Акустичний контроль геометричних параметрів обсадних колон в свердловині

Abstract

Показано і обгрунтовано, що найбільш інформативним з параметрів, які відповідають за працездатність обсадних колон і визначають їх фактичний технічний стан, є геометричні параметри. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень розроблено способи акустичного контролю геометричних параметрів трубних виробів зсередини та методологію застосування з цією метою акустичного луна-імпульсного методу контролю в експлуатаційних умовах свердловини. Експериментально досліджено залежність швидкості поширення поздовжньої ультразвукової хвилі в матеріалі обсадних труб та чутливості акустичного тракту від експлуатаційних факторів свердловини. Розроблено математичну модель контролю (роботи акустичного тракту та розрахунку акустичного поля) в умовах свердловини. Розроблено комплекс технічних засобів для акустичного контролю геометричних параметрів обсадних колон в свердловині.

Работоспособность обсадных колонн - один из главных факторов, влияющих на производительность и безопасность работы скважины. Отказы элементов обсадных колонн проявляются как при спуске и креплении колонны, так и во время освоения скважины и, особенно, в процессе ее продолжительной (более 20 лет) эксплуатации. Бывают случаи, когда через аварии с обсадными колоннами ликвидируют скважины, не выполнившие своего целевого назначения. Особенно актуальны вопросы контроля обсадных колонн подземных хранилищ газа, глубоких скважин и скважин, которые продолжительное время были на консервации. Практическое значение полученных результатов состоит в том, что разработанные способы и средства контроля позволяют: обеспечить контроль технического состояния обсадных колонн непосредственно в скважине; повысить надежность работы глубинного устройства благодаря использованию невращающейся системы сканирования и уменьшить её габаритные размеры благодаря использованию только одного измерительного канала и одного преобразователя, что играет значительную роль при конструировании средств внутритрубного контроля.

Is shown and prove that most informative parameters, which responsible for operational reliability of casing strings and which determine their actual technical condition, are the geometrical parameters. According to theoretical and experimental researches the means of the acoustic testing of geometrical parameters of pipes from their internal side and methodology of application with this purpose an acoustic pulse-echo method of the testing in operational conditions of a well was developed. Dependence of a speed of longitudinal ultrasonic wave propagation in a material of casing string and sensitivity of an acoustic tract from the operational factors experimentally are investigated. The mathematical model of the testing (of a work of an acoustic tract and estimation of an acoustic field) in conditions of a well is developed. The complex of means of the acoustic testing of geometrical parameters of casing strings in a well is developed.