专利名称：油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于石油生产测井和电磁检测领域，特别涉及一种油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置。
背景技术：
在磁通法测井时，目前世界各个主要测井公司都有磁测井仪器，但绝大多数均用来检测套管的腐蚀程度、破裂情况、明显的大穿孔等。如哈里伯顿公司的磁测井仪，德莱赛—阿特拉斯公司的磁测井仪器，斯仑贝谢公司的磁测井仪器等。其中斯仑贝谢公司的ETT-D电磁厚度测井仪能通过经验公式定量给出套管的剩余厚度和内径值；斯仑贝谢公司的PAT管子分析仪和阿特拉斯公司的垂直井径仪能够用来检测射孔孔眼的位置，但PAT管子分析仪是采用极板推靠方式贴到套管壁上，易被损坏，尤其在套管变形较大的地方可能将仪器卡在井内。
大庆油田曾采用CCL，微井径等井径仪系列来检查射孔井段的深度是否与设计深度相符，但不能逐个检查每个射孔弹是否都发射了。大庆石油公司研制的井壁超声成像测井仪其结构包括井下扶正器、控制器、方位传感器等构件，用来检测射孔孔眼，但测速较慢，小于100m/h，仪器复杂，成本高，需要专门的回放处理系统，而且使用时受泥浆密度和天然气存在的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种新的判断油井套管射孔质量的装置，通过测量孔眼处磁通的变化，快速准确、直观地判断孔眼的位置及尺寸大小。
本发明的油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置，由磁化装置、测井探头、井下扶正器和电缆组成。
所说的磁化装置由圆柱形软磁铁芯和分别套装在软磁铁芯两端的圆环永磁体构成，两个圆环永磁体的内侧磁极极性相反，即分别为N极和S极；圆环永磁体可以由瓦形磁钢对接形成。
所说的测井探头由安装在圆筒形探头架上的12～18个非晶合金磁传感器构成，每个非晶合金磁传感器由圆环形非晶带及其上绕制的两个检测线圈构成，检测线圈与电缆在井下的一端电接通；探头架的外侧面交错排列非晶合金磁传感器，探头架套装在磁化装置的圆柱形软磁铁芯上；所说的交错排列就是将一半数目的非晶合金磁传感器在测井探头2的一个圆面的外侧等距排成一个圆排，另一半数目的非晶合金磁传感器上下对应排成另一个圆排，两圆排非晶合金磁传感器的上下位置再相互交错，以避免油井套管的射孔孔眼漏检。
井下扶正器是一端装有轮，另一端安装在装置两端的支撑腿；支撑腿能按照油井套管的粗细和弯曲程度活动的，以保证测量装置始终在油井套管的中央。
电缆井下一端与测井探头中的检测线圈电接通，电缆的井上一端与测井车中的磁强计、记录仪电接通。
上述的圆环永磁体可以用RdFeB瓦形磁钢构成，磁极按圆环径向分布。圆环永磁体外侧装有电工纯铁材料的圆套，以均匀磁场。软磁铁芯(电工纯铁)的长为50cm～70cm。软磁铁芯一端的圆环永磁体、软磁铁芯、另一端的圆环永磁体及油井套管构成闭合的磁路。按该磁路设计的磁化装置用来产生测量磁通，并消除油井套管上的残余剩磁通背底。
每一个非晶合金磁传感器都采用圆形，其直径为1cm～1.5cm，其上的检测线圈匝数最好为50匝，两组线圈为串联反接的。
当本发明的装置通过电缆移动到有油井套管射孔孔眼的位置时，测量磁通将发生变化，非晶合金磁传感器就可以检测到套管射孔处的磁通变化情况，通过测量结果可以直接判断射孔质量。
本发明将非晶合金磁传感器和永磁体用于检测油井套管射孔孔眼质量，是测井仪器的创新，能快速准确直观地判断孔眼的位置及尺寸大小。并且仪器结构简单，成本降低，适于实际应用。
图1是本发明的检测装置的总体结构图。
图2是本发明的环形永磁体的横剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图4是本发明的非晶合金磁传感器结构示意图。
图5是本发明的检测装置的基本工作原理图。
具体实施例方式
下面结合
本发明的结构和检测油井套管射孔孔眼质量的基本工作原理。
实施例1本发明的检测装置的总体结构参见图1，本发明的油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置，由磁化装置1、测井探头2、井下扶正器3、控制器4、方位传感器5和电缆6组成。图1中，7为油井套管。磁化装置1中的软磁铁芯9和安装在软磁铁芯9两端的两个环形永磁体10，与油井套管7构成闭合的磁路。从磁化装置1中的剖开位置可以看到，两个环形永磁体10由瓦形磁钢11对接形成，两个环形永磁体10的外侧面的磁极相反，因此才能构成闭合磁路。为了使磁场均匀，在环形永磁体10的外侧包装有圆套12，圆套12可以是电工纯铁材料的。
本发明的磁检测装置可以加装控制器4、方位传感器5，他们与现有通用的测井仪器的控制器、方位传感器的结构是相同的。
