Магнитные локаторы муфт и прихватоопределитель

Магнитные локаторы служат для измерения магнитного поля внутри колонны обсадных труб. При записи кривой изменения этого магнитного поля по стволу скважины получают отметки, определяющие местоположение муфтовых и замковых соединений труб, магнитных меток на трубах и наруше­ний в колонне (разрывы, утолщения и т. п.). По кривой магнитного локатора можно установить перфоратор, торпеду или другой аппарат против нужной точки разреза скважины, отсчитываемой от соответствующего муфтового (зам­кового) соединения.

Локатор муфт состоит из скважинного прибора 1 и наземного пульта 2, соединенных двухпроводной линией одножильного бронированного кабеля.

Скважинный прибор содержит многослойную катушку датчик Др с железным сердечником и два постоянных магнита ПМ, которые размещены с обоих концов катушки и одноименными полюсами соприкасаются с торцами ее сер­дечника. Вся магнитная система жестко закреплена в герметичном кожухе из немагнитной стали.

Постоянные магниты ПМ создают в катушке и вокруг нее постоянное намагничивающее поле. Это поле остается неизменным, если в окружающей среде (трубе) не имеется существенных изменений. Когда магнитное сопроти­вление среды изменяется (в муфтах, замках, утолщениях, разрывах труб), магнитное поле катушки тоже изменяется (ослабевает или усиливается), и в ней возникает ЭДС индукции, ток которой передается по кабелю в измери­тельную и регистрирующую аппаратуру на поверхности.

Поперечные перемещения локатора в трубе (удаление и приближение к ее стенкам) не вызывают ЭДС в катушке, так как в локаторах применена дифференциальная магнитная система, на полюсах которой создаются две рав­ные, но противоположные по знаку ЭДС

Магнитные локаторы применяют раздельно и совместно со скважинными приборами радиоактивного каротажа, перфораторами и торпедами.

Магнитный локатор муфт ЛР для приборов радиоактивного каротажа

Указанный локатор позволяет проводить в обсаженной сква­жине одновременную запись кривых радиоактивного каротажа и локатора муфт.

Одновременная запись кривых радиоактивного каротажа и локатора муфт позволяет привязывать муфтовые и замковые соединения обсадной колон­ны к разрезу скважины, полученному при исследованиях в необсаженной сква­жине, и подготавливать тем самым более точную привязку интервала перфо­рации к геологическому разрезу.

Магнитный локатор муфт ЛП для перфораторов

Этот локатор позволяет при совместной работе с перфорато­ром следить за движением аппарата в скважине и устанавливать перфоратор на требуемой глубине по муфтовым соединениям обсадной колонны.

Скважинный прибор 1 локатора включает катушку-датчик Др и газовый разрядник Л1, помещенные в корпус из немагнитной стали, который жестко связан с корпусом перфоратора.

Газовый разрядник Л1 в скважинном приборе при измерениях с локато­ром не зажигается, и запальная цепь перфоратора не шунтирует импульсы лока­тора. Для отстрела перфоратора в запальную цепь необходимо подать постоян­ный ток высокого напряжения порядка 300 – 350 В, который из-за высокого сопротивления катушки локатора поступает непосредственно на газовый раз­рядник и зажигает его, подключая к источнику питания запальную цепь и обес­печивая отстрел перфоратора.

Простейший  локатор  муфт (рис. 21) состоит из катушки индуктивности с большим количеством витков и 2-х постоянных стержневых магнитов, установленных по обе стороны от катушки одноименными полюсами навстречу друг другу. Оси катушки и магнитов совпадают. Магнитные силовые линии постоянных магнитов пронизывают катушку индуктивности и замыкаются через трубу. При движении локатора в трубе, имеющей постоянную толщину стенок, магнитные потоки обоих магнитов одинаковы и компенсируют друг друга. Сигнал на выходе катушки индуктивности равен 0. При прохождении локатора мимо стальной соединительной муфты сначала усиливается магнитный поток верхнего магнита, затем - нижнего.

Рисунок 21 – Устройство простейшего локатора муфт (а) и вид диаграммы локатора (б)

На выводах катушки появляется двуполярный импульс напряжения (рис. 21 б), который и регистрируется на поверхности. Амплитуда сигнала  достаточно велика, так что никаких усилителей здесь не требуется. Локатор реагирует и на некоторые повреждения ОК - трещины, перфорационные отверстия. Диаграммы ЛМ используют для точной привязки интервалов перфорации. Муфты служат реперами. Их положение увязывают с маркирующими горизонтами обычных каротажных диаграмм необсаженных скважин путем совместной записи диаграмм ГК и ЛМ. Затем глубину спуска перфораторов проверяют по муфтам колонны. Обычное расстояние между соединительными муфтами - около 10 м. Определение мест прихвата ОК осуществляют с помощью приборов, называемых прихватоопределителями. Эти приборы используют изменение магнитных свойств ОК, связанное с ее механическим напряжением. Как известно, выше прихвата напряжение меньше; (здесь трубы как бы опираются на породу), чем под ним. Прихватоопредeлители так же, как и локатор муфт, содержат катушку индуктивности и пару постоянных магнитов, магнитный поток которых замыкается через, стенку колонны и пересекает витки катушки индуктивности.

Положение "прихвата" можно определить и с помощью прихватоопределителя. Методика таких работ поясняется рис. 22.

Сначала снимают обычную диаграмму ЛМ (кривая 1). Затем в скважину опускают намагничивающее устройство и через определенный интервал ставят на колонне магнитные метки - намагничивают небольшие участки ОК. Снова снимают диаграмму ЛМ (кривая 2), на которой будут отбиты уже не только соединительные муфты, но и магнитные метки. На диаграмме 2 они помечены точками. После этого трубу подвергают механическому усилию - начинают вытаскивать ее с помощью специальных домкратов или закручивать. Это механическое воздействие вызывает размагничивание магнитных меток, и они исчезают. Но ниже  прихвата механическое усилие не передается, и магнитные метки там сохраняются. Еще раз снимают диаграмму ЛМ (кривая 3). По промежутку, где исчезают магнитные метки, определяют положение прихвата. После этого труба может быть обрезана выше места прихвата и извлечена на поверхность для повторного использования.

Определение местоположения прихвата обсадной колонны с помощью локатора муфт: 1 - первичная диаграмма локатора; 2 - после простановки магнитных меток; 3 - после закручивания колонны