专利名称：连续管在役检测评价方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及油气开发和钻井新技术领域，特别涉及一种连续管在役检测评价方法及其系统。
背景技术：
连续管作业与传统的油管柱作业相比具有大幅度减小钻机费用、节省起下作业管柱的时间、消除上卸单根的繁重劳动、连续灵活地向井下循环工作液、减小地层伤害、安全可靠、用途广等优点，具有潜在的竞争优势、良好的应用前景，现已成为世界油气工业技术研究与应用的一个热点。并且随着连续管管径增大，用途和应用范围的不断扩展，以及所受载荷的提高，连续管的失效频发，造成极大经济损失。发展连续管在役检测评价技术，预防连续管的失效的发生，对连续油管的应用有极为重要的作用。发明内容
本发明的目的之一是提供一种连续管在役检测评价方法及其系统。
根据本发明的一个方面，提供一种连续管在役检测评价方法包括接收探测的有关外径和壁厚的探测信号、检测的环向缺陷信息的响应信号及检测的轴向缺陷信息的响应信号；根据上述信号分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。
进一步地，该方法还包括根据所述分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小，对不符合要求的连续油管予以报警。
根据本发明的另一个方面，提供一种连续管在役检测评价系统包括设置在油管上的轴向稳定磁场激励线圈(1)、环向的缺陷检测线圈(2)、中高频环向电磁激励线圈(3)、外径和壁厚检测探头(4)及判断油管内是否存在影响安全使用的轴向缺陷的中高频电磁激励线圈(5);所述轴向稳定磁场激励线圈(1)和所述检测外径和壁厚的探头(4)之间依次设置有检测轴向缺陷的中高频电磁激励线圈(5)、检测环向缺陷的线圈 (2)、及中高频环向电磁激励线圈(3)；其中，所述轴向稳定磁场激励线圈(1)在油管内产生稳定轴向磁场；所述中高频环向电磁激励线圈(3)对油管体表面施加中高频交流电信号， 与上述的轴向稳定磁场作用在油管内产生轴向传播的电磁超声波信号；所述环向的缺陷检测线圈(2)检测出上述电磁超声波信号，当油管内有非轴向缺陷时，则电磁超声波信号发生散射，所述环向的缺陷检测线圈(2)接收到散射的电磁超声波信号，由此产生携带环向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的环向缺陷。
进一步地，所述环向的缺陷检测线圈(2)、外径和壁厚检测探头(4)及中高频轴向电磁激励线圈(5)均沿圆周方向均勻排列。
进一步地，所述中高频轴向电磁激励线圈(5) —半线圈为激励线圈，一半线圈为接收线圈，间隔布置，激励线圈中高频交流信号产生的电磁超声波信号沿油管圆周方向传播， 当该电磁超声波信号遇到油管内的轴向缺陷时，电磁超声波信号发生散射，在接收线圈内将产生携带轴向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的轴向缺陷。
进一步地，所述外径和壁厚检测探头(4)包括高频电磁探头、基磁板、霍尔元件及直流电磁元件，所述直流电磁元件上依次设置所述霍尔元件、基磁板及高频电磁探头。
进一步地，所述系统还包括分析模块，接收所述检测探头(4)探测的有关外径和壁厚的探测信号、所述环向的缺陷检测线圈(2)产生的携带环向缺陷信息的响应信号及所述轴向电磁激励线圈(5)的接收线圈产生的携带轴向缺陷信息的响应信号，并分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。
进一步地，所述系统还包括报警模块，根据所述分析模块分析的结果，对不符合要求的连续油管予以报警。
根据本发明提供的连续管在役检测评价方法及其系统能实现连续油管使用过程中壁厚、外径及缺陷的现场全面、自动、快速检测。
图1是本发明实施例提供的无损检测系统组合示意图；图2是本发明实施例提供的检测线圈/探头周向排列组合示意图；图3是图1是中外径和壁厚检测探头示意图；本发明目的、功能及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
本发明实施例提供一种连续管在役检测评价方法包括步骤10、接收探测的有关外径和壁厚的探测信号、检测的环向缺陷信息的响应信号及检测的轴向缺陷信息的响应信号。
步骤20、根据上述信号分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。
步骤30、根据所述分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小，对不符合要求的连续油管予以报警。
下面结合图1-3所示的结构对该连续管在役检测评价方法进行详细说明。
参见图1，本发明实施例提供的一种连续管在役检测评价系统包括设置在油管上的轴向稳定磁场激励线圈1、缺陷检测的环向线圈2、中高频环向电磁激励线圈3、外径和壁厚检测探头4、中高频轴向电磁激励线圈5、分析模块(图中未示出)及报警模块(图中未示出)。线圈2、3、5沿圆周均勻排列(参见图2)，最少8个，根据油管外径大小确定。轴向稳定磁场激励线圈1和中高频环向电磁激励线圈3为两个半圆插接式线圈。轴向稳定磁场激励线圈1在油管内产生稳定轴向磁场。中高频环向电磁激励线圈3对油管体表面施加中高频交流电信号，与上述的轴向稳定磁场作用在油管内产生轴向传播的电磁超声波信号。环向的缺陷检测线圈2检测出上述电磁超声波信号(即在油管内轴向传播的电磁超声波信号)， 当油管内有非轴向缺陷时，则电磁超声波信号发生散射，环向的缺陷检测线圈2接收到散射的电磁超声波信号，由此产生携带环向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的环向缺陷。中高频轴向电磁激励线圈5—半线圈为激励线圈，一半线圈为接收线圈，间隔布置，激励线圈中高频交流信号产生的电磁超声波信号沿油管圆周方向传播， 当该电磁超声波信号遇到油管内的轴向缺陷时，电磁超声波信号发生散射，在接收线圈内将产生携带轴向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的轴向缺陷。
