专利名称：多扇区电磁探伤测厚仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于油井管壁情况检测领域，涉及一种测厚仪，尤其涉及一种多扇区电磁探伤测厚仪。
背景技术：
伴随着现代科技的发展，应用于石油测井行业的设备也在不断的进行着更新换代，以此来满足现代石油测井过程中复杂环境和快速高效的工作要求。目前我国大多数的油田已经进入中后期开发阶段，油套管损坏井逐年增多，直接影响油井的使用寿命和产量。通过多扇区电磁探伤测厚仪检测，可为油井提供质量检查报告，在油井中套管等的损坏预防和预测中发挥重要作用，它是利用漏磁场涡流无损检测的原理来实现的。当被检测对象是完好无损的，则材料中的磁感应线将被约束在材料中，磁通是平行于材料表面的，几乎没有磁感应线从表面穿出，被检工件表面没有磁场。但是，当材料中存在着切割磁力线的缺陷时，材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化，由于缺陷的磁导率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通发生畸变，磁感应线流向会发生变化，除了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外，还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空，通过空气绕过缺陷再度重新进入材料，从而在材料表面缺陷处形成漏磁场，就可通过检测漏磁场的变化发现缺陷。常规的涡流检测方法应用在具有较高相对磁导率的油套管检测中，但是存在较为严重的趋肤效应，使得涡流主要集中在管子的内表面，影响了测量的准确性。而利用远场原理就可以很好的解决这个问题。远场涡流可以对油套管的内壁或外壁异常或厚度变化具有相同的灵敏度，从而不受趋肤深度条件的限制。远场涡流检测一般通过内通过式探头来实现检测。它由激励线圈和检测线圈构成，规定激励线圈和检测线圈的距离要达到2 3倍被检测管内径的长度。激励线圈要通以数十到二百赫兹的低频交流信号产生交变的磁场，检测线圈则是用来接收激励线圈产生的磁场涡流信号。利用检测线圈接收到的微弱电压信号进行放大滤波后有效的判断出金属管道内外壁缺陷和管壁厚度的变化。现有的电磁探伤测厚仪所采用的检测线圈是通过板簧的方式设置在测量骨架的外部，在使用过程中容易与井壁发生摩擦或碰撞，不能有效确保检测线圈的正常使用。
实用新型内容为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种分辨率高、测量干扰性小以及测量灵敏度高的多扇区电磁探伤测厚仪。本实用新型的技术解决方案是:本实用新型提供了一种多扇区电磁探伤测厚仪，包括测量骨架以及检测线圈，其特殊之处在于:所述检测线圈设置在测量骨架内部。上述检测线圈沿测量骨架的轴向设置在测量骨架内部。上述检测线圈是一组或多组。上述检测线圈是多组时，所述多组检测线圈均布在测量骨架内部。[0010]上述检测线圈是40组。上述检测线圈是40组时，所述40组检测线圈包括上20组检测线圈以及下20检测线圈，所述上20组检测线圈以及下20组检测线圈上下交错均布在测量骨架内部。本实用新型的优点在于:本实用新型通过电磁原理实现无接触的无损检测，测量时不用紧贴管壁，避免了管内流体、管壁上水泥或石蜡的沉积而干扰测量数据的准确性，大大减小了测量的干扰性，同时，将管径分为40个扇区，一个检测线圈覆盖分辨管壁的9度，在一次测量过程中实现了对管壁的360度覆盖，提供了测量分辨率。仪器采用远场涡流原理进行无损检测，在远场范围内，检测线圈的位置对检测灵敏度的影响不大，具有较高的检测灵敏度；温度对相位测量的影响很小，很适用于石油测井中的高温、高压环境。
图1是本实用新型所提供的多扇区电磁探伤测厚仪的整体结构示意图；图2是本实用新型所提供的多扇区电磁探伤测厚仪的井下部分结构示意图；其中:1-PC上位机，2-地面解码仪，3-单芯电缆，4-遥传仪，5-井下仪，6-上滚轮扶正器，7-方位井斜传感器单元，8-电源模块，9-信号处理单元，10-检测线圈放大滤波单元，11-温度传感器，12-上20组检测线圈，13-下20组检测线圈，14-激励线圈驱动单元，15-激励线圈，16-下滚轮扶正器。
具体实施方式
