一种井下套管内涂层质量检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于防腐涂层检测技术领域，具体涉及一种井下套管内涂层质量检测装置及检测方法，对目标井套管通井、洗井，套管内充满电解液；连接仪器串并下入井底，上提仪器串，给主电极和上辅助电极、下辅助电极三个电极加同极性电压，上辅助电极、下辅助电极短路连接具有等电位UB，检测仪自动调节上辅助电极、下辅助电极对地层回路的输出电流IB1、IB2，使UB等于主电极电位UA，同时检测主电极的电压UA和电流IA，根据欧姆定律计算出套管内涂层的电阻为

A device for detecting inner coating quality of downhole casing and its testing method

The invention belongs to the field of anti-corrosion coating detection technology, in particular relates to a downhole casing inner coating quality detection device and a detection method, in which the target well casing is opened and flushed, the casing is filled with electrolyte, the instruments are connected in series and down to the bottom of the well, the instruments are lifted up, and the main electrode, the auxiliary electrode and the auxiliary electrode are provided with three electrodes. With the same polarity voltage, the upper auxiliary electrode and the lower auxiliary electrode are connected in short circuit with the same potential UB. The detector automatically adjusts the output current IB1 and IB2 of the upper auxiliary electrode and the lower auxiliary electrode to the formation circuit, so that UB is equal to the main electrode potential UA. At the same time, the voltage UA and current IA of the main electrode are detected, and the casing inner coating is calculated according to Ohm's law. The resistance of the layer is

【技术实现步骤摘要】
一种井下套管内涂层质量检测装置及检测方法
本专利技术属于防腐涂层检测
，具体涉及一种井下套管内涂层质量检测装置及检测方法。
技术介绍
国内外油田普遍采用有机内涂层防护技术延长油套管寿命。套管有机内涂层原料主要为环氧树脂或环氧酚醛等有机涂料，通过常温、高温固化在内壁形成致密涂层，且厚度较薄，约100～600μm。油井套管下井完井前，在地面可以通过目视、内窥镜和漏点、绝缘检测仪等方式确定内涂层的质量，成熟有效的方法有低压检漏法、在线电火花检漏法等。套管在井下数百米到数千米深，井筒内还存在着完井液、油气水等复杂介质，具有一定的温度和压力，要判断和检测井下状态的套管内涂层质量存在很大难度。针对套管本体内腐蚀、损伤和破漏等问题的工程测井技术众多，已形成系列相对成熟的测井方法并在行业内广泛应用，主要有井下多臂井径、磁测厚为主，以及井温、光学电视成像和超声波成像等类型，但这些基于电磁、机械井径、温度场、光学和超声波原理的测井方法难以检测厚度仅为上百微米数量级的有机涂层厚度或损伤状况。针对井下套管内涂层质量的在线检测，申请专利201510621431.4提供了一种井下油套管内涂层的单电极电流式检测方法，该专利采用一支正电极在井下套管内注入电流，正电极距油套管内壁距离必须<0.04m，申请专利201510621495.4提供了一种井下油套管内涂层的三电极电位差式检测方法，该专利是一支电极在井下套管内注入电流，同时采用另2支电极检测电位差，从中拾取涂层质量信号，此两件专利的特点均是要提前采集油套管内不同电导率介质、不同破损率下电流值(或电位差)，形成数据组，根据数据组绘制油套管内涂层在同一电解液电导率下油套管内涂层破损率-电流(或电位差)曲线图模板，然后实测，根据模板得到涂层的破损率，程序上复杂，操作相对专业。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中需要考虑套管内电解液矿化度因素导致检测程序复杂、正电极必须紧靠套管内壁的问题。