本发明专利技术提供一种油井套管内壁防腐层检测仪及检测方法，第一屏蔽电极、测量电极、参考电极、四臂滚轮电极装置与第二屏蔽电极组合结构方式，其中第一屏蔽电极、第二屏蔽电极和测量电极检测信号经参考电极的刻度工程转换，反映套管内壁防腐层电阻率整体贡献，四臂滚轮电极装置检测对应扇区方位电阻率贡献，可得到六条不同路径电阻率曲线并分别接入电极检测信号，经过差分放大、选择和模数转换经第一DSP处理器传入DDS模块，通过数字频率合成实现发射与检测信号的相位同步，发射输出信号相位设置准确、频率可控、幅度稳定，提高了发射信号的适应性和检测精度；同时采用独立前置放大单元电路，减少了道间的干扰，提高了检测的信噪比、分辨率和识别率。辨率和识别率。辨率和识别率。
【技术实现步骤摘要】
一种油井套管内壁防腐层检测仪及检测方法
[0001]本发属于及石油测井
，具体涉及一种油井套管内壁防腐层检测仪及检测方法。
技术介绍
[0002]油井套管内壁防腐层检测仪是工程测井中的一种用于检测套管防腐层损伤的测井仪器。通过防腐层的电阻率的测量，确定金属套管内壁环氧树脂或环氧酚醛等有机防腐层的技术状况，延长套管使用寿命，保证油井安全、环保、高效地开发。
[0003]在高温高压井下环境中，远距离检测套管内壁防腐层工作状态，技术难度很大。目前在用的井下电视、电磁测厚、多臂井径、超声检测等方法均难以准确检测出极薄绝缘防腐层厚度或腐蚀点位。调研工程测井技术现状，针对油井套管内壁防腐层检测技术，开展了同类专利检索。专利号为ZL201510621431.4的技术提供了一种井下油套管内壁防腐层的单电极电流式检测方法，专利号为ZL201510621495.4的技术提供了一种井下油套管内壁防腐层的三电极电位差式检测方法，此两件专利在使用过程中存在有效分辨率低、被测量信号稳定性、可靠性差，腐蚀点检测识别率低等不足。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种油井套管内壁防腐层检测仪及检测方法，能够提高被测量信号分辨率、稳定性及可靠性，提高油井内壁防腐层测井评价识别率。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种油井套管内壁防腐层检测仪，其特征在于，包括连接杆；
[0007]所述连接杆端部依次设置有四臂滚轮电极装置、第一屏蔽电极、参考电极、测量电极和第二屏蔽电极；
[0008]所述第一屏蔽电极、参考电极、测量电极和第二屏蔽电极之间均设置有绝缘环，所述第一屏蔽电极和第二屏蔽电极的金属壳体筒内密封设置有电子仪；
[0009]所述第一屏蔽电极和第二屏蔽电极连接；第二屏蔽电极和电子仪连接；所述四臂滚轮电极装置分别连接设置于套管内壁防腐层的回路电极并接入电子仪；
[0010]所述电子仪包括第一DSP处理器、模数转换模块、八选一多路器、差分放大器和电极检测信号；
[0011]所述测量电极、参考电极和四臂滚轮电极装置分别连接电极检测信号；所述电极检测信号分别连接差分放大器；所述差分放大器分别接入八选一多路器，所述八选一多路器依次连接模数转换模块和第一DSP处理器；所述第一DSP处理器输出端连接DDS处理器，所述DDS处理器用于高精度信号合成与隔离；
[0012]所述八选一多路器的输入端分别接入四臂滚轮电极装置的四个输出端、测量电极和参考电极的输出端。
[0013]进一步，所述四臂滚轮电极装置包括绝缘杆、沿绝缘杆的竖直方向均布的四臂滚轮电极感应杆和四臂支撑弹簧；
[0014]所述绝缘杆两端分别连接四臂支撑弹簧和第二屏蔽电极，四臂支撑弹簧底部连接连接杆端部；
[0015]所述四臂滚轮电极装置包括四个滚轮电极感应杆；
[0016]所述滚轮电极感应杆均包括滚轮，所述滚轮两端均依次连接第一金属杆、绝缘棒和第二金属杆；
[0017]所述滚轮两端的第二金属杆端部分别连接绝缘杆的两端。
[0018]进一步，所述DDS处理器包括时钟信号同步、频率相位转换器、第二DSP处理器、频率控制字、相位幅度转换、波形只读存储器、D/A转换电路、低通滤波器、输出缓冲器、电极系发射；
[0019]所述时钟信号同步的输出端分别接入频率相位转换器和D/A转换电路；
[0020]所述频率控制字的输出端经第二DSP处理器接入频率相位转换器；
[0021]所述频率相位转换器的输出端经相位幅度转换和波形只读存储器接入D/A转换电路；
[0022]所述D/A转换电路的输出端经低通滤波器和输出缓冲器接入电极系发射。
[0023]进一步，所述输出缓冲器的发射输出信号的频率为1KHz，幅度峰峰值为9V，负载能力范围在4
‑
5W，波形失真度≤3％的正弦信号，且形成的基准频率稳定度为
±
30ppm。
[0024]进一步，所述第一DSP处理器输入端还连接有晶振电路，晶振电路用于提供晶振电路信号源；
[0025]所述第一DSP处理器的输出端通过电缆遥测模块连接地面信号接收系统，所述电缆遥测模块用于与地面系统实时数据传输与交换。
[0026]进一步，所述DDS处理器的输出端连接发射电极。
[0027]进一步，所述第一DSP处理器的型号采用TMS320H2810PBKS；所述模数转换模块的型号采用位高精度模数转换器ADS8685。
[0028]进一步，所述测量电极的宽度为40
‑
60mm，所述参考电极的宽度为70
