非接触式高精度阵列电磁测厚仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油管与套管的厚度测量领域，涉及一种电磁式钢管厚度测量仪器，尤其涉及一种可进行损伤情况分析与评估的非接触式高精度阵列电磁测厚仪。
【背景技术】
[0002]电磁测厚仪作为一种通过测量套管相对厚度变化进行套管损伤情况鉴定的仪器，其测量数据对于在役套管的损伤情况等具有很高的测量价值。目前，国内外对在役套管的检测通常是基于套管的涡流效应来测量厚度变化的，其结构往往是笼式结构，具有测井不方便、容易遇卡；同时，稳定性差，不适用于高温高压油气井。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本发明提供了一种布局合理、结构紧凑、对被测油套管表面覆盖全面、测量精度高以及能够满足高温高压油气井的工程测量的非接触式高精度阵列电磁测厚仪。
[0004]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种非接触式高精度阵列电磁测厚仪，其特殊之处在于:所述非接触式高精度阵列电磁测厚仪包括依次相连的电磁测厚仪电子短节、电磁测厚仪信号接收短节以及电磁测厚仪磁场激发短节；所述电磁测厚仪信号接收短节是无笼式阵列探头结构。
[0005]上述电磁测厚仪信号接收短节包括依次相连的接收短节上接头、接收短节传感器上安装盘、接收短节传感器下安装盘以及接收短节下接头；所述接收短节传感器上安装盘以及接收短节传感器下安装盘中均设置有传感器探头；所述电磁测厚仪电子短节与接收短节上接头相连；所述接收短节下接头与电磁测厚仪磁场激发短节相连。
[0006]上述接收短节传感器上安装盘以及接收短节传感器下安装盘中均设置有多个传感器探头安装孔；所述传感器探头设置在传感器探头安装孔中。
[0007]上述传感器探头安装孔均布在接收短节传感器上安装盘以及接收短节传感器下安装盘的圆周方向上。
[0008]上述传感器探头安装孔交错均匀排布在接收短节传感器上安装盘以及接收短节传感器下安装盘的圆周方向上。
[0009]上述传感器探头是绝对式涡流探头或差分涡流探头。
[0010]上述电磁测厚仪电子短节包括电源单元、通讯单元、仪器倾角方位单元、温度单元、DSP数据处理与控制单元、自动增益单元、信号前置滤波放大单元、仪器内部温度探头以及套管井温探头；所述电源单元分别与通讯单元、仪器倾角方位单元、温度单元、DSP数据处理与控制单元、自动增益单元以及信号前置滤波放大单元相连；所述电磁测厚仪磁场激发短节依次通过传感器探头、信号前置滤波放大单元以及自动增益单元接入DSP数据处理与控制单元；所述DSP数据处理与控制单元反馈接入自动增益单元；所述仪器倾角方位单元以及温度单元分别接入DSP数据处理与控制单元；所述通讯单元与DSP数据处理与控制单元相连；所述仪器内部温度探头以及套管井温探头分别接入温度单元；
[0011]所述DSP数据处理与控制单元用于产生系统控制时序，控制磁场激发单元，分时切换采集通道，对传感器探头信号、温度信号以及方位信号进行采样，并完成信号的采集后计算与处理；
[0012]所述温度单元用于对传感器探头所在位置温度进行测量和调理，为采集提供合适的温度信号；
[0013]所述仪器倾角方位单元用于完成对仪器相对位置和倾斜角测量，经过调理后将相关的非电信号信号转化为电信号信号，为采集提供合适的模拟信号；
[0014]所述信号前置滤波放大用于完成传感器探头所探测得到信号的前期放大与滤波；
[0015]所述自动增益单元用于完成信号的自动放大或缩小，增大信号信噪比；
[0016]所述通讯单元用于完成命令的收发与数据传送，时仪器与地面设备进行数据交互；
[0017]所述电源单元提供仪器稳定工作所需的各种电源。
[0018]上述电源单元是DC/DC开关电源或直流稳压单元。
[0019]上述电磁测厚仪磁场激发短节包括带磁芯电感以及与带磁芯电感相连的电感驱动装置；所述DSP数据处理与控制单元与电感驱动装置相连；所述传感器探头探测带磁芯电感发出的产生交变电磁波。