为此，本专利技术提供了一种井下套管内涂层质量检测装置，包括套管，套管位于井下，套管内壁涂设内涂层，所述井下套管内涂层质量检测装置还包括测井车、笔记本电脑、吊车、回路接地电极、电缆、马笼头、检测仪、磁定位器、加重杆和扶正器，测井车内设测井系统，扶正器、加重杆、磁定位器、检测仪和马笼头从下向上依次通过电缆连接于套管内，马笼头、吊车和测井车依次通过电缆连接且吊车和测井车均位于地面之上，笔记本电脑连接测井系统，检测仪的电源负极连接回路接地电极。所述检测仪包括上接头、上辅助绝缘环、上辅助电极、上主绝缘环、主电极、下主绝缘环、下辅助电极、下辅助绝缘环、机械壳体、管内骨架电路板和下接头，上接头、上辅助绝缘环、上辅助电极、上主绝缘环、主电极、下主绝缘环、下辅助电极、下辅助绝缘环、机械壳体和下接头从上向下依次连接，机械壳体内部连接管内骨架电路板，上辅助电极、主电极和下辅助电极均通过电缆连接管内骨架电路板，上接头连接马笼头，下接头连接磁定位器。所述扶正器采用滚轮扶正器。所述电缆采用石油测井的标准七芯电缆。所述上辅助电极、主电极和下辅助电极采用不锈钢钢环，上辅助绝缘环、上主绝缘环、下主绝缘环和下辅助绝缘环采用聚乙烯塑料材质，管内骨架电路板至少包括放大电路、采集电路和电源，放大电路采用仪表放大器AD620，采集电路采用ADS1274模数转换器，电源采用开关稳压电源。一种井下套管内涂层质量检测装置的监测方法，包括如下步骤：1)对目标井依次进行套管通井和洗井，确保套管通畅，然后用电解液替换原目标井内液体，直至目标井检测的出入口液体水质一致停止替换，将套管内注满电解液至井口；2)连接仪器串：扶正器、加重杆、磁定位器、检测仪和马笼头从下向上依次通过电缆连接于步骤1)中注满电解液的套管内，马笼头、吊车和测井车依次通过电缆连接且吊车和测井车均位于地面之上，笔记本电脑连接测井系统，检测仪的电源负极连接回路接地电极；3)完成两类情况检测：一类是在完好涂层的套管井内检测：首先如步骤1)所述在完好涂层的套管井的套管内充满电解液，然后如步骤2)所述连接仪器串，将连好的仪器串下至完好涂层的套管井底，之后上提仪器串，在上提仪器串的过程中开始检测，磁定位器采集井深数据，检测仪采集主电极的电位和电流数据，依据欧姆定律和电位平衡原理计算得到完好涂层的套管井内套管的内涂层的电阻数据，将获得的井深数据和电阻数据绘制为井深-电阻数据曲线，取电阻数据的最大值作为完好涂层的标准数据；二类是在无涂层套管井内检测：首先如步骤1)所述在无涂层的套管井的套管内充满电解液，然后如步骤2)所述连接仪器串，将连好的仪器串下至无涂层的套管井底，之后上提仪器串，在上提仪器串的过程中开始检测，磁定位器采集井深数据，检测仪采集主电极的电位和电流数据，依据欧姆定律和电位平衡原理计算得到无涂层的套管井内的电阻数据，将获得的井深数据和电阻数据绘制为井深-电阻数据曲线，获得的电阻数据作为套管无涂层裸露即涂层100％损坏情况下的标准数据；4)检测目标井的套管内涂层：首先如步骤1)所述在目标井的套管内充满电解液，然后如步骤2)所述连接仪器串，将连好的仪器串下至目标井的井底，之后上提仪器串，在上提仪器串的过程中开始检测，磁定位器采集井深数据，检测仪采集主电极的电位和电流数据，依据欧姆定律和电位平衡原理计算得到目标井的套管内涂层的电阻数据，将获得的井深数据和电阻数据绘制为井深-电阻数据曲线；5)采用两种方式将步骤3)和步骤4)的数据进行处理并绘制套管涂层质量评价图：方式一：将无涂层的套管井内的电阻数据和完好涂层的套管井内的电阻数据依次作为横坐标零线基准和满刻度线基准，以井深作为纵坐标，将待测目标井涂层电阻数据作为横坐标，绘制套管井深-内涂层质量评价图；方式二：将完好涂层的套管井内的电阻数据作为基准，将待测目标井涂层电阻数据与完好涂层的标准数据的比值作为涂层完好度指标，用1-比值作为涂层损伤程度，以井深为纵坐标，以待测目标井涂层电阻数据与完好涂层的标准数据的比值、涂层损伤程度作为横坐标，绘制套管井深-内涂层质量评价图。所述目标井的套管内涂层类型更改后，重复步骤3)对更改后的涂层做井深-电阻数据曲线，并获取更改后的完好涂层的标准电阻数据。所述步骤1)、步骤3)和步骤4)所述的电解液相同且电解液的电导率保持恒定，电解液的电导率值大于地面淡水的矿化度并小于地层水矿化度。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种井下套管内涂层质量检测装置及检测方法，在油水井内有电解液导电介质情况下，根据电位平衡原理，实现上辅助电极、下辅助电极对主电极电流的控制流向，然后采集反映套管涂层质量信息的主电极的电位和供电电流参数，实现对井下套管内涂层质量的在线检测，解决在役油水井的套管内涂层质量评价一般需处理电解液电导率因素导致程序相对复杂、测量电极需紧靠套管内壁的问题，测井操作简单方便、技术可靠，为跟踪掌握内涂层防腐效果、优化套管内涂层设计和开展套管服役寿命预测评估等提供依据和技术手段。