CN108612522B - 一种套管技术状况检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种套管技术状况检测装置及方法，所述装置包括：电缆头、磁定位通讯短节、上扶正器、上支臂短节、下支臂短节、下扶正器和温度压力短节；所述上支臂短节和所述下支臂短节上设置有多个支臂；所述支臂的末端连接有应变探测滑块；所述多个支臂均匀分布于所述上支臂短节或所述下支臂短节的外部，且分布为环形；所述上支臂短节上的支臂和所述下支臂短节上的支臂分布不重合；所述磁定位通讯短节用于数据通信以及采集磁定位信号。本申请提供的套管技术状况检测装置及方法，可以提高套管技术状况检测结果的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及石油测井技术领域，特别涉及一种套管技术状况检测装置及方法。
背景技术
早期油田的油气井大部分采用套管来进行固井，随着时间推移，由于地壳运动、地震活动、地下介质腐蚀、地层的非均质性、倾角、岩石性质等等因素，可能造成油气井套管技术状况变差。注水开发、油井出砂、油层改造、固井完井质量等工程因素，也是引发诱导地质因素产生破坏性地应力的主要原因。
为保证油气开采的安全性，需要对套管进行检测，以确定套管的使用状态是否安全。
现有的套管检测技术主要时采用多臂井径测井的方法来实现，具体地，套管检测装置通常包括一柱体，柱体上分布有环形的测量臂，在检测之前，测量臂紧贴测量柱体，测量时，测量臂打开以测量套管内直径，由于套管内壁发生破坏时，套管内径也必然发生变化，因此，通过测量得到的套管内直径可以确定套管是否被破坏。同时，结合电磁测厚还可以描述出三维的井筒套管图像。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：多臂井径测井方法中采用的机械结构由于测量臂紧贴柱体形成环形，使得测量壁的数目数受到限制，如果恰好有孔洞位于打开后的两个测量臂中间则不能被检测出来，因此，现有的套管技术状况检测方法检测结果可靠性不高。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种套管技术状况检测装置及方法，以提高套管技术状况检测结果的可靠性。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种套管技术状况检测装置及方法是这样实现的：
一种套管技术状况检测装置，包括：电缆头、磁定位通讯短节、上扶正器、上支臂短节、下支臂短节、下扶正器和温度压力短节；
所述上支臂短节和所述下支臂短节上设置有多个支臂；
所述支臂的末端连接有应变探测滑块；
所述多个支臂均匀分布于所述上支臂短节或所述下支臂短节的外部，且分布为环形；
所述上支臂短节上的支臂和所述下支臂短节上的支臂分布不重合；
所述磁定位通讯短节用于数据通信以及采集磁定位信号。
优选方案中，所述电缆头的外部与所述磁定位通信短节相连接；所述电缆头的内部与电缆相连接。
优选方案中，所述应变片与一恒定电流的电路相连接。
优选方案中，所述温度压力短节用于测量套管内的压力和/或温度；那么，
所述磁定位通信短节还用于将所述温度压力短节测量得到的压力数据和/或温度数据发送至地面控制***。
优选方案中，所述装置还包括一个或多个辅助支臂短节，所述辅助支臂短节上设置有多个支臂。
优选方案中，所述多个支臂每一支臂设置一应变探测滑块；所述辅助支臂短节上的多个支臂均匀分布于所述辅助支臂短节的外部，且分布为环形。
一种套管技术状况检测方法，包括：
展开所述套管技术状况检测装置中的支臂，在套管中移动套管技术状况检测装置，获取所述套管技术状况检测装置的位置以及各应变探测滑块的测量结果；
根据所述套管技术状况检测装置的位置和所述应变探测滑块的测量结果，确定所述套管内各位置处的内径；
根据所述套管内各位置处的内径，确定所述套管的技术状况。
优选方案中，所述技术状况包括：孔洞、裂缝、阻塞或接箍位置
优选方案中，所述方法还包括：利用所述套管内各个位置出的内径，生成所述套管内的三维图像。
优选方案中，所述方法还包括：获取所述套管内各位置处的压力和/或温度。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的套管技术状况检测装置通过设置2个或更多个支臂短节，可以保证当两个支臂短节上的支臂张开后，位于一个支臂短节上的两个相邻支臂对应的应变探测滑块之间的孔洞可以被另一支臂短节上的应变探测滑块检测到，提高了检测结果的可靠性。另一方面，一次下井可以同时测量井径和套管的应力场分布，进而实现对套管技术状况的三维描述，由于应变片的灵敏度很高，因此可以准确的判断出孔眼、破损、裂缝等损坏情况。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请套管技术状况检测装置一个实施例的剖面示意图；