图2给出图1中软磁铁芯9上端的环形永磁体10的横剖面图。由图2可知，环形永磁体10由6块瓦形磁钢11拼成，靠着软磁铁芯9的内侧面为N极，被圆套12包围的外侧面为S极。
电缆6既是传递检测信号的导线，又起到牵引检测装置在油井套管7中提升的作用，还可以测量检测装置在油井套管7中位置。电缆6的井下一端与测井探头2中的检测线圈21(检测线圈21见图3、图4)电接通，电缆6的井上一端与测井车中的磁强计、记录仪电接通。
实施例2测井探头及检测线圈的结构见图1，测井探头2是圆筒状的，套装在软磁铁芯9的中间部位。图3是测井探头2的横剖面图。图3中16为圆形的探头架，用于套装在软磁铁芯9上和安装非晶合金磁传感器17。图3中，非晶合金磁传感器17画出的有8个，在测井探头2的同一圆面的外侧等距排成一个圆排；另有8个非晶合金磁传感器17与之上下对应安装在测井探头2的另一个圆面的外侧等距排成一个圆排，并且每一个非晶合金磁传感器17上下对着前一圆排中两个非晶合金磁传感器17中间，即两圆排的非晶合金磁传感器17相互交错排列，这样可以避免油井套管7的射孔孔眼漏检。
非晶合金磁传感器17的结构可参见图4。非晶合金磁传感器17由圆环形非晶带20及其上绕制的两个检测线圈21构成。每一个非晶合金磁传感器17可以采用圆形，其直径为1cm～1.5cm，其上的两个检测线圈匝数最好为匝50，两个线圈为串联反接的。
实施例3本发明的检测装置的基本工作原理本发明的检测装置通过测量孔眼处磁通的变化来判断孔眼的位置及尺寸大小。图5是磁通法检测油井套管射孔的原理图。N、S是磁化装置的两个磁极，7是油井套管，17是测井探头2上安装的非晶合金磁传感器，a、b是对应孔眼的两个电压脉冲。
当本发明的检测装置通过测量孔眼处时，在油井套管7中的磁通密度将不再均匀，磁通的变化使射孔孔眼上下两端位置处相对的非晶合金磁传感器17中的检测线圈21产生两个电压脉冲，于是可以得到孔眼位置和大小的信息。
施工时先用电缆把井下仪器放入油井套管7中，由地面测井仪器车控制将井下扶正器3打开，使磁化装置1和测井探头2(检测传感器)处于油井套管7的中央位置，然后用绞车提升井下仪器，当井下仪器经过油井套管7射孔区间时，测井探头2就会检测出磁通在孔眼处的变化，给出如图5中所示的正、负电压脉冲a、b。其中的方位传感器5给出每一个非晶合金磁传感器17的具体方位。据此可以得出石油井套管射孔质量的有关数据和信息。
权利要求
1.一种油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置，由井下扶正器(3)和电缆(6)组成，电缆(6)的井上一端与磁强计、记录仪电接通；其特征是，结构组成还有磁化装置(1)和测井探头(2)；所说的磁化装置(1)由圆柱形软磁铁芯(9)和分别套装在软磁铁芯(9)两端的由圆环永磁体构成，两个圆环永磁体的内侧磁极极性相反；所说的测井探头(2)由安装在圆筒形探头架(16)上的12～18个非晶合金磁传感器(17)构成，每个非晶合金磁传感器(17)由圆环形非晶带(20)及其上绕制的两个检测线圈(21)构成，检测线圈与电缆(6)在井下的一端电接通；探头架(16)的外侧面交错排列非晶合金磁传感器(17)，探头架(16)套装在磁化装置(1)的圆柱形软磁铁芯(9)上。
2.按照权利要求1所述的一种油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置，其特征是，两个环形永磁体(10)由瓦形磁钢(11)对接形成；在环形永磁体(10)的外侧包装有圆套(12)，圆套(12)是电工纯铁材料的。
3.按照权利要求1或2所述的一种油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置，其特征是，所说的软磁铁芯(9)的长为50cm～70cm；所说的非晶合金磁传感器(17)直径为1cm～1.5cm，其上的检测线圈(21)匝数为50匝。
全文摘要
本发明的油井套管射孔孔眼质量的磁检测装置属于石油生产测井和电磁检测领域。由磁化装置1、测井探头2、井下扶正器3、控制器4、方位传感器5和电缆6组成。磁化装置1中的软磁铁芯9和两个环形永磁体10，与油井套管7构成闭合的磁路；两个环形永磁体10的外侧面的磁极相反。测井探头2套装在软磁铁芯9的中间部位，由多个非晶合金磁传感器17在测井探头2的同一圆面的外侧等距排成圆排；每个非晶合金磁传感器17由圆环形非晶带及其上绕制的检测线圈构成。本发明将非晶合金磁传感器和永磁体用于检测油井套管射孔孔眼质量，能快速准确直观地判断孔眼的位置及尺寸大小；仪器结构简单，成本降低，适于实际应用。
文档编号E21B47/08GK1712668SQ200510016959
公开日2005年12月28日 申请日期2005年7月13日 优先权日2005年7月13日
发明者张涛, 赵学平, 史东明, 李明 申请人:吉林大学