Электромагнитная дефектоскопия

Электромагнитная дефектоскопия является одним из основных методов изучения технического состояния обсадных колонн. Задачами исследований являются:

  • • выявление местоположения башмака и муфт обсадной колонны (кондуктора, технической колонны), размещенной за колонной, в которой ведут исследования;
  • • определение положения элементов конструкции скважин, в том числе центраторов, пакер-гильз, ремонтных конструкций;
  • • определение толщины стенок труб обсадной колонны;
  • • регистрация мест коррозионных и иных дефектов стенки обсадной колонны;
  • • выявление участков негерметичности скважины;
  • • выявление положения и размеров продольных и поперечных дефектов, смятий и разрывов отдельных труб;
  • • оценка положения муфтовых соединений и качества свинчивания труб в муфтах;
  • • определение местоположения интервалов перфорации, количества перфорационных отверстий сверлящей и кумулятивной перфорации.

Как отмечалось ранее, метод ЭМДС основан на изучении характеристик вихревого электромагнитного поля, возбуждаемого в обсадной колонне генераторной катушкой прибора.

Изучение характеристик поля позволяет выделить дефекты колонны, оценить их положение, форму, размеры, а также толщину стенок.

Изменяя ориентировку катушек, можно исследовать дефекты различного типа и, в частности, разделять трещины, направленные вдоль оси скважины и поперек нее.

Интенсивность аномалий вторичного поля против небольших дефектов быстро убывает с удалением от стенок колонны, поэтому в сканирующей модификации аппаратуры часть зондов расположена в прижимных башмаках, скользящих по стенкам колонны.

Методика проведения каротажа аппаратурой ЭМДС.

Дефектоскоп работает в двух режимах: режим изучения толщины стенок и выявления крупных дефектов (сокращенно режим толщины) и режим выявления малых дефектов (сокращенно режим дефектов). Переход от одного режима к другому осуществляется запуском соответствующей управляющей программы.

В зависимости от характера задач, поставленных перед геофизической службой на изучаемой скважине, последовательность операций каротажа может быть несколько различной:

  • 1) если требуется обследовать обсадную колонну на наличие дефектов любой формы в отдельном интервале или по всему стволу скважины, то необходимо провести каротаж поочередно в двух режимах: в режиме дефектов и в режиме толщины;
  • 2) если необходимо обследовать толщину стенок колонны, проверить, не образовались ли желоба в стенках при спуско-подъемных операциях, то достаточно провести каротаж только в режиме толщины;
  • 3) если требуется выполнить контроль перфорации, то рекомендуется вначале провести каротаж интервала перфорации с выходом по 15-20м выше и ниже его в режиме дефектов. Когда исследуется интервал кумулятивной перфорации и заказчика интересует факт возможного растрескивания трубы при перфорации, необходимо провести также каротаж в режиме толщины для изучения этого вопроса.

Повторный каротаж в режиме толщины выполняется на небольшом отрезке у забоя или на наиболее дифференцированном участке скважины. Каротаж в режиме дефектов в аномальных интервалах обязательно выполняется два раза.

Обработка проводится в двух режимах: в режиме дефектов и в режиме толщины.

В режиме дефектов проводится выделение локальных дефектов на фоне помех. Результатами обработки являются четыре посектор- ные кривые.

Против локальных дефектов (отверстий и впадин коррозионной природы, поперечных щелей, а также перфорационных отверстий) на секторных кривых фиксируются аномалии, содержащие три полуволны: узкий глубокий минимум и два более слабых максимума.

При электромагнитной дефектоскопии и толщинометрии изучают характеристики вихревого электромагнитного поля, возбуждаемого генераторной катушкой прибора в обсадной колонне. Применяется для выявления местоположения башмака и муфт обсадной колонны (кондуктора, технической), в которой ведут исследования, определения толщины стенок, продольных и поперечных дефектов, смятий и разрывов (рис. 2.7).

Выделение дефектов колонны, оценка их расположения, формы, размеров, толщины стенок колонны

Рис. 2.7. Выделение дефектов колонны, оценка их расположения, формы, размеров, толщины стенок колонны

В скважинном приборе ЭМДС имеется несколько зондов, включающих генераторные и приемные катушки. По генераторной катушке пропускаются импульсы тока, возбуждающие в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле. Это поле индуцирует в обсадных колоннах вихревые токи. Присутствие в колонне дефектов: трещин, коррозионных впадин и сквозных отверстий, - вызывает изменение плотности вихревых токов, а также величины магнитного потока, протекающего по колонне. В результате изменяется величина вторичного магнитного поля внутри колонны и, соответственно, величина сигнала в приемных катушках. Изучение характеристик поля позволяет выделить дефекты колонны, оценить их расположение, форму, размеры, а также толщину стенок.

Прибор ЭМДС-ТМ42:

  • • предназначен для дефектоскопии и раздельного определения толщины стенок труб в скважинах;
  • • позволяет исследовать конструкцию скважины, в том числе: определить положение всех муфт в двух внутренних трубах. Получить полную картину расположения всех труб по глубине, глубину размещения башмаков колонн, пакеров, клапанов ит.д.;
  • • определяет толщину двух внутренних труб отдельно для каждой трубы (после машинной обработки);
  • • обнаруживает дефекты типа трещин, порывов, интервалы коррозии и механического истирания стенок, зоны взрывной перфорации и фильтры, а также рассоединения в муфтах.

Прибор ЭМДС-С:

  • • детального обследования технического состояния колонны по нескольким образующим, обнаружения дефектов, определения их формы и размеров;
  • • определения толщины стенки колонны, осредненной по окружности и по нескольким образующим;
  • • выявления и определения местоположения перфорационных отверстий сверлящей и кумулятивной перфорации.

Использование: для электромагнитной дефектоскопии обсадных колонн в скважине.

Сущность их изобретения заключается в том, что приборы осуществляют регистрацию переменного электромагнитного поля, создаваемого генераторной катушкой, с помощью нескольких пар дифференциально соединенных измерительных катушек, вместе с тем при создании переменного электромагнитного поля по генераторной катушке пропускают периодическую последовательность прямоугольных импульсов тока с такой частотой следования, при которой толщина скин-слоя для первой гармоники превышает толщину металла стенки колонны, а в напряжении на измерительных катушках выделяют первую гармонику, измеряют активную и реактивную составляющие указанного напряжения, затем вычисляют амплитуду и величину фазового сдвига указанного напряжения относительно тока в генераторной катушке, в каждой точке наблюдения рассчитывают кривые напряжения с величиной фазового сдвига, изменяющейся от О до 360 градусов с шагом 5-10 градусов, выбирают среди них кривую, наименее искаженную помехами от электромагнитных неоднородностей трубы, далее на выбранной кривой выделяют локальные аномалии напряжения, соответствующие дефектам колонны.

Технический результат: повышение информативности и упрощение интерпретации результатов дефектоскопии путем выделения аномалий против локальных дефектов обсадных колонн на фоне аномалий, создаваемых электромагнитными неоднородностями металла стальных обсадных колонн, а также обеспечение возможности выявления формы и ориентировки обнаруженных дефектов относительно оси колонн.

При электромагнитной дефектоскопии и толщинометрии изучают характеристики вихревого электромагнитного поля, возбуждаемого генераторной катушкой прибора в обсадной колонне. Применяется для выявления местоположения башмака и муфт обсадной колонны (кондуктора, технической), в к-рой ведут исследования, определения толщины стенок, продольных и поперечных дефектов, смятий и разрывов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >