Свердловинний прилад

Реферат: Свердловинний прилад складається з вихорострумового перетворювача та електронного блока обробки інформації. Також прилад додатково містить автономний блок живлення, а електронний блок обробки інформації складається з модуля аналогового сигналу та модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів, який містить електронний носій пам'яті для запису інформації про стан ліфтової колони НКТ в реальному часі. При цьому автономний блок живлення та підключені до нього вихорострумовий перетворювач, модуль аналогового сигналу, модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів розміщені у захисному корпусі. UA 80678 U (12) UA 80678 U UA 80678 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до видобувної промисловості і може бути використана для діагностування стану ліфтових колон фонтануючих нафтових, газових та газоконденсатних свердловин. Відомий скануючий електромагнітний дефектоскоп-товщиновимірювач ЭМДС-С (Краткий каталог ОАО НПП ВНИИ ИС Геофизических Исследований Скважин. - Російська Федерація, 2010. - С. 84), що має декілька зондів, які містять генераторні і прийомні котушки. По генераторній котушці пропускаються імпульси струму, які збуджують в навколишнє середовище змінне електромагнітне поле. Це поле індукує в обсадних колонах вихрові струми. Присутність в колоні дефектів (тріщин, корозійного зношення і наскрізних отворів), викликає зміну щільності вихрових струмів, а також величини магнітного потоку, що протікає по колоні. В результаті змінюється величина вторинного магнітного поля всередині колони і, відповідно, величина сигналу в приймальних котушках. Недоліком даного приладу є те, що він спускається в свердловину на каротажному кабелі, що призводить до втрати (затухання) сигналу по довжині кабелю з відповідною похибкою вимірів. Відомий апаратурно-програмний комплекс АПК-ДИСТ (сайт ООО “ГЕОТЕРМ", http://geotermtga.narod.ru/DIST-75.htm, який призначений для дослідження обсадних колон експлуатаційних свердловин методом електромагнітної дефектометрії для виявлення інтервалів площинної корозії. Пристрій складається зі свердловинного приладу ДИСТ-75 і програмного забезпечення ДИСТ-ПО. Кінцевим результатом обробки даних, що отримуються свердловинним пристроєм, є внутрішній діаметр і товщина стінки обсадної колони труб. Програма обробки даних дозволяє також наглядно показати стінку обсадної колони в розрізі і розрахувати відносну втрату металу. Свердловинний прилад ДИСТ-75 має два вимірювальних канали: канал індексу внутрішнього діаметра і канал індексу товщини стінки. Співвісність пристрою в свердловині забезпечується центраторами. Недоліком даного пристрою є те, що він спускається в свердловину на каротажному кабелі, а це призводить до втрати (затухання) сигналу. Крім того, прилад ДИСТ-75 має великі габаритні розміри та низьку рекомендовану швидкість запису (не більше 200 м/год.) під час спуску в свердловину. Відома портативна установка "Експрес Д-скан" для дефектоскопії труб нафтогазового сортаменту (Полтавське відділення УкрДГРІ, www.ip.poltava.ua/.../burin_kontrol6.htm), яка призначена для проведення вхідного контролю обсадних труб, вхідного та періодичного контролю бурильних труб. Установка забезпечує автономну систему контролю труб по всій довжині діаметрами від 73 мм до 245 мм, працює як в польових, так і в стаціонарних умовах. Недоліком даної установки є неможливість проведення контролю стану насоснокомпресорних труб (НКТ) в діючих свердловинах, де наявні надлишковий тиск та температура. Відомий автономний внутрішньотрубний інтроскоп (А.А. Абакумов, Магнитная диагностика газонефтепроводов. - Москва: Энергоатомиздат, 2001. - С. 392-397), що призначений для виявлення і візуалізації дефектів стінки підземних магістральних газонафтопроводів, який містить циліндричний намагнічуваний прилад у вигляді постійного магніту і складений з окремих магніточутливих елементів ланцюговий перетворювач магнітних полів. Недоліком даного інтроскопа є те, що він не може бути ефективно використаний для контролю експлуатаційних колон свердловин, тому що при наявності постійного магніту ускладнений його спуск в свердловину під дією власної ваги. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є свердловинний прилад «Дефектограф-НКТ» (НПЦ Технології Буріння, 2009, Полтава Бізнесінформ - Бізнескаталог м. Полтава, http://bi.poltava.ua/) для контролю за корозійним і ерозійним пошкодженням насосно-компресорних труб у свердловині, який складається з перетворювача свердловинного і електронного блока обробки інформаціїта узгодження з функціональними блоками каротажної геофізичної станції. Прилад працює в комплекті з типовою каротажною станцією і одножильним геофізичним кабелем. Недоліком даного приладу є обов'язковий виклик геофізичного загону та прив'язка до типової каротажної станції та одножильного геофізичного кабелю, що викликає додаткову втрату сигналу по довжині кабелю через електромагнітне поле. Задачею корисної моделі є підвищення точності діагностування стану ліфтової колони НКТ та автономний запис інформації в пам'ять, що знаходиться в свердловинному приладі. Поставлена задача вирішується шляхом розміщення в захисному корпусі, що спускається у свердловину, вихорострумового перетворювача, електронного блока запису та обробки інформації та автономного блока живлення, при цьому запис інформації здійснюється в реальному часі на внутрішній електронний носій пам'яті електронного блока, який знімається. 