[0020]本发明的优点是:
[0021]本发明提供了一种非接触式高精度阵列电磁测厚仪，该非接触式高精度阵列电磁测厚仪由电磁测厚仪电子短节、信号接收短节和磁场激发短节组成，三个短节依次组合，在电磁测厚仪电子短节的控制下，电子短节产生磁场激发短节的控制波，从而使磁场激发短节产生交变电磁波，当电磁波穿过套管时会携带套管的信息，如厚度、材质等的影响，位于信号接收短节的传感探头接收该电磁场的电磁波，然后回到电子短节处理、计算后得到电磁波的相对变化，该变化随套管厚度成线性变化，这些计算后的数据，经电子短节传给地面设备，从而通过地面出图设备的所展示的曲线的变化就可以观察和记录套管的厚度变化。本发明是针对目前油田所用笼式结构电磁测厚仪容易遇堵的情况而设计，它布局合理，结构紧凑，对被测油套管表面覆盖全面，测量精度高，能够满足高温高压油气井的工程测量，分析和评估套管的损伤情况。具体而言，本发明具有以下优点:
[0022]I)按照远场涡流技术原则开发，采用一发多收的结构，对单层油套管外侧和内侧损伤具有相同的灵敏度，尤其针对渐变或大面积钢管损伤具有杰出的检出能力，如裂缝、错断、变形、腐蚀、射孔井段等；
[0023]2)涡流探头成阵列式分布，拥有一个多频磁场发生器和多个涡流探头，涡流探头成阵列式分布，采用无笼式结构设计，对套管表面覆盖全面，保证仪器能够检出各种复杂的损伤情况，与目前广泛采用的笼式结构相比，具有测井方便，不容易遇卡的特点；
[0024]3)通过刻度可以精确地测量套管的厚度，然后与套管原始厚度、使用时间等参数的对比，可对套管的腐蚀情况进行评估，给出符合实际的建议；
[0025]4)通过测量两层管柱中确定所有接箍的位置，从而能够测量用于深度标定的短套位置，从而可用于研宄井身结构，以及研宄应地层等因素而造成的套管拉伸，帮助分析套管的沉降程度；
[0026]5)探头对套管壁360°覆盖，同时具有温度补偿功能，提高了测量的精度；
[0027]6)仪器集成度高，稳定性好，具有一定的防硫耐腐蚀能力，适用于175°C高温高压油气井；
[0028]7)仪器可与多臂等套管测量仪器挂接，配合单独或挂接遥传仪使用，具有较大的使用灵活性。
【附图说明】
[0029]图1是基于本发明所提供的电磁测厚仪在单独测井时的使用状态示意图；
[0030]图2是基于本发明所提供的电磁测厚仪在组合测井时的使用状态示意图；
[0031]图3是本发明所提供的电磁测厚仪的结构示意框图；
[0032]图4是本发明所采用的信号接收短节的结构示意图；
[0033]图5是本发明所采用的传感器探头安装孔交错配置方式结构示意图；
[0034]图6是图5的另一角度结构示意图；
[0035]图7是本发明所提供的电磁测厚仪的工作原理框图；
[0036]其中:
[0037]1-电缆头；2_扶正器；3_电磁测厚仪；4_多臂井径仪；5_遥传仪；6_地面设备；7-测井电缆；8_电磁测厚仪电子短节；9_电磁测厚仪信号接收短节；10_电磁测厚仪磁场激发短节；11-电源单元；12_通讯单元；13_仪器倾角方位单元；14_温度单元；15-DSP数据处理与控制单元；16_自动增益单元；17_信号前置滤波放大单元多芯接头；19_带磁芯电感；20_电感驱动装置；21_接收短节上接头；22_接收短节传感器上安装盘；23_接收短节传感器下安装盘；24_接收短节下接头；25_传感器探头；26_单芯插头；27_仪器内部温度探头；28-套管井温探头；29-传感器探头阵列。
【具体实施方式】
[0038]参见图1以及图2，为一种非接触式的高精度电磁测厚仪典型测井挂接图示，当单独测井时(如图1所示)主要包括地面设备6、测井电缆7、电缆头1、两个扶正器2和电磁测厚仪3 ;而电磁测厚仪3与多臂井径仪4挂接成仪器串，进行组合测井时(如图2所示)，主要包括地面设备6、测井电缆7、电缆头1、遥传仪5、三个扶正器2、多臂井径仪4和电磁测厚仪3，地面设备6主要包括缆车、地面解码平