一种提高周向缺损检测率的涡流套损检测仪制造技术

一种提高套管周向缺损检测率的涡流套损检测仪。主要解决现有过油管低频涡流套损检测仪对小通径、严重变形套管的周向缺损检测率较低的问题。其特征在于：在所述钛钢外筒（１３）内，位于控制及信号处理电路板（１０）与激励电路板（１２）之间，固定有两个垂直于仪器轴线放置、彼此呈９０度角的电磁传感器探头，分别称为横向电磁传感器探头Ｂ（５）和横向电磁传感器探头Ｄ（６），所述两个横向电磁传感器探头相互靠近。该种涡流套损检测仪增大了探测范围，保证了周向缺损检测率，减小了周向缺损的漏检率，对缺损检测的灵敏度也得到提高。此外，该仪器提高了增加的横向探头的激励频率，对裂缝、孔洞的分辨率增强，有利于短、窄裂缝和小尺寸孔洞的检测。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于油田套损检测领域中的检测装置，具 体的说是涉及一种能同时对井下套管内、外壁缺损进行有效检测的磁 测井装置。技术背景在目前的油田套损检测领域中，能同时对井下套管内外壁缺损进 行有效检测磁测井仪为过油管低频涡流套损检测仪，这种检测仪可对 变形严重、通径小的套管缺损进行检测。但是通过长时间的应用，发 现这种测井仪存在如下问题该仪器中用于探测套管周向缺损的横向 探头只有一个，覆盖范围有限，而对于套管上周向缺损，即周向裂缝 或局部孔洞，主要是由横向探头来检测的，因此，这种仪器周向缺损 检测率较低。此外，其激励频率只有2.5Hz，难以区分较小尺寸的缺 损，以及，在探头制作上，骨架材料、铁芯材料选用不当，探头电感 参数的热稳定性较差，都加剧该种仪器周向缺损检测率的降低。
技术实现思路
为了解决现有过油管低频涡流套损检测仪周向缺损检测率低的 问题，本技术提供一种可提高周向缺损检测率的涡流套损检测 仪，该种涡流套损检测仪增大了探测范围，保证了周向缺损检测率， 减小了周向缺损的漏检率，对缺损检测的灵敏度也得到提高。此外， 该仪器提高了增加的横向探头的激励频率，对裂缝、孔洞的分辨率增 强，有利于短、窄裂缝和小尺寸孔洞的检测。本技术的技术方案是该种提高周向缺损检测率的涡流套损 检测仪，包括上扶正器、探头电路短接、下扶正器、电源转换器、接 收电路板、控制及信号处理电路板、不锈钢支架、激励电路板、钛钢 外筒、测井电缆接口以及沿仪器轴线分布的纵向电磁传感器探头A 和纵向电磁传感器探头C，此外，在所述钛钢外筒内，位于控制及信 号处理电路板与激励电路板之间，固定有两个垂直于仪器轴线放置、 彼此呈90度角的电磁传感器探头，分别称为横向电磁传感器探头B和横向电磁传感器探头D，所述两个横向电磁传感器探头相互靠近。其中，所述纵向电磁传感器探头A与横向电磁传感器探头B之间间隔 为300毫米，横向电磁传感器探头B与横向电磁传感器探头D之间间 隔为5毫米，横向电磁传感器探头D与纵向电磁传感器探头C之间间 隔为600毫米。本技术具有如下有益效果由于采取上述方案，其中纵向电 磁传感器探头沿仪器轴线分布，探测套管上纵向裂缝、大面积壁厚减 薄，而两个横向电磁传感器探头垂直于仪器轴线、彼此呈90° 、相 互靠近放置，以尽量保证探测的是同一位置，由2个横向电磁传 感器探头共同完成套管周向缺损的检测，扩大了周向缺损的探测范 围，避免了彼此间直接耦合干扰，增大了探测范围，保证了周向缺损 检测率，减小了周向缺损的漏检率，对缺损检测的灵敏度也得到提高。 此外，该仪器提高了增加的横向探头的激励频率，对裂缝、孔洞的分 辨率增强，有利于短、窄裂缝和小尺寸孔洞的检测。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术仪器中纵向电磁传感器探头A结构示意图。 图3是本技术仪器中纵向电磁传感器探头C结构示意图。 图4是本技术仪器中横向电磁传感器探头结构示意图。 图5是本技术工作原理框图。图中l-上扶正器，2-探头电路短接，3-下扶正器，4-纵向电磁 传感器探头A， 5-横向电磁传感器探头B， 6-纵向电磁传感器探头C， 7-横向电磁传感器探头D， 8-电源转换器，9-接收电路板，10-控制及 信号处理电路板，11-不锈钢支架，12-激励电路板，13-钛钢外筒，14-测井电缆接口 ， a-探头A圆柱形铁芯，b-探头A圆柱形骨架，c-探头A 激励线圈，d-探头接收线圈，e-探头C圆柱形铁芯，f-探头C圆柱形骨 架，g-探头C激励线圈，h-探头C接收线圈，i-探头B、 D方形铁芯，j-探头B、 D方形骨架，k-探头B、 D激励线圈。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图l所示，该种提高周向缺损检测率的涡流 损检测仪，包括上扶正器l、探头电路短接2、下扶正器3、电源转换器8、接收电路 板9、控制及信号处理电路板10、不锈钢支架ll、激励电路板12、 钛钢外筒13、测井电缆接口 14以及沿仪器轴线分布的纵向电磁传感 器探头A和纵向电磁传感器探头C，以上为常规涡流套损检测仪的共 有结构。