УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ СКАНИРУЮЩЕЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

Полезная модель относится к области метрологического обеспечения геофизической аппаратуры, а именно к калибровке аппаратуры по контролю технического состояния обсадных колонн нефтегазовых скважин геофизическими методами, в частности к созданию стандартных образцов для градуировки и поверки аппаратуры.
В процессе длительной эксплуатации скважин в условиях агрессивных сред нефтегазовых месторождений, в продукте которых имеется повышенное содержание сероводорода, происходит коррозионное повреждение стенок обсадных труб, что негативно сказывается на качестве их крепи и герметичности. Поэтому вопросы информативности и достоверности результатов технической диагностики обсадных эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин геофизическими методами являются актуальными.
Из предшествующего уровня техники известны калибровочные устройства различных конструкций, обеспечивающие метрологический контроль геофизической аппаратуры для контроля технического состояния скважин.
Наиболее распространенной аппаратурой для решения задач по контролю технического состояния обсадных эксплуатационных колонн является аппаратура гамма-гамма-толщинометрии типа СГДТ и электромагнитной дефектоскопии толщинометрии типа МИД-К. Применение стандартной геофизической аппаратуры при решении этой важной геолого-технической задачи позволяет оценивать только интегральные характеристики стенок обсадных труб по их периметру и на длине зондовой установки аппаратуры 20 см. Основным средством первичной и периодической калибровок этой аппаратуры служат набор стальных труб различного диаметра и разной толщины стенок [1].
Для диагностики технического состояния обсадных эксплуатационных колонн нефтегазовых скважин с высокой точностью и достоверностью результатов применяется геофизическая аппаратура высокого разрешения, какой является сканирующая аппаратура акустического метода на отраженных волнах типа АСТ-К-80 (Акустический сканер-телевизор АСТ-К-80. Руководство по эксплуатации. Техническое описание, инструкция по эксплуатации, методика калибровки. ООО «Нефтегазгеофизика». Тверь, 2010 г. МИ 41-17-1405-2011). Такая аппаратура обеспечивает измерение фактической толщины и выявлять повреждения стенок труб методом отраженных волн при сканировании узкого акустического луча по 32 точкам по периметру и с шагом 2 см по длине труб.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, позволяющее оценивать линейные размеры дефектов труб в виде отверстий различного диаметра [2]. Это калибровочное устройство представляет собой отрезок трубы с одиннадцатью круглыми сквозными отверстиями диаметрами 4.0-30.0 мм, просверленными по линии поперечного сечения трубы. Данное калибровочное устройство направлено на выявление дефектов обсадных труб и оценки их геометрических размеров.
Общим недостатком известных калибровочных устройств является то, что они не позволяют выполнять калибровку сканирующей аппаратуры по толщине стенок труб с высокой точностью. Для реализации высоких технических характеристик сканирующей геофизической аппаратуры необходимо применение калибровочных устройств, обеспечивающих высокую точность измерения толщин стенок труб в опорных точках по периметру трубы, соответствующих плоскости сканирования сфокусированного акустического луча.
Предлагаемая полезная модель устраняет недостатки аналога и прототипа и позволяет калибровать сканирующую геофизическую аппаратуру по толщине стенок труб, изменяющейся по периметру, с высокой точностью и достоверностью.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение арсенала технических средств, а именно устройств для калибровки сканирующей геофизической аппаратуры по толщине стенок труб, изменяющейся по периметру, с высокой точностью и достоверностью.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для калибровки сканирующей геофизической аппаратуры включает физическую модель, состоящую из двух фрагментов обсадных труб с наружным диаметром 139.7 и 177.8 мм и длиной по 600 мм каждая, причем трубы имеют по три секции длиной 200 мм с номинальной толщиной стенок 6.0, 8.0 и 10.0 мм, а с фактической толщиной стенок, измеренной с высокой точностью в восьми опорных точках, распределенных через 45° по периметру труб, проходящему через середину каждой секции, а при калибровке совмещают опорные точки со сфокусированным акустическим лучом.
Сущность полезной модели поясняется на фигуре 1.
На фиг.1 схематично представлен фрагмент модели обсадных труб с наружным диаметром D=139.7 и 177.8 мм. На фиг.1-а приведен продольный профиль калибровочного устройства длиной 600 мм, разделенного на три секции длиной по 200 мм с номинальной толщиной стенок Т=6.0, 8.0 и 10.0 мм. На фиг.1-6 приведен поперечный профиль калибровочного устройства. В предлагаемой модели калибровочного устройства фактическая толщина стенок в восьми опорных точках (ОТ) измерена через 45 град по периметру цилиндров, проходящем через середину с точностью 0.05 мм ультразвуковым толщиномером А-1208 (Толщиномер ультразвуковой А-1208. Руководство по эксплуатации. 2010 г. АПЯС. 412231.008 РЭ). Результаты измерения толщин стенок труб в опорных точках приведены в таблице.
Таблица.
Номинальные (мм)
Измеренная толщина стенок труб в опорных точках (мм)
диаметр
толщина
1
2
3
4
5
6
7
8
139
6.0
6.12
6.12
6.06
6.03
6.03
6.08
6.06
6.06
139
8.0
8.19
8.19
8.16
8.13
8.12
8.12
8.14
8.19
139
10.0
10.01
10.00
10.01
10.01
10.01
10.00
10.01
10.01
177
6.0
6.06
6.03
6.03
6.03
6.03
6.02
6.00
6.03
177
8.0
8.01
8.00
8.00
8.00
8.00
8.00
7.95
8.01
177
10.0
9.52
9.50
9.59
9.59
9.45
9.44
9.41
9.47
При калибровке аппаратуры совмещают опорные точки известной толщины стенок каждой секции калибровочного устройства со сфокусированным акустическим лучом.
Экономическая эффективность предлагаемого устройства обусловлена высокой точностью измерения и достоверностью результатов.
Литература:
1. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ на кабеле в нефтяных и газовых скважинах. М., 2002 г., с.194-198.
2. Марков В.А, Масленников В.И., Шулаев В.Ф., Еремин Л.Ю., Кузичкин Н.А. Опыт применения САТ-4М для определения размеров дефектов и повреждений обсадных колонн // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2011. Вып.9. с.39-47.