图2是本申请套管技术状况检测装置一个实施例的顶视图；
图3是本申请中套管技术状况检测方法一个实施例的流程图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种套管状况检测装置及方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
图1是本申请套管技术状况检测装置一个实施例的剖面示意图。参照图1，套管技术状况检测装置从上至下依次可以包括：电缆头1，磁定位通讯短节2，上扶正器3，上支臂短节4，下支臂短节7，下扶正器8和温度压力短节9。
其中，所述上支臂短节4和所述下支臂短节7上可以设置有多个支臂5。所述支臂5的末端可以连接有应变探测滑块6。所述应变探测滑块6可以用于测量应变力。所述多个支臂5均匀分布于所述上支臂短节4或所述下支臂短节7的外部，且分布为环形。
所述电缆头1的外部可以与所述磁定位通信短节2相连接。所述电缆头1的内部可以与电缆相连接。所述电缆头1可以用于固定所述电缆，还可以用于密封所述电缆的缆心。
所述磁定位通讯短节2可以用于数据通信以及采集磁定位信号。具体地，所述磁定位通讯短节2可以接收地面控制***发出的信号，采集磁定位信号，以及将采集到的应变力数据传送至地面控制***。
所述上扶正器3和所述下扶正器8可以分别用于扶正所述上支臂短节4和所述下支臂短节7。通过所述上扶正器3和所述下扶正器8可以保证所述上支臂短节4和所述下支臂短节7处于套管内的中心位置，以使各支臂受力均匀。
所述应变探测滑块6上可以安装有应变片，所述应变片受力后可产生形变并产生阻值变化，根据产生的阻值变化可以确定受力值。具体地，所述应变片可以与一恒定电流的电路相连接，当所述应变片的阻值发生变化后，所述电路的输出电压可以发生相应的变化。
所述温度压力短节9可以用于测量套管内的压力和/或温度。
所述磁定位通信短节2还可以将所述温度压力短节9测量得到的压力数据和/或温度数据发送至地面控制***。
图2是本申请中套管技术状况检测装置中所述上支臂短节和下支臂短节上的支臂展开时的俯视图。参照图2，图2中(a)为上支臂短节上的支臂展开时的俯视图，图2中(b)为下支臂短节上的支臂展开时的俯视图。由图可见，所述上支臂短节4上的支臂5和所述下支臂短节7上的支臂5分布不重合。通过将上支臂短节4上的支臂5和所述下支臂短节7上的支臂5设置为分布不重合，当两个支臂短节上的支臂张开后，位于一个支臂短节上的两个相邻支臂对应的应变探测滑块之间的孔洞可以被另一支臂短节上的应变探测滑块检测到，提高了检测结果的可靠性。
在另一个实施方式中，所述装置还可以包括一个或多个辅助支臂短节(图中未示出)，所述辅助支臂短节上可以设置有多个支臂。所述多个支臂每一支臂可以设置一应变探测滑块。所述辅助支臂短节上的多个支臂均匀分布于所述辅助支臂短节的外部，且分布为环形。所述辅助支臂短节上的支臂与所述上支臂短节4或所述下支臂短节7上的支臂5设置为分布不重合。
基于上述实施例公开的套管技术状况检测装置，本申请还提供一种套管技术状况检测方法。图3是本申请中套管技术状况检测方法一个实施例的流程图。参照图3，所述方法可以包括：
S301：展开套管技术状况检测装置中的支臂，在套管中移动套管技术状况检测装置，获取所述套管技术状况检测装置的位置以及各应变探测滑块的测量结果。
可以展开所述套管技术状况检测装置中的支臂。所述展开的支臂可以接触套管的内壁，以产生应变力。
可以在套管中移动上述实施例中的套管技术状况检测装置。移动所述检测装置时，所述支臂上的应变探测滑块也随之移动。所述应变探测滑块可以测得移动过程中的应变力变化，并产生相应的电压输出。
进一步地，所述应变探测模块的检测结果可以为曲线。如果遇到套管向内破损等情况，作用在滑块上的预紧力会突然降低，则应变片的阻值变大，检测电路输出电压将变大，测试曲线将发生偏离。
利用所述套管技术状况检测装置中的磁定位通讯短节，可以获取所述装置中所述套管中的位置。
S302：根据所述套管技术状况检测装置的位置和所述应变探测滑块的测量结果，确定所述套管内各位置处的内径。
根据所述套管技术状况检测装置的位置和所述应变探测滑块的测量结果，确定所述套管内各位置处的内径。
S303：根据所述套管内各位置处的内径，确定所述套管的技术状况。