本方案的特殊之处在于在所述钛钢外筒13内，位于控制 及信号处理电路板10与激励电路板12之间，固定有两个垂直于仪器 轴线放置、彼此呈90度角的电磁传感器探头，分别称为横向电磁传 感器探头B和横向电磁传感器探头D，所述两个横向电磁传感器探头 相互靠近。为更优化设计，应使得所述纵向电磁传感器探头A与横向 电磁传感器探头B之间间隔为300毫米，横向电磁传感器探头B与横 向电磁传感器探头D之间间隔为5毫米，横向电磁传感器探头D与纵 向电磁传感器探头C之间间隔为600毫米。其中，上、下扶正器为标准弹簧片式测井仪通用扶正器，通过它 可使探头电路短接在套管内居中，同时，上扶正器一端还是仪器与测 井电缆的接口。探头电路短接外面是一个高强度的钛钢材质圆筒，内 含一个不锈钢支架，支架上安装有仪器探头、电源转换器、激励、接 收及控制-信号处理电路板。电源转换器为商品化的电源模块，它将 测井电缆供电转换成仪器所需各种电压。激励、接收电路板为探头提 供激励电流，并接收探头次级线圈感应信号。控制-处理电路提供仪 器工作时序并处理探头次级线圈接收信号，形成最终输出信号，经测 井电缆上传至地面设备。具体制作时，电磁传感器探头由带中心孔骨架、绕在同一骨架上 的2组线圈一-激励线圈和接收线圈以及插于骨架中心孔的铁芯组 成。A、 C探头结构类似，分别为图2、 3所示的圆柱状结构，使用圆 柱形铁芯，只是探头A的长度比探头C大些，探头A激励线圈匝数为 600，电感约1200uH，接收线圈匝数1500匝，电感约4mH。探头C 激励线圈匝数300，电感约500uH，接收线圈匝数为800匝，电感约 2mH。探头B、 D结构相同，如图4所示，铁芯为方块状，它们激励线 圈匣数450，电感约1000 PH，接收线圈匝数为1000匝，电感3mH左右。为了减小探头电感的温度漂移，降低探头对小缺损的漏检率， 探头A、 B、 C、 D骨架材料均可选用低热膨胀率聚四氟乙烯材质，铁芯则是低温度系数的硅钢材料。为了提高探头对周向缺损检测的灵敏度，将探头B、 D的激励频率由2.5Hz提高到5Hz。本种改进后的方案，相对于常规的过油管低频涡流套损检测仪而 言，由于横向器探头数量的增加，以及激励频率的适当提高，较好地 解决了套管周向缺损检测率低的问题。经检测，周向裂缝的检测灵敏 度由原来的1/3圆周提高到1/8圆周，提高了近2倍，检测的最小裂 缝宽度由原来的1.5mm减小到l.Omm，单个孔洞检测能力由d>30mm 提高到O)10mm。此外，原过油管低频涡流套损检测仪探头使用的是热 膨胀率较高的硬铝骨架、温度系数大的锰锌铁氧体磁芯，当环境温度 变化时，骨架因热膨胀体积发生变化、磁芯磁导率的变化将导致探头 电感发生变化，这个变化会掩盖小缺损对探头的感抗响应，影响小缺 损的检测。本方案中探头骨架选用低热膨胀率聚四氟乙烯材质，铁芯 则是低温度系数的硅钢材料，磁导率随温度变化很小，探头电感的温 度漂移率减小了近9倍，提高了探头对小缺损的检出率。本方案中， 用于周向缺损检测的2个横向探头彼此呈90°放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高周向缺损检测率的涡流套损检测仪，包括上扶正器（１）、探头电路短接（２）、下扶正器（３）、电源转换器（８）、接收电路板（９）、控制及信号处理电路板（１０）、不锈钢支架（１１）、激励电路板（１２）、钛钢外筒（１３）、测井电缆接口（１４）以及沿仪器轴线分布的纵向电磁传感器探头Ａ（４）和纵向电磁传感器探头Ｃ（６），其特征在于：在所述钛钢外筒（１３）内，位于控制及信号处理电路板（１０）与激励电路板（１２）之间，固定有两个垂直于仪器轴线放置、彼此呈９０度角的电磁传感器探头，分别称为横向电磁传感器探头Ｂ（５）和横向电磁传感器探头Ｄ（６），所述两个横向电磁传感器探头相互靠近。

【技术特征摘要】
1、一种提高周向缺损检测率的涡流套损检测仪，包括上扶正器(1)、探头电路短接(2)、下扶正器(3)、电源转换器(8)、接收电路板(9)、控制及信号处理电路板(10)、不锈钢支架(11)、激励电路板(12)、钛钢外筒(13)、测井电缆接口(14)以及沿仪器轴线分布的纵向电磁传感器探头A(4)和纵向电磁传感器探头C(6)，其特征在于在所述钛钢外筒(13)内，位于控制及信号处理电路板(10)与激励电路板(12)之间，固定有两个垂直于仪器轴线放置、彼此呈90度角的电磁传感器探头，分别称为横向电磁传感器探头B(5)和横向电磁传感器探头D(6)，所述两个横向电磁传感器探头相互靠近。2、 根据权利要求1所述的一种提高周向缺损检测率...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友明，刘青昕，刘向友，汪刚，王小荣，徐俊龙，
申请(专利权)人：大庆油田有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]