УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ СКВАЖИННОГО АКУСТИЧЕСКОГО ТЕЛЕВИЗОРА

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.
Применяемые современные технологии точечно-щелевой перфорации обеспечивают щадящие режимы вскрытия обсадных эксплуатационных колонн и могут также эффективно применяться для разгрузки обсадных технических колонн от напряжений в интервалах текучих солей. При контроле выполненной перфорации колонн стоит задача не только определения интервала механического воздействия на колонну, но также и оценки качества проделанных работ - определение количества отверстий и глубины выработок стенок с внутренней стороны труб.
Исследование технического состояния обсадных колонн нефтегазовых скважин с высокой эффективностью осуществляется с применением геофизической аппаратуры высокого разрешения, такой как сканирующей аппаратуры акустического метода на отраженных волнах типа САТ-4М (250 секторов), АСТ-76 (128 секторов) и др. Эта аппаратура позволяет выявлять механические повреждения стенок труб обсадных колонн и измерять с высокой точностью их геометрические размеры.
Из предшествующего уровня техники известны калибровочные устройства различных конструкций, обеспечивающие метрологический контроль геофизической аппаратуры.
Известна конструкция модели дефектов труб, позволяющая идентифицировать щели и перфорационные отверстия размером 1-12 мм для целей контроля технического состояния обсадных колонн аппаратурой САТ-4М [1]. Модель имитирует поврежденную обсадную колонну и представляет собой отрезок трубы с выполненными отверстиями и щелями разной величины, помещенный в камеру с жидкостью.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, позволяющее оценивать линейные размеры дефектов труб в виде отверстий различного диаметра [2]. Калибровочное устройство представляет собой отрезок трубы с одиннадцатью круглыми сквозными отверстиями диаметрами 4.0-30.0 мм, просверленными по линии поперечного сечения трубы.
Данные калибровочные устройства направлены на выявление дефектов труб обсадных колонн и повышение точности оценки их геометрических параметров. Общим недостатком этих устройств является то, что они не позволяют выполнять калибровку многосекторной аппаратуры по глубине выработки продольной щели в стенках труб с внутренней стороны.
Предлагаемая полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа и позволяет повысить точность и достоверность контроля.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности и достоверности результатов контроля качества выполнения механической щелевой выработки (перфорации) стенок труб обсадных колонн нефтегазовых скважин.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для калибровки скважинного акустического телевизора представляет собой единое конструктивное решение, находящееся в функциональной взаимосвязи, направленное на достижение одной цели и включает в себя отрезок трубы обсадной колонны наружным диаметром 177.8 мм, толщиной стенки 10 мм и длиной 300 мм со сквозной продольной выработкой стенки длиной 100 мм и шириной 10 мм и с металлическими вставками, имитирующими глубину щелевых выработок стенки трубы 0.0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0 мм.
Геометрические размеры отрезка трубы наружным диаметром 177.8 мм и толщиной стенки 10 мм соответствует типовым конструктивным размерам обсадных эксплуатационных колонн, применяемых в скважинах нефтегазовых месторождений. Ширина продольной сквозной выработки устройства определяется толщиной фрез 10 мм механических перфораторов, а длина - пятикратным превышением размера зондирующей части акустического телевизора равного 20 мм. Выбранная длина калибровочного устройства 300 мм при перемещении зондирующей части скважинного прибора вдоль внутренней стенки обеспечивает многократное измерение времени пробега ультразвука до отражающей границы в продольной выработке и в неизменной части трубы.
Сущность полезной модели поясняется на фигуре 1.
На фиг.1 схематично представлено устройство для калибровки с наружным диаметром D=177.8 мм, толщиной стенки T=10.0 мм и длиной L=300 мм со сквозной щелевой выработкой (а) вдоль трубы шириной 10 мм и длиной 100 мм и с металлическими вставками толщиной 0.0 мм (1), 2.5 мм (2), 5.0 мм (3), 7.5 мм (4) и 10.0 мм (5), имитирующими соответствующую глубину выработки стенки труб.
Устройство для калибровки скважинного акустического телевизора работает следующим образом.
При калибровке скважинного акустического телевизора устройство помещают в емкость с водой. При каждой глубине выработки стенки трубы, имитируемой посредством металлических вставок (1-5), в процессе равномерного перемещения акустического телевизора внутри устройства выполняют измерение времени пробега ультразвука до отражающей границы. По результатам измерений формируют калибровочную электронную таблицу, позволяющую с учетом скорости ультразвука в жидкости (1500 м/сек) переводить измерения времени пробега ультразвука в расстояние до отражающих границ металлических вставок. Таким образом, обеспечивается калибровка аппаратуры по изменению глубины выработки стенки труб в диапазоне 0.0-10.0 мм. С использованием калибровочной электронной таблицы скважинные измерения акустическим телевизором преобразуются в фактическую глубину выработки, выполненной при щелевой перфорации.
Практическая реализация устройства для калибровки скважинного акустического телевизора подтверждается примером, приведенным на фиг.2. Качество точечно-щелевой перфорации колонны оценивается по данным САТ-4М построением 3-Д изображения выработки стенок трубы. На фиг.2-а видно, что форма и глубина выработок с внутренней поверхности трубы различны. На фиг.2-б показан характер механической выработки стенки колонны толщиной 7.7 мм по продольному срезу а-а'.
Экономическая эффективность предлагаемого устройства обусловлена высокой точностью измерения и достоверностью результатов.
Литература:
1. Терехов О.В., Стрелков В.И. Экспериментальная оценка разрешающей способности аппаратуры САТ-4М// НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2008. Вып.6. С.37-41.
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.