[發明專利]對儲氣井水泥防護層的膠結質量進行檢測的聲波檢測設備

有效

• 申請號: 201811536223.4
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109507298B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 石坤;劉三江;劉再斌;李廣;胡杭健;賴曉虎;陳超;周秋高
• 申請（專利權）人: 中國特種設備檢測研究院;陜西華晨石油科技有限公司
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;侯奇慧

本發明公開了一種對儲氣井水泥防護層的膠結質量進行檢測的聲波檢測設備，用于對位于儲氣井外層的水泥防護層的膠結質量進行檢測，其包括：殼體；多芯鎧裝電纜；接箍定位器，固定于殼體的內部；電子線路結構，固定于接箍定位器正下部，包括信號放大器、低通濾波器、發射控制器、數字信號處理器、耦合變壓器、儀表放大器、帶通濾波器、模數轉換器以及高速遙傳模塊；發射傳感器；接收傳感器，包括固定于發射傳感器正下部的短源距接收傳感器和長源距接收傳感器，短源距接收傳感器距離殼體頂部1.4m，長源距接收傳感器位于殼體底部，發射傳感器與短源距接收傳感器之間、短源距接收傳感器與長源距接收傳感器之間均填充有隔聲材料；以及地面控制系統。

技術領域

本發明涉及一種聲波檢測設備，尤其是涉及一種對存儲壓縮氣體的儲氣井的外部水泥防護層的膠結質量進行檢測的聲波檢測設備。

背景技術

儲氣井是壓縮氣體地下儲氣井的簡稱，是豎向置于地下用于存儲壓縮氣體的井式管狀設備，是地下壓力容器的典型代表，多用于壓縮天然氣汽車加氣站、城市燃氣調峰儲配站及工業儲氣設施等領域。

其主體部分由井筒、水泥防護層、井口裝置、井底裝置、排污管、表層套管、扶正器等組成。儲氣井井筒和地層之間的水泥防護層在預防儲氣井失效方面有重要作用，一方面可固定井筒，防止井筒的松動、竄動和飛出，另一方面包覆住井筒，防止地層腐蝕性介質對井筒外壁的腐蝕。對于儲氣井水泥防護層的膠結質量，目前沒有專用的檢測設備，因其結構特點與油氣井類似，可借鑒油氣井固井質量評價測井技術。

在油氣井行業，已經發展出多種固井質量評價測井技術。根據測井原理的不同，現有的固井質量評價測井技術可以分為水泥膠結類和水泥聲阻抗類，相應的測井方法有聲波幅度測井(CBL)、聲幅/變密度測井(CBL/VDL)、衰減率水泥膠結測井(CBT)、扇區水泥膠結測井(SBT)、水泥評價測井(CET)、脈沖回聲測井(PET)、環周聲波掃描測井(CAST)等。

儲氣井與油氣井在功能、深度、地層、固井作業等方面存在諸多差異：(1)功能：儲氣井是一種存儲壓力容器，油氣井提供油氣運移的通道；(2)深度：儲氣井深度一般不超過300m，油氣井深度可達數千米到上萬米；(3)地層：儲氣井所在淺地層地質結構簡單，不進行裸眼測井，油氣井地質結構復雜，需先進行聲波、電法、放射性等裸眼測井；(4)固井作業：儲氣井采用建筑水泥全井段固井防止腐蝕，油氣井采用油井水泥只在目的層固井，分隔油氣水層防止竄槽，淺地層為自由套管(無水泥防護層)用于刻度；(5)損傷模式：儲氣井的主要損傷模式是地層介質對井筒外壁的腐蝕，油氣井的主要損傷模式是井內流體對井筒內壁的腐蝕。

目前儲氣井水泥防護層膠結質量檢測一般直接采用聲幅/變密度測井的方法和設備，而沒有考慮儲氣井與油氣井之間的差異，導致檢測精度和縱向分辨率低，不能滿足儲氣井水泥防護層膠結質量檢測的要求。

發明內容

本發明提供一種對儲氣井水泥防護層的膠結質量進行檢測的聲波檢測設備，用以對儲氣井水泥防護層的膠結質量進行檢測。

為達到上述目的，本發明提供了一種對儲氣井水泥防護層的膠結質量進行檢測的聲波檢測設備，用于對位于儲氣井外層的水泥防護層的膠結質量進行檢測，其包括：

殼體，其呈空心圓柱形，長度為1.7m；

多芯鎧裝電纜，包括一上端、一下端和一主體，其主體卷繞于一卷揚機上，其下端固定于殼體頂部，用于提供電力、傳輸電信號以及帶動殼體及其內部結構上升及下降；

接箍定位器，固定于殼體的內部，距離殼體頂部0.2m；

電子線路結構，固定于接箍定位器正下部，包括信號放大器、低通濾波器、發射控制器、數字信號處理器、耦合變壓器、儀表放大器、帶通濾波器、模數轉換器以及高速遙傳模塊；

發射傳感器，固定于電子線路結構正下部，距離殼體頂部0.8m，用于發出15kHz-20kHz的聲波信號；