1 UA 80678 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Принцип дії свердловинного приладу реалізовано на методі вихрових струмів, який полягає в генеруванні електромагнітного поля низької частоти та збудженні в товщі стінки контрольованої труби вихрових струмів. Амплітуда і фаза цих струмів, а також величина електрорушійної сили, яка ними наводиться в котушці перетворювача, залежать в основному від товщини та цілісності металу. Ця залежність і використовується при пошуку експлуатаційних дефектів ліфтової колони НКТ, таких як корозійне та ерозійне руйнування. Контроль ліфтової колони НКТ здійснюється під час спуску приладу в діючу газову, газоконденсатну або нафтову свердловину, тому для реалізації вихорострумового контролю вибрано типовий трансформаторний внутрішній прохідний перетворювач, до складу якого входять кілька котушок індуктивності. Блочне виконання свердловинного приладу пояснюється кресленням. Свердловинний прилад складається з вихорострумового перетворювача (ВСП) 1, модуля аналогового сигналу (МАС) 2 і модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів (МЦО) 3, які підключені до автономного блока живлення (БЖ) 4. Модуль аналогового сигналу 2 містить генератор, оптимальна частота якого була встановлена в результаті експериментальних досліджень, підсилювач потужності для збудження в товщі металу за допомогою перетворювача вихрових струмів достатньої інтенсивності, детектор та підсилювач для отримання корисного сигналу потрібного рівня. Аналоговий сигнал подається на модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів 3 для перетворення його в цифровий формат. Модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів 3 складається з аналого-цифрового перетворювача, вбудованого мікропроцесора з модулем пам'яті, таймера та мікросхеми узгодження з персональним комп'ютером. Мікропроцесор здійснює керування процесом реєстрації вимірів та через технологічний роз'єднувач підключається для обміну інформацією з персональним комп'ютером на денній поверхні. Живлення перетворювача 1 та електронного блока здійснюється автономним блоком живлення 4 у вигляді комплекту акумуляторів або батарей. Оснащення приладу автономним джерелом струму виключає необхідність прив'язки до каротажної станції, передачі сигналу по каротажному кабелю та втрату точності запису інформації про стан корозійного зношення ліфтової колони НКТ. Прилад здатний забезпечити контроль стану ліфтової колони НКТ Ø 60, 73 і 89 мм в діапазоні температур 0-120 °C і тиску до 40,0 МПа в працюючих свердловинах. Запис інформації в елементи пам'яті приладу здійснюється автономно під час спуску (підйому) приладу у свердловину за допомогою дослідницької лебідки. Конструкція вихорострумового перетворювача, друкованих плат модуля аналогового сигналу і модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів, модуля живлення монтуються в циліндричному металевому захисному корпусі з внутрішнім діаметром не більше 35 мм. Використання розробленого приладу дозволяє у декілька разів зменшити витрати на проведення капітальних ремонтів свердловин по заміні ліфтових колон, що веде до значного заощадження матеріальних ресурсів і збільшення видобутку вуглеводневої сировини. Операція перевірки стану ліфтової колони НКТ з використанням автономного свердловинного приладу вимагає лише наявності лубрикатора, лебідки з тросом або дротом та реєстратора (ноутбука) з незалежним енергозабезпеченням (до 8 годин) і проводиться силами працівників газовидобувного підприємства впродовж світлового дня. Завдяки запропонованій конструкції прилад свердловинний простий і надійний в роботі, має невеликі радіальні розміри і масу, при цьому забезпечується точність вимірювань та автономний запис на вбудовану пам'ять. За допомогою запропонованого свердловинного приладу здійснюється оперативний контроль за станом ліфтових колон газоконденсатних свердловин, працюючих в умовах високих термобаричних умовах, та визначаються: втрата металу поперечного перерізу труб по всій довжині ліфтових колон в свердловинах, працюючих в умовах високих термобаричних умовах; кінець ліфтової колони або місце її обриву; швидкість корозійно-ерозійних руйнувань ліфтових колон з точною прив'язкою до глибин, шляхом періодичних проведень діагностики без виклику каротажної бригади. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Свердловинний прилад, що складається з вихорострумового перетворювача та електронного блока обробки інформації, який відрізняється тим, що містить автономний блок живлення, а електронний блок обробки інформації складається з модуля аналогового сигналу та модуля цифрової обробки та реєстрації вимірів, який містить електронний носій пам'яті для запису 2 UA 80678 U інформації про стан ліфтової колони НКТ в реальному часі, при цьому автономний блок живлення та підключені до нього вихорострумовий перетворювач, модуль аналогового сигналу, модуль цифрової обробки та реєстрації вимірів розміщені у захисному корпусі, що спускається у свердловину. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3