专利名称：双远场电磁聚焦测厚仪的制作方法
技术领域：
双远场电磁聚焦测厚仪
技术领域：
本实用新型涉及一种井下测井仪器，特别涉及一种测量井下套管壁厚的测井仪
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背景技术：
现在油田上常用的磁测厚仪器有两种，一种为Sondex公司生产的测量井下套管壁厚的磁测厚测井仪MTTOiiagnetic thickness tool)。另一种为俄罗斯生产的 (3 M JIC-TM-42TC)仪器。两种磁测厚测井仪其测量原理基本一样，都是利用电磁涡原理，所不同的是俄罗斯生产的(3MJIC-TM-42TC)仪器采用4线圈测量，而Sondex公司生产的仪器采用12线圈(推靠)测量。相比之下，由于Sondex公司生产的仪器采用推靠系统，能够使检测探头紧贴井壁，所以每只探头测量的结果较精确，受外界因素影响更小。但是也由于采用了推靠系统，使仪器的结构变得更加复杂。而且由于各种因素的影响仪器的推靠臂不能很多(目前只有12只)，这样就使仪器在水平方向的分辨率降低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种双远场电磁聚焦测厚仪，以解决上述技术问题。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种双远场电磁聚焦测厚仪，包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括两个发射线圈，所述接收单元包括40组接收线圈，所述两个发射线圈对称设置于所述40组接收线圈两侧；所述40组接收线圈分两层均勻分布，每层20组，每层相邻的接收线圈组相差 18°，两层接收线圈组之间相对应的线圈组相差9°，每组线圈差分串联。所述两个发射线圈之间的距离为被测套管内径的5-7倍。所述发射线圈内侧装有牌号为1J85的导磁片。所述40组接收线圈分两层均勻分布，形成第一接收探头和第二接收探头；所述测厚仪还包括接收电路，所述接收电路包括40道输入放大器、40道40HZ的带通滤波器和 40道2HZ的带通滤波器；所述第一接收探头和第二接收探头的接收线圈连接对应输入放大器，所述输入放大器连接对应40HZ的带通滤波器和2HZ的带通滤波器。所述测厚仪还包括两个VGA放大电路、两个模拟开关电路和数字控制电路；所述两个模拟开关电路连接对应20道40HZ的带通滤波器和20道2HZ的带通滤波器；所述两个模拟开关电路连接对应VGA放大电路；所述两个VGA放大电路连接数字控制电路。所述测厚仪还包括辅助测量电路，所述辅助测量电路连接所述数字控制电路。所述测厚仪还包括开关电源电路，所述开关电源电路连接所述发射单元、接收单元、输入放大器、40HZ的带通滤波器、2HZ的带通滤波器、模拟开关电路、VGA放大电路、辅助测量电路和数字控制电路。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型根据发射电磁场原理，改变线圈电磁场在套管内外的分布，使仪器在不用推靠系统的条件下，即能够满足仪器的测量精度又提高了仪器水平方向的分辨率。本实用新型采用远场低频双发射及阵列接收探头的结构，具有测量精度高，水平方向的分辨率高的优点，而且结构简单便于生产推广。
[0013]图1为本实用新型结构示意图；[0014]图2为双线圈发射电磁场分布图；[0015]图3为双远场磁能信号分布图；[0016]图4A为接收探头分布图；[0017]图4B为另一角度接收探头分布图；[0018]图5为双远场电磁聚焦测厚仪框图；[0019]图6为通孔与破损槽波形变化区别图；[0020]图7为同宽不同深破损槽实测波形图；[0021]图8为同深不同宽破损槽实测波形图；[0022]图9为通孔与破损槽实测波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述。本实用新型提供一种双远场电磁聚焦测厚仪，用于测量井下套管壁厚的测井仪器，其主要由发射单元、接收单元和电子电路三部分组成。请参阅图1所示，本实用新型的发射单元包含两只发射线圈，两只发射线圈与发射磁场顺向排列，线圈相距约5-7倍所测套管内径。请参阅图1所示，本实用新型为了得到均勻分布的磁场，两发射线圈内侧装有高导磁(1J85)片。请参阅图2所示，通过双线圈定距离顺向发射和导磁片的均磁作用，使磁场在套管壁内外形成平行均勻分布。请参阅图 3所示，本实用新型双远场聚焦测厚仪的传感器，采用双远场发射，使磁场强度分布均勻，使仪器受提离效应造成的测量误差减小。另外，由于套管内磁场强度提高5倍，使仪器的检测灵敏度也提高5倍。请参阅图4A和图4B所示，本实用新型为了提高水平方向的测量分辨率和灵敏度， 在仪器圆周上分布了 40组接收线圈，所有接收线圈分两层均勻分布，每层20组，每层相邻的接收线圈组相差18°，每组线圈采用差分相连。两层之间相对应的线圈组相差9°，当通过软件延迟后，就相当于在一个平面上，按9°均布了 40组接收探头，使仪器的水平测量分