参见图3，外径和壁厚检测探头4包括高频电磁探头41、基磁板42、霍尔元件43 及直流电磁元件44。直流电磁元件44上依次设置霍尔元件43、基磁板42及高频电磁探头 41。直流电磁元件44与高频电磁探头41粘接在一起，高频探头41在距油管体表面近的一侧，中高频环向电磁激励线圈3均绕垂直于油管体表面的方向缠绕。直流电磁元件44产生垂直于管体表面的电磁场，与中高频环向电磁激励线圈3产生的电磁信号发生响应，由高频电磁探头41进行该响应信号的检测。分析模块(可由计算机实现)接收外径和壁厚检测检测探头4探测的有关外径和壁厚的探测信号、环向的缺陷检测线圈2产生的携带环向缺陷信息的响应信号及中高频轴向电磁激励线圈5的接收线圈产生的携带轴向缺陷信息的响应信号，并分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小，并按用户或标准给定的数值范围给出条件符合性判断。报警模块根据分析模块分析的结果，对不符合要求的连续油管予以报警。
本发明实施例提供的连续管在役检测评价系统及其方法，所有信号经数据采集及数模转换后传给计算机分析模块，由分析模块自动计算分析油管外径、壁厚和缺陷等参数， 按用户或标准给定的数值范围给出条件符合性判断，对不符合要求的连续油管予以报警。
本发明可以利用电磁超声技术自动非接触方式获得连续油管横截面内等间距的4 个外径和8个壁厚，避免了接触式测厚方法对超声波探头的磨损，不用水做耦合剂，方便井上现场使用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种连续管在役检测评价方法，其特征在于，包括接收探测的有关外径和壁厚的探测信号、检测的环向缺陷信息的响应信号及检测的轴向缺陷信息的响应信号；根据上述信号分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据所述分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小，对不符合要求的连续油管予以报警。
3.—种连续管在役检测评价系统，其特征在于，包括设置在油管上的轴向稳定磁场激励线圈(1)、环向的缺陷检测线圈(2)、中高频环向电磁激励线圈(3)、外径和壁厚检测探头(4)及判断油管内是否存在影响安全使用的轴向缺陷的中高频电磁激励线圈(5);所述轴向稳定磁场激励线圈(1)和所述检测外径和壁厚的探头(4)之间依次设置有检测轴向缺陷的中高频电磁激励线圈(5)、检测环向缺陷的线圈 (2)、及中高频环向电磁激励线圈(3)；其中，所述轴向稳定磁场激励线圈(1)在油管内产生稳定轴向磁场；所述中高频环向电磁激励线圈(3)对油管体表面施加中高频交流电信号，与上述的轴向稳定磁场作用在油管内产生轴向传播的电磁超声波信号；所述环向的缺陷检测线圈(2)检测出上述电磁超声波信号，当油管内有非轴向缺陷时， 则电磁超声波信号发生散射，所述环向的缺陷检测线圈(2)接收到散射的电磁超声波信号， 由此产生携带环向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的环向缺陷。
4.根据权利要求3所述的连续管在役检测评价系统，其特征在于所述环向的缺陷检测线圈(2)、外径和壁厚检测探头(4)及中高频轴向电磁激励线圈 (5)均沿圆周方向均勻排列。
5.根据权利要求4所述的连续管在役检测评价系统，其特征在于所述中高频轴向电磁激励线圈(5)—半线圈为激励线圈，一半线圈为接收线圈，间隔布置，激励线圈中高频交流信号产生的电磁超声波信号沿油管圆周方向传播，当该电磁超声波信号遇到油管内的轴向缺陷时，电磁超声波信号发生散射，在接收线圈内将产生携带轴向缺陷信息的响应信号，以判断油管内是否存在影响安全使用的轴向缺陷。
6.根据权利要求5所述的连续管在役检测评价系统，其特征在于所述外径和壁厚检测探头(4)包括高频电磁探头、基磁板、霍尔元件及直流电磁元件， 所述直流电磁元件上依次设置所述霍尔元件、基磁板及高频电磁探头。
7.根据权利要求3-6任一项所述的连续管在役检测评价系统，其特征在于，还包括分析模块，接收所述检测探头(4)探测的有关外径和壁厚的探测信号、所述环向的缺陷检测线圈(2)产生的携带环向缺陷信息的响应信号及所述轴向电磁激励线圈(5)的接收线圈产生的携带轴向缺陷信息的响应信号，并分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。
8.根据权利要求7所述的连续管在役检测评价系统，其特征在于，还包括报警模块，根据所述分析模块分析的结果，对不符合要求的连续油管予以报警。
全文摘要
公开了一种连续管在役检测评价方法包括接收探测的有关外径和壁厚的探测信号、检测的环向缺陷信息的响应信号及检测的轴向缺陷信息的响应信号；根据上述信号分析得到油管外径、壁厚、环向缺陷与轴向缺陷的大小。还公开一种连续管在役检测评价系统包括设置在油管上的轴向稳定磁场激励线圈、环向缺陷检测的线圈、中高频环向电磁激励线圈，外径和壁厚检测探头及轴向缺陷检测的中高频电磁激励线圈。根据本发明提供的连续管在役检测评价方法及其系统能实现连续油管使用过程中壁厚、外径及缺陷的现场全面、自动、快速检测。
文档编号G01N29/04GK102520063SQ201110309349
公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者上官丰收, 冯耀荣, 林凯, 申昭熙 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所