附图说明以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1是井下套管内涂层质量检测装置的检测方法原理示意图；图2是电位平衡等效电路图；图3是井下套管内涂层质量检测装置的结构连接示意图；图4是检测仪的结构示意图；图5是电位平衡闭环控制示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下套管内涂层质量检测装置，包括套管(1.1)，套管(1.1)位于井下，套管(1.1)内壁涂设内涂层(1.6)，其特征在于：所述井下套管内涂层质量检测装置还包括测井车(2.1)、笔记本电脑(2.2)、吊车(2.8)、回路接地电极(1‑1.2)、电缆(1.14)、马笼头(2.7)、检测仪(2.6)、磁定位器(2.5)、加重杆(2.3)和扶正器(2.4)，测井车(2.1)内设测井系统，扶正器(2.4)、加重杆(2.3)、磁定位器(2.5)、检测仪(2.6)和马笼头(2.7)从下向上依次通过电缆(1.14)连接于套管(1.1)内，马笼头(2.7)、吊车(2.8)和测井车(2.1)依次通过电缆(1.14)连接且吊车(2.8)和测井车(2.1)均位于地面之上，笔记本电脑(2.2)连接测井系统，检测仪(2.6)的电源负极连接回路接地电极(1‑1.2)，所述检测仪(2.6)包括上接头(2‑1.1)、上辅助绝缘环(2‑1.7)、上辅助电极(1.13)、上主绝缘环(1.12)、主电极(1.11)、下主绝缘环(1.10)、下辅助电极(1.9)、下辅助绝缘环(2‑1.6)、机械壳体(2‑1.5)、管内骨架电路板(2‑1.3)和下接头(2‑1.4)，上接头(2‑1.1)、上辅助绝缘环(2‑1.7)、上辅助电极(1.13)、上主绝缘环(1.12)、主电极(1.11)、下主绝缘环(1.10)、下辅助电极(1.9)、下辅助绝缘环(2‑1.6)、机械壳体(2‑1.5)和下接头(2‑1.4)从上向下依次连接，机械壳体(2‑1.5)内部连接管内骨架电路板(2‑1.3)，上辅助电极(1.13)、主电极(1.11)和下辅助电极(1.9)均通过电缆(1.14)连接管内骨架电路板(2‑1.3)，上接头(2‑1.1)连接马笼头(2.7)，下接头(2‑1.4)连接磁定位器(2.5)。...

【技术特征摘要】
1.一种井下套管内涂层质量检测装置，包括套管(1.1)，套管(1.1)位于井下，套管(1.1)内壁涂设内涂层(1.6)，其特征在于：所述井下套管内涂层质量检测装置还包括测井车(2.1)、笔记本电脑(2.2)、吊车(2.8)、回路接地电极(1-1.2)、电缆(1.14)、马笼头(2.7)、检测仪(2.6)、磁定位器(2.5)、加重杆(2.3)和扶正器(2.4)，测井车(2.1)内设测井系统，扶正器(2.4)、加重杆(2.3)、磁定位器(2.5)、检测仪(2.6)和马笼头(2.7)从下向上依次通过电缆(1.14)连接于套管(1.1)内，马笼头(2.7)、吊车(2.8)和测井车(2.1)依次通过电缆(1.14)连接且吊车(2.8)和测井车(2.1)均位于地面之上，笔记本电脑(2.2)连接测井系统，检测仪(2.6)的电源负极连接回路接地电极(1-1.2)，所述检测仪(2.6)包括上接头(2-1.1)、上辅助绝缘环(2-1.7)、上辅助电极(1.13)、上主绝缘环(1.12)、主电极(1.11)、下主绝缘环(1.10)、下辅助电极(1.9)、下辅助绝缘环(2-1.6)、机械壳体(2-1.5)、管内骨架电路板(2-1.3)和下接头(2-1.4)，上接头(2-1.1)、上辅助绝缘环(2-1.7)、上辅助电极(1.13)、上主绝缘环(1.12)、主电极(1.11)、下主绝缘环(1.10)、下辅助电极(1.9)、下辅助绝缘环(2-1.6)、机械壳体(2-1.5)和下接头(2-1.4)从上向下依次连接，机械壳体(2-1.5)内部连接管内骨架电路板(2-1.3)，上辅助电极(1.13)、主电极(1.11)和下辅助电极(1.9)均通过电缆(1.14)连接管内骨架电路板(2-1.3)，上接头(2-1.1)连接马笼头(2.7)，下接头(2-1.4)连接磁定位器(2.5)。2.如权利要求1所述的井下套管内涂层质量检测装置，其特征在于：所述扶正器(2.4)采用滚轮扶正器。3.如权利要求2所述的井下套管内涂层质量检测装置，其特征在于：所述电缆(1.14)采用石油测井的标准七芯电缆。4.如权利要求3所述的井下套管内涂层质量检测装置，其特征在于：所述上辅助电极(1.13)、主电极(1.11)和下辅助电极(1.9)采用不锈钢钢环，上辅助绝缘环(2-1.7)、上主绝缘环(1.12)、下主绝缘环(1.10)和下辅助绝缘环(2-1.6)采用聚乙烯塑料材质，管内骨架电路板(2-1.3)至少包括放大电路、采集电路和电源，放大电路采用仪表放大器AD620，采集电路采用ADS1274模数转换器，电源采用开关稳压电源。5.一种井下套管内涂层质量检测装置的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对目标井依次进行套管通井和洗井，确保套管(1.1)通畅，然后用电解液替换原目标井内液体，直至目标井检测的出入口液体水质一致停止替换，将套管(1.1)内注满电解液至井口；2)连接仪器串：扶正器(2.4)、加重杆(2.3)、磁定位器(2.5)、检测仪(2.6)和马笼头(2.7)从下向上依次通过电缆(1.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫柱，杨立华，李琼玮，戚建晶，程碧海，苑慧莹，付彩利，王小勇，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11