устройство для определения мест нарушений в эксплуатационной колонне

Формула изобретения

Устройство для определения мест нарушений в эксплуатационной колонне, содержащее корпус с окнами в нижнем и верхнем концах, основные чувствительные элементы в виде турбинок и пакерующие элементы, расположенные попарно по концам корпуса, боковое окно, выполненное в корпусе между основными чувствительными элементами, и преобразователь, соединенный с наземной аппаратурой, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным чувствительным элементом в виде турбинки, расположенным в боковой трубке, установленной внутри корпуса между основными чувствительными элементами, нижний конец которой соединен с боковым окном, причем диаметр турбинки дополнительного чувствительного элемента меньше диаметра турбинок основных чувствительных элементов; снабжено термодатчиком, установленным в боковой трубке, а преобразователь представляет из себя блок управления, установленный над корпусом, включающий локатор муфт и электронное микропроцессорное устройство.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения мест нарушений в эксплуатационной колонне в нефтяных и газовых скважинах.

Известно устройство для определения интервалов притока флюидов в скважину, содержащее полый с отверстиями в верхней и боковой частях корпус, установленные на корпусе пакеры и индикатор потока. Устройство снабжено трубой, размещенной в полости корпуса с кольцевым зазором между ними, причем на торцах трубы подвижно в осевом направлении установлены потокоуправляемые заглушки [1]. Описанное устройство является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному устройству.

Недостатки устройства:

- депрессия, создаваемая устройством в межпакерной зоне, ничтожно мала, что не позволит не только зарегистрировать приток, но и вызвать его;

- сложность конструкции и большая металлоемкость.

Известно устройство, содержащее корпус с окнами в нижнем и верхнем концах, основные чувствительные элементы в виде турбинок и пакерующие элементы, расположенные попарно по концам корпуса, боковое окно, выполненное в корпусе между основными чувствительными элементами, и преобразователь, соединенный с наземной аппаратурой [2].

Существенными недостатками устройства являются:

- невозможность выполнить турбинки абсолютно одинаковыми по своим геометрическим характеристикам, что приводит к постоянному их вращению и искажению всех показаний;

- большая инерционность системы, состоящей из двух турбинок с общей длинной осью, что не позволяет фиксировать места с очень малым дебитом.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего высокой степенью точности определения мест нарушений.

Указанная задача решается предлагаемым устройством, содержащим корпус с окнами в нижнем и верхнем концах, основные чувствительные элементы в виде турбинок и пакерующие элементы, расположенные попарно по концам корпуса, боковое окно, выполненное в корпусе между основными чувствительными элементами, и преобразователь, соединенный с наземной аппаратурой.

Новым является то, что устройство снабжено дополнительным чувствительным элементом в виде турбинки, расположенным в боковой трубке, установленной внутри корпуса между основными чувствительными элементами, нижний конец которой соединен с боковым окном, причем диаметр турбинки дополнительного чувствительного элемента меньше диаметра турбинок основных чувствительных элементов; снабжено термодатчиком, установленным в боковой трубке, а преобразователь представляет собой блок управления, установленный над корпусом, включающий локатор муфт и электронное микропроцессорное устройство.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

Устройство состоит из корпуса 1, представляющего из себя трубу диаметром 80 мм и длиной 1,5 м с нижними 2 и верхними 3 окнами. Внутри корпуса установлены основные чувствительные элементы 4 и 5 в виде турбинок с лопатками одного направления, а с наружной стороны - пакерующие элементы 6 и 7. Между элементами 4 и 5 установлена боковая трубка 8, соединенная с боковым окном 9 в корпусе 1. Внутри трубки 8 находится дополнительный чувствительный элемент 10 в виде турбинки с диаметром, меньшим диаметра турбинок чувствительных элементов 4 и 5. Внутри трубки 8 также установлен термодатчик 11. С верхней частью корпуса соединен блок управления 12, включающий локатор муфт и электронное микропроцессорное устройство для обработки сигналов, поступающих с чувствительных элементов и термодатчика, и передачи этих данных на наземную аппаратуру (не показано) по одножильному геофизическому кабелю диаметром 8 мм. Локатор муфт предназначен для привязки положения прибора по глубине и имеет диапазон значений от 0 до 255, отношение сигнал/шум = 3:1. Передача данных в кодировке Манчестер 2. Наземная аппаратура обеспечивает питание блока управления 12. принимает и обрабатывает данные с линии, передает полученные данные на персональный компьютер. Для определения глубины спуска устройства используются датчик глубины ДП 10/50 и счетчик положения скорости СПС-3. Сигнал с датчика глубины обрабатывается с учетом шага одного импульса счетчиком и поступает в персональный компьютер. Для компенсации погрешности измерения глубины (из-за проскальзывания кабеля относительно мерного ролика) может использоваться датчик магнитных меток ДММ-2М, который подключается к счетчику СПС-3. Счетчик может корректировать глубину по магнитным меткам или передавать сигнал к компьютеру без корректировки глубины.

Работает устройство следующим образом.

Устройство на кабеле спускают в скважину до забоя, после чего начинают закачивать воду под избыточным давлением, а затем поднимают устройство по колонне со скоростью до 1200 м/ч. Если отсутствуют нарушения в эксплуатационной колонне, то вся жидкость проходит через турбинки основных чувствительных элементов 4 и 5, при этом скорости их вращения будут одинаковыми. При наличии нарушения в колонне возникает поток жидкости в межпакерное пространство. В этом случае расход жидкости во входящей и исходящей полостях корпуса будет различным, в результате чего скорости вращения турбинок основных чувствительных элементов 4 и 5 будут отличаться. При этом появится поток жидкости через боковую трубку 8, что зафиксируют дополнительный чувствительный элемент 10 и термодатчик 11. Ввиду того, что данные со всех датчиков поступают в компьютер одновременно, устраняется погрешность, связанная с неравномерным расходом (соответственно и скорости потока) жидкости.

Возможен и режим работы устройства по “точкам”, т.е. на постоянной глубине. При этом устройство устанавливают на определенную глубину и фиксируют расход жидкости в течение определенного времени (15-30 с). Последовательно меняя глубину в подозрительных местах, можно с достаточной точностью установить место нарушения эксплуатационной колонны.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным (прототипом):

- точность замеров не зависит от сравнительной геометрии турбинок основного чувствительного элемента;

- наличие дополнительного чувствительного элемента и термодатчика обеспечивают дублирование показаний основных чувствительных элементов, что исключает ошибки в измерениях, повышает их точность и позволяет фиксировать зоны с очень малым расходом.

Использованная информация

1. А.С. №1002555, МПК Е 21 В 47/10, 1983 - прототип.

2. А.С. №759712, МПК Е 21 В 47/10, 1980.