‑
110mm，所述绝缘环宽度为270
‑
330mm。
[0029]进一步，所述金属空腔的承压为80Mpa，耐温不小于155℃。
[0030]一种油井套管内壁防腐层检测方法，包括以下步骤：
[0031]S：井下仪探测电极的测量电极、参考电极检测电极金属套管内壁防腐层电阻率整体贡献，四臂滚轮电极装置同时检测四个扇区方位内壁防腐层的电阻率贡献；
[0032]S：第一屏蔽电极和第二屏蔽电极检测电极反馈信息，得到六条不同分辨率检测结果曲线；
[0033]S：根据六条不同分辨率检测结果曲线，通过电子仪综合评价四臂滚轮电极检测结果，根据计算得到套管内壁防腐层高分辨率检测结果。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0035]本专利技术提供一种油井套管内壁防腐层检测仪及检测方法，仪器在井下工作，电子仪承压密封于屏蔽电极金属筒内，第一DSP处理器完成多道高精度A/D转换，DDS处理器技术合成发射波形，且频率及相位可控；第一屏蔽电极、第二屏蔽电极、测量电极、参考电极和四
臂滚轮电极装置组合结构方式，完成信号发射与检测。第一屏蔽电极、第二屏蔽电极和测量电极检测信号经参考电极刻度工程转换，反映套管内壁防腐层电阻率整体贡献，四臂滚轮电极装置检测对应扇区方位电阻率贡献，回路电极置于套管井口。第一屏蔽电极和第二屏蔽电极相连，与发射电流同极性，形成聚焦电位，中间测量电极和参考电极为发射检测电极，设置不同宽度电极环，可得到不同分辨率检测结果曲线，综合评价四臂滚轮电极检测结果，采用分辨率模式匹配算法，可得到套管内壁防腐层高分辨率检测结果。电极检测电阻率大小反映金属套管内壁防腐层破损状况，信号采集电路完成测量电极、参考电极及四臂滚轮电极上的信号检测。
[0036]电子仪由通过模数转换器合成产生DDS信号源，DDS信号源经功率驱动形成正弦发射信号，通过差分放大器及信号反馈调整环节，形成基准频率稳定度为预设频率的发射输出信号，提高发射信号的稳定性，通过八选一多路器、模数转换模块依次处理来自六个差分放大器模拟信号，电极检测信号分别对应电极六个电极上的内壁涂层电极检测信号，这种电路结构提高了信号分辨率和稳定性，通过数字频率合成实现发射与检测信本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种油井套管内壁防腐层检测仪，其特征在于，包括连接杆；所述连接杆端部依次设置有四臂滚轮电极装置(9)、第一屏蔽电极(8)、参考电极(6)、测量电极(4)和第二屏蔽电极(2)；所述第一屏蔽电极(8)、参考电极(6)、测量电极(4)和第二屏蔽电极(2)之间均设置有绝缘环，所述第一屏蔽电极(8)和第二屏蔽电极(2)的金属壳体筒内密封设置有电子仪(1)；所述第一屏蔽电极(8)和第二屏蔽电极(2)连接；第二屏蔽电极(2)和电子仪(1)连接；所述四臂滚轮电极装置(9)分别连接设置于套管内壁防腐层的回路电极并接入电子仪(1)；所述电子仪(1)包括第一DSP处理器(33)、模数转换模块(32)、八选一多路器(31)、差分放大器(25)和电极检测信号(19)；所述测量电极(4)、参考电极(6)和四臂滚轮电极装置(9)分别连接电极检测信号(19)；所述电极检测信号(19)分别连接差分放大器(25)；所述差分放大器(25)分别接入八选一多路器(31)，所述八选一多路器(31)依次连接模数转换模块(32)和第一DSP处理器(33)；所述第一DSP处理器(33)输出端连接DDS处理器(38)，所述DDS处理器(38)用于高精度信号合成与隔离；所述八选一多路器(31)的输入端分别接入四臂滚轮电极装置(9)的四个输出端、测量电极(4)和参考电极(6)的输出端。2.根据权利要求1所述一种油井套管内壁防腐层检测仪，其特征在于，所述四臂滚轮电极装置(9)包括绝缘杆(16)、沿绝缘杆(16)的竖直方向均布的四臂滚轮电极感应杆(9)和四臂支撑弹簧(17)；所述绝缘杆(16)两端分别连接四臂支撑弹簧(17)和第二屏蔽电极(8)，四臂支撑弹簧(17)底部连接连接杆端部；所述四臂滚轮电极装置(9)包括四个滚轮电极感应杆(94)；所述滚轮电极感应杆(94)均包括滚轮(90)，所述滚轮(90)两端均依次连接第一金属杆(91)、绝缘棒(92)和第二金属杆(93)；所述滚轮(90)两端的第二金属杆(93)端部分别连接绝缘杆(16)的两端。3.根据权利要求1所述一种油井套管内壁防腐层检测仪，其特征在于，所述DDS处理器(38)包括时钟信号同步(40)、频率相位转换器(41)、第二DSP处理器(42)、频率控制字(43)、相位幅度转换(44)、波形只读存储器(45)、D/A转换电路(46)、低通滤波器(47)、输出缓冲器(48)、电极系发射(49)；所述时钟信号同步(40)的输出端分别接入频率相位转换器(41)和D/A转换电路(46)；所述频率控制字(...
【专利技术属性】
技术研发人员：包德洲，李科，刘杰，包春晖，鲁保平，张杰，李庆平，陈强，李妙侠，
申请(专利权)人：中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：
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