所述技术状况可以包括：孔洞、裂缝、阻塞或接箍等。
根据所述套管内各位置处的内径，可以确定所述套管的技术状况。例如，内径增大的地方可能存在套管漏洞；内径减小的地方，可能存在套管阻塞的情况。
进一步地，所述方法还可以包括：利用所述套管内各个位置出的内径，生成所述套管内的三维图像。具体地，可以对所述应变探测滑块的测量结果和所述内径进行数据反演，生成三维图像。所述三维图像可以直观地反应套管内的技术状况。
进一步地，所述方法还可以包括：获取所述套管内各位置处的压力和/或温度。根据所述压力和/或温度，可以用于进一步判断所述套管的技术状况，提高套管内技术状态判断结果的准确性。
本申请提供的实施例中，套管技术状况检测装置通过设置2个或更多个支臂短节，可以保证当两个支臂短节上的支臂张开后，位于一个支臂短节上的两个相邻支臂对应的应变探测滑块之间的孔洞可以被另一支臂短节上的应变探测滑块检测到，提高了检测结果的可靠性。另一方面，一次下井可以同时测量井径和套管的应力场分布，进而实现对套管技术状况的三维描述，由于应变片的灵敏度很高，因此可以准确的判断出孔眼、破损、裂缝等损坏情况。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。
Claims (10)
1.一种套管技术状况检测装置，其特征在于，包括：电缆头、磁定位通讯短节、上扶正器、上支臂短节、下支臂短节、下扶正器和温度压力短节；
所述上支臂短节和所述下支臂短节上设置有多个支臂；
所述支臂的末端连接有应变探测滑块；其中，所述应变探测滑块安装有应变片，所述应变片受力后可产生形变并产生阻值变化，根据产生的阻值变化可以确定受力值；
所述多个支臂均匀分布于所述上支臂短节或所述下支臂短节的外部，且分布为环形；
所述上支臂短节上的支臂和所述下支臂短节上的支臂分布不重合，以使得当上支臂短节和下支臂短节上的支臂张开后，位于一个支臂短节上的两个相邻支臂对应的应变探测滑块之间的孔洞能被另一支臂短节上的应变探测滑块检测到；
所述磁定位通讯短节用于数据通信以及采集磁定位信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电缆头的外部与所述磁定位通讯短节相连接；所述电缆头的内部与电缆相连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述应变片与一恒定电流的电路相连接。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度压力短节用于测量套管内的压力和/或温度；那么，
所述磁定位通讯短节还用于将所述温度压力短节测量得到的压力数据和/或温度数据发送至地面控制***。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个或多个辅助支臂短节，所述辅助支臂短节上设置有多个支臂。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多个支臂每一支臂设置一应变探测滑块；所述辅助支臂短节上的多个支臂均匀分布于所述辅助支臂短节的外部，且分布为环形。
7.一种应用权利要求1至6任一项所述的套管技术状况检测装置的套管技术状况检测方法，其特征在于，包括：
展开所述套管技术状况检测装置中的支臂，在套管中移动套管技术状况检测装置，获取所述套管技术状况检测装置的位置以及各应变探测滑块的测量结果；其中，当上支臂短节和下支臂短节上的支臂张开后，位于一个支臂短节上的两个相邻支臂对应的应变探测滑块之间的孔洞能被另一支臂短节上的应变探测滑块检测到；所述应变探测滑块安装有应变片，所述应变片受力后可产生形变并产生阻值变化，根据产生的阻值变化可以确定受力值；
根据所述套管技术状况检测装置的位置和所述应变探测滑块的测量结果，确定所述套管内各位置处的内径；
根据所述套管内各位置处的内径，确定所述套管的技术状况。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述技术状况包括：孔洞、裂缝、阻塞或接箍。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：利用所述套管内各个位置出的内径，生成所述套管内的三维图像。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：获取所述套管内各位置处的压力和/或温度。
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