Магнитный способ
МАГНИТНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИН СКВАЖИН
Магнитный способ измерения глубин основан на использовании магнитных свойств перемещаемого объекта. В преимущественно распространенном варианте состоит в нанесении на кабель магнитных меток, представляющих собой участки с наведенной остаточной намагниченностью. Расстояние между метками определяется длиной выбранной мерной базы. Зарегистрированное число меток с учетом масштаба измерений соответствует длине кабеля.
Для автоматизации процесса разметки кабеля на концах мерной базы по движению объекта последовательно располагают считывающую (датчик меток) и записывающую магнитные головки, соединенные схемой обратной связи. Посредством записывающей головки на измеряемый объект предварительно наносится магнитная метка. При движении происходит последовательное считывание и переустановка магнитных меток, чем достигается разметка кабеля. Учет реверса обеспечивается комбинацией из трех и более магнитных головок, записывающих и считывающих. Для предотвращения повторного считывания одних и тех же меток при реверсе применяют специальное включение стирающей или считывающих головок, обычно расположенных по краям установки переноса метки.
Для защиты от внешних помех и устранения влияния поля Земли на результаты измерений считывающее устройство выполняют в виде двух магниточувствительных элементов, включенных встречно или по схеме дискриминатора, а также применяют различные пороговые устройства.
Во всех устройствах для разметки каротажного кабеля магнитными метками имеется цепь переноса сигнала метки от считывающего устройства к намагничивающему устройству. При этом при скорости движения размечаемого объекта, отличной от нулевой, расстояние между последовательно нанесенными магнитными метками отлично от расстояния между намагничивающим и считывающим устройствами (мерная база) на величину произведения скорости движения объекта на значение постоянной времени цепи переноса. Так как обычно скорость перемещения бурильного инструмента или каротажного зонда в скважине меняется в широких пределах, то исключение учета указанного смещения магнитных меток может привести к существенным погрешностям в измерениях глубин. Данную погрешность учитывают методами цифровой и аналоговой коррекции.
Следует отметить, что как бы тщательно ни проводилась разметка на поверхности, все-таки не представляется возможным учесть все многообразие факторов, воздействующих в скважине на кабель. В связи с этим представляет интерес способ определения глубины, осуществленный путем разметки колонны, спущенной в скважину. Бурильная колонна последовательно размечается одинаковыми отрезками, равными длине выбранной мерной базы, и число этих отрезков, фиксируемое в счетчике, является кодом глубины. За счет измерения длины колонны труб, спущенной в скважину, и, следовательно, претерпевшей деформацию, существенно увеличивается точность определения глубины скважины.
Для измерения линейных перемещений также используется индукционные измерители линейной скорости и длины. Их работа основана на том, что при движении металлического объекта в постоянном или переменном поле в нем индуцируются вихревые токи, пропорциональные скорости движения. Совокупное магнитное поле воздействует на измерительную катушку и наводит эдс. Путем интегрирования сигнала в катушке находят величину перемещения. Точность измерения, достигнутая индукционными устройствами, составляет 0,1. Поэтому такой способ измерения в принципе может быть применен и при измерениях глубин по кабелю (трубам). На индукционном способе измерений основано устройство, содержащее постоянный магнит и диэлектрический объект измерений (например, неметаллический канат) с навитой на него обмоткой, которая подключена к регистрирующему блоку. При перемещении каната в обмотке индуцируется эдс, величина которой пропорциональна скорости перемещения. Такое устройство может быть использовано в качестве измерительного блока глубиномеров. Определяющих вертикальные перемещения вертлюга с помощью тросиковых датчиков.
Известен также элекромеханический датчик для измерения угловых и линейных перемещений, имеющий сердечник с двумя полюсами, охватывающими измеряемый объект, и один полюс обнаружения, равноудаленный от этих двух полюсов. Два полюса снабжены катушками, подключенными к источнику переменного тока, а полюс обнаружения содержит катушку, связанную со схемой обнаружения.
Магнитный способ является наиболее точным из известных способов измерения глубины скважин и широко применяется при разметке каротажного кабеля.