参见图1以及图2，，多扇区电磁探伤测厚仪，包括PC上位计算机1、地面解码仪2、遥传仪4和井下仪5，PC上位计算机I和地面解码仪2通过串口通信线连接，地面解码仪2和井下仪5通过单芯电缆3连接，井下仪5包括上滚轮扶正器6，方位井斜传感器单元7，电源模块8，信号处理单元9，检测线圈放大滤波单元10，温度传感器11，上20组检测线圈12，下20组检测线圈13，激励线圈驱动单元14，激励线圈15，下滚轮扶正器16。参见图2，本实用新型所提供的多扇区电磁探伤测厚仪的井下部分，与传统的电磁探伤测厚仪相同，均包括测量骨架以及检测线圈，所不同的是检测线圈沿测量骨架的轴向设置在测量骨架内部，并非通过板簧设置在测量骨架的外部。检测线圈是一组或多组；当检测线圈是多组时，多组检测线圈均布在测量骨架内部。例如在图2中，本实用新型所采用的检测线圈是40组，包括上20组检测线圈以及下20检测线圈，上20组检测线圈以及下20组检测线圈上下交错均布在测量骨架内部。上滚轮扶正器6和下滚轮扶正器16可根据管子内径的变化带动联动杆动作，用来对仪器进行扶正；方位井斜传感器7，用来对仪器在井中的倾斜标定，对40路传感器测量值进行校正；电源模块8，用于提供给各个电路模块不同的工作所需电压；信号处理单元9，由3个DSP信号处理模块组成，其中两个用来分别采集上20组检测线圈12和下20组检测线圈13的电磁感应电动势，采集后将数据发送给第三个DSP模块，它将采集到的数据进行相位和幅值的运算和仪器的编解码通信、采样通道切换等功能；检测线圈放大滤波单元10，用来对40组检测线圈感应到的信号进行放大和滤波以提供给信号处理单元9可用的信号；温度传感器11，共有两个，一个用来采集油井地层温度，一个用来进行仪器温度补偿，采集到的数据经过DSP信号处理模块的AD单元进行处理；上20组检测线圈12和下20组检测线圈13，每个检测线圈相差9度的排列完成对管壁360度的覆盖，将采集到的微弱电压信号经过放大和杂波的滤除后进入DSP信号处理模块AD单元进行数据处理，提高了检测分辨率；激励线圈驱动单元14，通过对大电容的充放电给激励线圈15通以一定频率的方波信号；激励线圈15，由铜线绕制在相对磁导率较高的骨架上而制成，用于发射磁信号给上20路检测线圈12和下20路检测线圈13。采用无接触式的电磁原理，分40扇区对管壁进行360度的覆盖，每个检测传感器对管壁进行9度的扫描，减小了测量干扰性的同时提高了检测的分辨率。40扇区是由一个大的激励线圈15和40路检测线圈组成,激励线圈和检测线圈具有符合远场涡流原理的理论距离要求。激励线圈15发出的交变电磁场符合远场涡流的低频测量要求，检测线圈接收到的电磁感应电动势只有几微伏，需要经过多级放大和滤波后进入信号处理单元9进行数据处理。信号处理单元9由3个DSP信号处理模块组成，其中2个分别用于采集上20组检测线圈12和下20组检测线圈13的信号以及采集信号的处理，剩下的一部分用于对数据的整理和编解码通彳目等。信号处理单元9对分别采集上来的传感器信号数据进行数学运算得到相位、幅度和厚度的线性关系。对40路传感器进行分时通道切换采集、自动控制采集信号的放大倍数、通过编解码通信将运算得到的相位和幅值数据发送给地面解码仪2。本实用新型的具体使用方式是:( I )PC上位计算机I供电一地面解码仪2供电一遥传仪4供电一井下仪5供电一卸压一仪器校准；( 2 )连续采集仪器方位倾角、井温数据。(3)对激励线圈15加低频率方波，激发出瞬变电磁场，40组检测线圈接收感应电磁场信号。(4)信号处理单元9采集经过放大滤波后的检测线圈信号数据，DSP经过数据变换计算出需要的相位值和幅值，将与管壁厚度相对应的相位与幅值信号通过单芯电缆3发送给地面解码仪2，再经过PC上位机I进行管壁情况的曲线分析。(5)待测量完成后，断开地面解码仪2电源，卸掉遥传仪4和井下仪5，将遥传仪4和井下仪5冲洗干净，放入仪器箱中。
权利要求1.一种多扇区电磁探伤测厚仪，包括测量骨架以及检测线圈，其特征在于:所述检测线圈设置在测量骨架内部。
2.根据权利要求1所述的多扇区电磁探伤测厚仪，其特征在于:所述检测线圈沿测量骨架的轴向设置在测量骨架内部。
3.根据权利要求1或2所述的多扇区电磁探伤测厚仪，其特征在于:所述检测线圈是一组或多组。
4.根据权利要求3所述的多扇区电磁探伤测厚仪，其特征在于:所述检测线圈是多组时，所述多组检测线圈均布在测量骨架内部。
5.根据权利要求4所述的多扇区电磁探伤测厚仪，其特征在于:所述检测线圈是40组。
6.根据权利要求5所述的多扇区电磁探伤测厚仪，其特征在于:所述检测线圈是40组时，所述40组检测线圈包括上20组检测线圈以及下20检测线圈，所述上20组检测线圈以及下20组检测线圈上下交错均布在测量骨架内部。
专利摘要本实用新型涉及一种多扇区电磁探伤测厚仪，包括测量骨架以及检测线圈，检测线圈设置在测量骨架内部。本实用新型提供了一种分辨率高、测量干扰性小以及测量灵敏度高的多扇区电磁探伤测厚仪。
文档编号G01B7/06GK202947991SQ20122055026
公开日2013年5月22日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者王屹 申请人:西安思坦仪器股份有限公司