辨率为9°。请参阅图5所示，本实用新型的电子线路由发射电路、接收电路(放大滤波)、数字控制电路、VGA放大电路、辅助测量电路、开关电源电路组成。发射电路发射电路采用穿透能力强的40HZ正弦波，发射强度为2瓦，发射线圈内侧采用1J85高导磁片导磁，使磁场分布均勻。接收电路为了准确测量套管破损的变化，接收电路由40道输入放大器、40道 40HZ的带通滤波器和40道2HZ的带通滤波器组成。这样，就可以分辨出套管破损的通孔和破损槽的区别，也可以定量测量出套管破损定量变化。数字控制电路是仪器工作的指挥部分，它通过时序控制使仪器发射、接收、刻度、测量和信号传输有序的进行。开关电源电路它把+18V直流电，变为80V的直流电供发射单元用；变为士 15V的直流电供接收单元用；变为5V供电子电路用。为了提高转换效率，采用开关电源变换。辅助测量电路用于测量温度和方位倾角；测量温度是为了进行温度漂移校正用，测量方位倾角是为了计算出套管破损的具体位置。VGA放大电路主要保证接收信号均工作在线性状态；模拟开关电路的作用是把80 道测量信号按要求串行发送到地面。本实用新型实验效果双远场电磁聚焦测厚仪主要用于测量铁磁套管壁厚的变化。刻度器采用在套管上，预先加工好各种破损槽和破损通孔。其中包括同样宽度不同深度的槽和同样深度不同宽度的槽，包括不同直径的通孔等。图6是区分通孔与破损槽波形变化的方法，通过对测量波形幅度、宽度和波形相位的变化，可以区分套管破损的程度。实验样机在预先加工破损套管中测量，结果如下图7为同宽不同深破损槽实测波形图；套管预先加工的破损槽宽度为10mm，深度分别为2、3、4mm。实际测量结果波形宽度为10mm，幅度分别为3、4. 5、6mm，基本为线性变化。图8为同深不同宽破损槽实测波形图；套管预先加工的破损槽深度为4mm，宽度分别为5、10、15mm。测量结果波形宽度为10mm，幅度分别为:3、4· 5、6mm，基本为线性变化。图9为通孔与破损槽实测波形图，实测波形看出当40HZ波形幅度大于2HZ波形幅度时，套管破损为槽；当2HZ波形幅度大于40HZ波形幅度时，套管破损为通孔。仪器在测井时，所有测量波形均传输到地面仪器，再经过软件处理后，可还原为套管实际破损图形。
权利要求1.一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括两个发射线圈，所述接收单元包括40组接收线圈，所述两个发射线圈对称设置于所述40组接收线圈两侧；所述40组接收线圈分两层均勻分布，每层20组，每层相邻的接收线圈组相差18°，两层接收线圈组之间相对应的线圈组相差9°，每组线圈差分串联。
2.如权利要求1所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述两个发射线圈之间的距离为被测套管内径的5-7倍。
3.如权利要求1所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述发射线圈内侧装有牌号为1J85的导磁片。
4.如权利要求1所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述40组接收线圈分两层均勻分布，形成第一接收探头和第二接收探头；所述测厚仪还包括接收电路，所述接收电路包括40道输入放大器、40道40HZ的带通滤波器和40道2HZ的带通滤波器；所述第一接收探头和第二接收探头的接收线圈连接对应输入放大器，所述输入放大器连接对应40HZ 的带通滤波器和2HZ的带通滤波器。
5.如权利要求4所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述测厚仪还包括两个VGA放大电路、两个模拟开关电路和数字控制电路；所述两个模拟开关电路各连接对应 20道40HZ的带通滤波器和20道2HZ的带通滤波器；所述两个模拟开关电路连接对应VGA 放大电路；所述两个VGA放大电路连接数字控制电路。
6.如权利要求5所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述测厚仪还包括辅助测量电路，所述辅助测量电路连接所述数字控制电路。
7.如权利要求6所述一种双远场电磁聚焦测厚仪，其特征在于所述测厚仪还包括开关电源电路，所述开关电源电路连接所述发射单元、接收单元、输入放大器、40HZ的带通滤波器、2HZ的带通滤波器、模拟开关电路、VGA放大电路、辅助测量电路和数字控制电路。
专利摘要本实用新型提供一种双远场电磁聚焦测厚仪，包括发射单元和接收单元，所述发射单元包括两个发射线圈，所述接收单元包括40组接收线圈，所述两个发射线圈对称设置于所述40组接收线圈两侧；所述40组接收线圈分两层均匀分布，每层20组，每层相邻的接收线圈组相差18°，两层接收线圈组之间相对应的线圈组相差9°，每组线圈差分串联。本实用新型根据发射电磁场原理，改变线圈电磁场在套管内外的分布，使仪器在不用推靠系统的条件下，即能够满足仪器的测量精度又提高了仪器水平方向的分辨率；本实用新型采用远场低频双发射及阵列接收探头的结构，具有测量精度高，水平方向的分辨率高的优点，而且结构简单便于生产推广。
文档编号E21B47/00GK202000994SQ20102065599
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者张国辉, 詹保平 申请人:西安威盛电子仪器有限公司