГК 21, который регистрирует плотность потока тепловых нейтронов и спектры гамма излучения радиационного захвата в энергетическом диапазоне (0,1-8) МЭВ.Then, the state of the cased-hole annulus is assessed using the SGK 21 probe, which records the thermal neutron flux density and the gamma radiation spectra of radiation capture in the energy range (0.1–8) of the MEW.

Спектрометр СГК регистрирует гамма-излучение, образующееся в результате распада ядер химических элементов, находящихся в горных породах. Дифференциация гамма-излучения радиационного захвата и естественного гамма-излучения осуществляется спектрометром, имеющим 256 каналов.The SGK spectrometer detects gamma radiation resulting from the decay of the nuclei of chemical elements located in rocks. The differentiation of gamma radiation from radiation capture and natural gamma radiation is carried out by a spectrometer having 256 channels.

Дополнительно проводятся измерения температуры окружающей среды внешним датчиком температуры 20, что позволяет обнаружить линейные измерения температурного поля исследуемой среды, дополнить и уточнить информацию, получаемую по спектрам естественной гамма-активности.Additionally, ambient temperature measurements are carried out by an external temperature sensor 20, which allows one to detect linear measurements of the temperature field of the medium under study, supplement and refine the information obtained from the spectra of natural gamma activity.

Наличие СГК существенно расширяет область применения СКИК и дополнительно позволяет оценить состояние заколонного пространства скважины, чем достигается поставленный технический результат.The presence of SGK significantly expands the scope of SKIK and additionally allows you to assess the condition of the annular space of the well, thereby achieving the technical result.

Claims

1. A downhole control and measuring complex containing a magnetic pulse flaw detector, made in the form of a longitudinal and scanning probes, connected by their measuring coils to a structural circuit electrically connected through a wireline cable with ground equipment, while the structural circuit is made in the form of a measuring unit, a communication controller, transmitter, isolation elements, parallel stabilizer, power source of the generator inductors of the longitudinal and scanning probes of the flaw detector and and the secondary power supply, and the outputs of the measuring inductance coils of the flaw detector probes are connected to the measuring unit, electrically connected through a series-connected communication controller, transmitter, isolation elements and wireline cable with ground equipment, isolation elements are also connected through a parallel stabilizer in parallel to the power source of the generator coils and the source secondary power supply, characterized in that it further comprises a high-voltage gamma-ray spectral logging probe a power source and an additional controller, an external temperature sensor and a pressure sensor, while the output of the spectral gamma-ray probe is electrically connected through an additional controller to a communication controller, a high-voltage power source is connected to the output of a parallel stabilizer, and the outputs of an external temperature sensor and pressure sensor are connected to a measuring block.

2. The downhole control and measuring complex according to claim 1, characterized in that the internal temperature sensor installed in the measuring unit is additionally introduced.