СКВАЖИННЫЙ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

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.
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/.
Недостатком аналога является невысокая достоверность диагностирования дефектов скважин без их глушения.
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/.
Недостатком прототипа является ограниченность его применения случаями исследований дефектов и зон коррозии одной центральной колонны скважины с указанием пространственного расположения дефектов по секторам колонны.
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.
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.
При этом в СКИК дополнительно введен внутренний датчик температуры, установленный в измерительном блоке.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема скважинного контрольно-измерительного прибора.
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.
Электрические связи между блоками СКИК представлены на чертеже.
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).
Элементы развязки 2 через параллельный стабилизатор 3 связаны с источниками питания 4, 5, 6.
Блок измерительный 9 соединен с контроллером связи 8. Выход внутреннего датчика температуры 19 связан выходом с блоком измерительным 9.
СКИК работает следующим образом.
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.
В измерительных катушках 23, 24, 25 продольного и сканирующего зондов регистрируется ЭДС переходных процессов как функция времени.
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.
До настоящего момента работа СКИК полностью совпадает с работой прототипа путем магнитоимпульсной дефектоскопии стальных труб в условиях одно и двухколонных конструкций исследуемой скважины.
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.
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.
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.
Наличие СГК существенно расширяет область применения СКИК и дополнительно позволяет оценить состояние заколонного пространства скважины, чем достигается поставленный технический результат.