一种井下电磁测井仪制造技术

本发明专利技术涉及一种井下电磁测井仪。井下电磁测井仪包括发射系统、磁场阵列传感器、以及控制模块，发射系统、磁场阵列传感器均与控制模块连接，发射系统包括上发射线圈和下发射线圈，上发射线圈和下发射线圈分别置于磁场阵列传感器的上方和下方，上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，使得磁场聚集，磁场阵列传感器接收次生磁场完成套管的检测。本发明专利技术的上发射线圈和下发射线圈产生的磁场方向相反时，上发射线圈和下发射线圈靠近磁场阵列传感器的一端的极性是相同的，所产生的磁场更加密集，因此在上发射线圈和下发射线圈关闭的时候，套管将会产生较大的次生磁场，携带更多的套管信息被磁场阵列传感器接收，使得套管的检测更加精准。测更加精准。测更加精准。

【技术实现步骤摘要】
一种井下电磁测井仪


[0001]本专利技术涉及一种井下电磁测井仪，属于油气田工程测井设备领域。

技术介绍

[0002]目前，油气田生产井随着生产年限的延长，套管变形井数量逐年增加，需及时了解井下套管变形状况，指导下步作业措施。传统的套管状况检测技术如超声波井下电视测井、鹰眼电视测井和多臂井径测井，都属于管壁成像测井方法，在测试套管变形时，需先取出油管使仪器直接接触套管内壁才能测量。尤其在高含硫气田，井下管柱采用了永久性封隔器，取油管作业前，需要实施压井、油层暂堵，套铣封隔器等一系列措施，工序复杂、施工时间长、费用高、作业风险大，导致这些直接接触套管测井方法应用受限，需要透过油管对套管变形程度进行三维精细评价。
[0003]为此，有人提出工程电磁测井装置，该装置利用电磁信息进行测井，而且工程电磁测井装置是一种无损、非接触式的设备，不易受井液和结垢结蜡的影响，成为了目前最为广泛应用的套管检测技术之一。
[0004]一般情况下，工程电磁测井装置由纵向长探头、纵向短探头及横向探头构成，纵向长探头、纵向短探头平行仪器轴心放置，横向探头由两个相互垂直线圈组成，与仪器中轴线垂直放置。所有探头采用自发自收模式，每个感应探头既是发射源也是接收器。测量时通过短时间的一组脉冲电流驱动感应探头产生交变磁场，套管受交变磁场的影响在套管中产生感应的涡流电场。在发射源的磁场关断过程中，由涡流电磁生成的次生磁场将在感应探头中产生感应电动势。通过分析感应电动势大小及变化情况可分析套管信息，包括套管的壁厚值、管壁裂缝、套管错断、套管变形类型和程度等。然而因为感应探头所接收的感应电动势是同时包含激励磁场和套管涡流电场感应的次生磁场，在多层管柱条件下，为了实现更大的探测距离和更高的探测精度，相应增加感应探头的驱动电流，以提高激励磁场强度。在油管内径尺寸限制条件下，将导致元器件成本和仪器制造难度极大的增加。
[0005]因此有人提出采用磁场阵列传感器接收磁场信息，提高检测的精度。例如：申请公布号为CN 110965983A的中国专利技术专利申请文件公开了一种井下电磁探伤仪，该专利提出一种收发分离且阵列接收的井下电磁探伤仪(即电磁测井仪)，包括处理器模块、发射线圈以及磁场阵列传感器，实现了一次发射同时接收，缩短了单次采集周期，使得每个传感器记录开始角度和记录结束角度偏差减小，提升了测量的准确性。该仪器是利用电磁感应原理，采用矩形短周期(一般300-500ms)脉冲电流单极发射，控制发射线圈开关电流产生磁场，由于油管一般采用高抗硫的镍基合金低磁导率材料，发射线圈开关电流产生的大部分磁场能够透过油管直接传递到套管，导致油管和套管同时产生次生电磁场被磁场阵列传感器接收，二者信号重叠，对信号进行解析后得到套管的信息，然而单极发射系统的磁力线较为分散，无法将主要磁场穿透油管聚焦到套管上，加大了信号解析难度，降低了对套管状况的解释精度。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种井下电磁测井仪，用以解决现有现有测井仪测量不准确的问题。
[0007]为实现上述目的，本申请提出了一种井下电磁测井仪的技术方案，包括用于产生磁场的发射系统、用于接收次生磁场的磁场阵列传感器、以及控制模块，所述发射系统、磁场阵列传感器均与控制模块连接，所述发射系统包括上发射线圈和下发射线圈，所述上发射线圈和下发射线圈分别置于磁场阵列传感器的上方和下方，上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，使得磁场聚集，磁场阵列传感器通过同步接收次生磁场完成套管的检测。
