Устройство для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии

Полезная модель относится к области метрологического обеспечения геофизической аппаратуры и предназначена для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии. Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение арсенала технических средств в области метрологического обеспечения аппаратуры электромагнитной дефектоскопии, повышение точности измерения толщины стенок в двухколонной конструкции скважин. Технический результат достигается за счет того, что устройство для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии включает физическую модель, состоящую из двух труб, помещенных друг в друга, а для воспроизведения влияния изменений толщин стенок труб на результаты измерений, труба диаметром 73 мм по длине разбита на четыре участка с толщинами стенок 3, 4, 5 и 6 мм, а труба диаметром 168 мм по длине разбита на пять участков с толщинами стенок 7, 8, 9, 10 и 11 мм, при этом характер распределения толщин по длине труб выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение толщины участка одной трубы относительно участка с неизменной толщиной другой трубы, что позволит оценить степень взаимного влияния изменения толщин на результаты измерений.

Полезная модель относится к области метрологического обеспечения геофизической аппаратуры, а именно к калибровке аппаратуры по контролю технического состояния эксплуатационных колонн и насосно-компрессорных труб нефтегазовых скважин, в частности к созданию стандартных образцов для градуировки и поверки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии.

С увеличением срока эксплуатации лет фонда скважин нефтегазовых месторождений ухудшается техническое состояние обсадных эксплуатационных колонн (ЭК) и подземного оборудования - насосно-компрессорных труб (НКТ). Для нефтегазовых месторождений, в продукте которых имеется повышенное содержание сероводорода, серьезной проблемой является определение фактического технического состояния ЭК с целью расчета остаточного ресурса скважин. При оценке технического состояния обсадных колонн в процессе эксплуатации при наличии НКТ, применяемые стандартные геофизические технологии не обеспечивают необходимой количественной точности и достоверности измерения толщин стенок обсадных ЭК, а также самих НКТ. Для этой цели эффективным методом является метод электромагнитной дефектоскопии по способу [1], основанному на анализе направлений магнитного поля в металле исследуемых труб. Для метрологического обеспечения раздельного измерения толщины стенок ЭК и НКТ действующих скважин необходимо создание калибровочного устройства, моделирующего многоколонную конструкцию скважин.

Из предшествующего уровня техники известен ряд устройств, обеспечивающих метрологический контроль аппаратуры электромагнитной дефектоскопии.

Конструкция калибровочного устройства, приведенного в [2] применяется для градуировки показаний аппаратуры магнитной интроскопии и представляет собой образец эксплуатационной колонны с эталонными локальными дефектами. Недостатком данного устройства является то, что в его конструкции отсутствуют необходимые элементы для обеспечения контроля взаимного влияния толщин стенок двух труб на точность их измерений.

Наиболее близким по технической сущности устройством для градуировки и поверки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии являются типовые модели, приведенные в [3], представляющие собой либо одиночные стальные трубы, либо комплекс из двух труб, одна из которых помещена внутрь другой, причем в конструкции этого устройства изменятся толщина только одной из труб. Недостатком конструкции этого устройства является то, что она не позволяет оценивать точность измерений в тех случаях, когда толщина стенок внутренней и внешней труб изменяется разнонаправленно.

Данная полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение арсенала технических средств в области метрологического обеспечения аппаратуры электромагнитной дефектоскопии, повышение точности и однозначности результатов исследований за счет учета взаимного влияния толщин стенок двухколонной конструкции скважин.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии включает физическую модель, состоящую из двух труб, изготовленных из ферромагнитных марок сталей, диаметром 73 и 168 мм, длиной 5250 мм каждая и помещенных друг в друга, а для воспроизведения влияния изменений толщин стенок труб на результаты измерений труба диаметром 73 мм по длине разбита на четыре участка с толщинами стенок 3, 4, 5 и 6 мм, а труба диаметром 168 мм по длине разбита на пять участков с толщинами стенок 7, 8, 9, 10 и 11 мм, при этом характер распределения толщин по длине труб выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение толщины участка одной трубы относительно участка с неизменной толщиной другой трубы, что позволит оценить степень взаимного влияния изменения толщин на результаты измерений.

Сущность полезной модели поясняется на фигурах 1-2.

На фиг.1 представлены схематично: физическая модель из стальных труб диаметром 168 мм - 1, диаметром 73 мм - 2, электромагнитный дефектоскоп - 3, измерительный датчик дефектоскопа - 4.

Устройство работает следующим образом.

Для воспроизведения взаимного влияния изменения различных толщин стенок труб, помещенных друг в друга, проводят последовательное измерение по длине на фиксированных точках м1-м15 (фиг.1). Для оценки степени взаимного влияния конструктивных особенностей двух труб для каждого участка определенной толщины одной из труб должно соответствовать не менее трех фиксированных точек другой, на которых производится измерение. Алгоритм учета такого влияния реализован на базе метода, основанного на решении прямых и обратных задач [4].

Практическая реализация устройства для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии заключается в следующем. Характер взаимного влияния изменения толщин соседних труб на результаты измерений фиксируется при метрологической поверке аппаратуры электромагнитной дефектоскопии и учитывается при обработке данных исследований нефтегазовых скважин. На фиг.2 приведены кривые толщин с учетом калибровки, полученные в результате обработки данных электромагнитной дефектоскопии при непрерывной записи в предлагаемом калибровочном устройстве с шагом записи по длине труб 0.05 м: а -для трубы диаметром 168 мм и 6 - для трубы диаметром 73 мм. На фиг.2 обозначены участки с соответствующими толщинами для трубы диаметром 168 мм - а1-а5, для трубы диаметром 73 мм - б1-б4.

Экономическая эффективность предлагаемого устройства обусловлена повышением точности измерений и достоверности результатов.

Литература:

1. Пат. 2319955 РФ. МПК G01N 27/87. Способ магнитной дефектоскопии и измерительное устройство для его осуществления / Деркач А.С., Марков В.А., Шулаев В.Ф., Иванов О.В.

2. Абакумов А.А., Абакумов А.А. (мл.), Фадеев В.Г., и др. Технология магнитной интроскопии для дефектоскопического обследования эксплуатационных колонн скважин // Научно-технический журнал «Нефть. Газ. Новации». 2008. 10. С.22-30.

3. Потапов А.П., Даниленко В.В., Даниленко В.Н. и др. Метрология электромагнитной дефектоскопии и повышение точности определения толщины стенок обсадных колонн // НТВ "Каротажник". 2007. 10. С.76-87.

4. Потапов А.П., Кнеллер Л.Е. Интерпретация импульсной электромагнитной толщинометрии на основе решения прямой и обратной задач // НТВ "Каротажник". 1999. 64, С.85-91.

Устройство для калибровки аппаратуры электромагнитной дефектоскопии, характеризующееся тем, что включает физическую модель, состоящую из двух труб, изготовленных из ферромагнитных марок сталей диаметром 73 и 168 мм, длиной 5250 мм каждая и помещенных друг в друга, а для воспроизведения влияния изменений толщин стенок труб на результаты измерений труба диаметром 73 мм по длине разбита на четыре участка с толщинами стенок 3, 4, 5 и 6 мм, а труба диаметром 168 мм по длине разбита на пять участков с толщинами стенок 7, 8, 9, 10 и 11 мм, при этом характер распределения толщин по длине труб выбирается таким образом, чтобы обеспечить изменение толщины участка одной трубы относительно участка с неизменной толщиной другой трубы, что позволит оценить степень взаимного влияния изменения толщин на результаты измерений.