[0008]本专利技术的井下电磁测井仪的技术方案的有益效果是：本专利技术的发射系统包括两个发射线圈，分别为设置在磁场阵列传感器上方和下方的上发射线圈和下发射线圈，在上发射线圈和下发射线圈产生的磁场方向相反时，上发射线圈和下发射线圈靠近磁场阵列传感器的一端的极性是相同的，根据同性相斥的原理，检测点处的磁场更加聚集，并且磁场会以更大的半径透过油管聚集到套管上，使得套管上的磁场可以聚集，磁场聚集表明磁场强度大，因此在上发射线圈和下发射线圈关闭的时候，套管将会产生较大的次生磁场，携带更多的套管信息被磁场阵列传感器接收，由于携带的套管信息更多，因此可以更加准确的反应套管的形态，进而使得套管的检测更加精准。
[0009]进一步的，为了更加简便、可靠使得上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，上发射线圈和下发射线圈的缠绕方式相同，通过流经大小相同、方向相反的电流而产生极性相反的磁场。
[0010]进一步的，为了使得发射线圈和下发射线圈的产生的磁场更加密集，提高上发射线圈和下发射线圈的产生的磁场强度，上发射线圈和下发射线圈均包括多匝闭环线圈绝缘低阻电缆缠绕的磁性圆柱体。
[0011]进一步的，为了更加方便、灵活、可靠的控制上发射线圈和下发射线圈的开闭，提高检测效率，井下电磁测井仪还包括功率驱动模块，控制模块通过功率驱动模块连接上发射线圈和下发射线圈。
[0012]进一步的，为了增大磁场阵列传感器的覆盖范围，提高磁场阵列传感器的角分辨率，提高套管的检测精度，减少检测盲区，所述磁场阵列传感器为可旋转的磁场阵列传感器，所述井下电磁测井仪还包括用于驱动磁场阵列传感器旋转的驱动装置，所述驱动装置连接控制模块。
[0013]进一步的，为了提高可旋转的磁场阵列传感器的旋转控制精度，所述驱动装置为旋转步进电机，控制模块通过旋转步进电机控制可旋转的磁场阵列传感器旋转。
[0014]进一步的，所述磁场阵列传感器包括磁场阵列传感器外壳、至少2个磁场传感器、用于固定各传感器的安装支架、以及用于固定安装支架的无磁骨架。
[0015]进一步的，所述磁场阵列传感器包括磁场阵列传感器外壳、至少2个磁场传感器、用于固定各传感器的安装支架、以及用于固定安装支架的无磁骨架，所述无磁骨架安装在驱动装置的旋转轴上。
[0016]进一步的，为了辅助井下电磁测井仪的工作，所述井下电磁测井仪还包括自然伽马探头、运动轨迹记录模块与温度传感器，所述自然伽马探头、运动轨迹记录模块与温度传
感器分别与所述控制模块连接，发射系统、磁场阵列传感器、控制模块、自然伽马探头、运动轨迹记录模块与温度传感器均设置在一个仪器外壳内。
[0017]进一步的，为了方便井下电磁测井仪的取放，调整井下电磁测井仪的位置，所述仪器外壳两端分别设置有扶正器。
附图说明
[0018]图1是本专利技术井下电磁测井仪的系统框图；
[0019]图2是本专利技术井下电磁测井仪的结构示意图；
[0020]图3是现有技术中一个发射线圈的电磁测井原理图；
[0021]图4是本专利技术两个发射线圈的电磁测井原理图；
[0022]图5是本专利技术发射系统周期性方波激励信号波形；
[0023]图6是本专利技术井下电磁测井仪的检测流程图；
[0024]图7是本专利技术可旋转的磁场阵列传感器的结构示意图；
[0025]图中：1为上位计算机，2为数据电力电缆，3为井下电磁测井仪，4为DSP处理器，5为仪器外壳，6为液压扶正器，7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下电磁测井仪，包括用于产生磁场的发射系统、用于接收次生磁场的磁场阵列传感器、以及控制模块，所述发射系统、磁场阵列传感器均与控制模块连接，其特征在于，所述发射系统包括上发射线圈和下发射线圈，所述上发射线圈和下发射线圈分别置于磁场阵列传感器的上方和下方，上发射线圈和下发射线圈产生极性相反的磁场，使得磁场聚集，磁场阵列传感器接收次生磁场完成套管的检测。2.根据权利要求1所述的井下电磁测井仪，其特征在于，上发射线圈和下发射线圈的缠绕方式相同，通过流经大小相同、方向相反的电流而产生极性相反的磁场。3.根据权利要求1或2所述的井下电磁测井仪，其特征在于，上发射线圈和下发射线圈均包括多匝闭环线圈绝缘低阻电缆缠绕的磁性圆柱体。4.根据权利要求1所述的井下电磁测井仪，其特征在于，井下电磁测井仪还包括功率驱动模块，控制模块通过功率驱动模块连接上发射线圈和下发射线圈。5.根据权利要求1所述的井下电磁测井仪，其特征在于，所述磁场阵列传感器为可旋转的磁场阵列传感器，所述井下电磁测井仪还包括用于驱动磁场阵列传感器旋转的驱动装置，所述驱动装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆生，徐菲，黄华，张立，罗庆，李晓蕾，张诚，宋胜利，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：