连续油管磁法检测方法技术

本发明专利技术公开了一种连续油管磁法检测方法，所述磁法检测方法为：通过磁场强度梯度找到磁异常点的位置，通过插值算法求得磁异常点的二维矩阵，拟合缺陷埋深与磁异常点的幅值关系式，通过缺陷埋深彩色等值线图像中异常区域的大小、位置、形状和等值线数值反应连续油管的缺陷大小、位置、形状和埋深。本发明专利技术根据磁法检测仪采集的磁信号，计算连续油管磁异常分布二维矩阵，从该矩阵中得到被检连续油管缺陷大小、位置、形状、埋深等信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续油管检测方法，尤其涉及一种连续油管基于磁通门传感器测量地磁场的磁法检测方法，主要用于检测连续油管缺陷大小、位置、形状、埋深等信息。
技术介绍
连续油管作业技术在修井、测井和钻井方面都得到了广泛的应用。连续油管(CT)是连续油管作业装置的核心部件，国内每年连续油管的使用量约30*104m，全球年耗量约500*104m。连续油管在作业中受轴向载荷、内压和弯曲复杂应力，主要失效形式为腐蚀、机械损伤和制造缺陷。连续油管在现场使用中遇到的主要问题有腐蚀或锈蚀严重，表面有砂眼、凹坑和划痕，泄漏，卡断或拉断，皱折或瘪胀。如果提前检测到发生缺陷的区域并采取相应的补救措施，可以增加循环使用次数，同时避免事故发生。国外连续油管和连续油管作业机的制造厂商主要集中在美国，连续油管检测技术起步较早，已经发展了部分检测系统。近年国内也已经生产出连续油管作业设备，但连续油管的现场检测技术还不成熟，已有的检测技术只能检测单一的缺陷类型。现有技术中，“石油机械设备与自动化”中2001年6期的“石油矿场机械”公开了连续油管椭圆度在线磁性检测原理与方法，首先结合连续油管的实际情况，论述了椭圆度的定义，提出采用磁性方法检测连续油管的椭圆度，并进行了磁路分析。依据该原理，研制了一套连续油管椭圆度在线检测装置。但目前在线超声波检测仪只能检测油管壁厚及椭圆度，而不能进行缺陷检测，超声检测同时需要耦合剂，对待现场油污的管子进行检测存在困难；漏磁检测方法只能检测表面缺陷，不能检测缺陷深度且大多只能检测横向缺陷，而不能检测深处小的纵向缺陷，同时漏磁检测需要强磁进行磁化，设备笨重。涡流检测法可以检测工件表面缺陷与近表面缺陷，油管表面的光洁度、平整度对涡流检测结果影响较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有连续油管检测方法存在的上述问题，提供一种，本专利技术根据磁法检测仪采集的磁信号，计算连续油管磁异常分布二维矩阵，从该矩阵中得到被检连续油管缺陷大小、位置、形状、埋深等信息。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 一种，其特征在于，所述磁法检测方法为通过磁场强度梯度找到磁异常点的位置，通过插值算法求得磁异常点的二维矩阵，拟合缺陷埋深与磁异常点的幅值关系式，通过缺陷埋深彩色等值线图像中异常区域的大小、位置、形状和等值线数值反应连续油管的缺陷大小、位置、形状和埋深。所述磁法检测方法具体包括如下步骤12个磁通门传感器沿连续油管圆周径向等角度排列，其中一个轮杆装有距离传感器，作业车现场排管和起下管过程中磁通门传感器连续采集连续油管磁信号，距离传感器与磁通门传感器同步采集连续油管的排管或下管长度，具体计算方法包括下列步骤 步骤1，提取磁通门传感器的测磁探头安装和被测连续油管信息，测量每个测磁探头的提离高度Stl，从油管规格中获取连续油管外径D和壁厚Wt，找到I号探头位置，确定坐标原占. 步骤2，通过测磁探头采集连续油管原始磁信号，通过距离传感器同步采集连续油管的运动距离； 步骤3，对采集的原始磁信号进行数字信号消噪处理； 步骤4，计算磁场强度梯度； 步骤5，对磁场强度梯度进行数理统计分析，计算磁异常点幅值和坐标； 步骤6，建立缺陷埋深公式，用最小二乘法拟合相关系数，计算连续油管缺陷埋深二维矩阵，对该矩阵进行彩色等值线成像，进而在图像中反应被检连续油管缺陷大小、位置、形状、埋深信息。所述步骤3包括采集的连续油管原始磁信号HnO，受滚筒转动噪声HG和连续油管震动噪声HZ的影响，即HnO=HG+HZ+Hn，滚筒转动噪声为周期信号，其周期即是滚筒转一周所需的时间，不含噪声的磁信号Hn叠加在滚筒转动噪声HG上，通过曲线拟合计算滚筒转动噪声HG的幅值，再将每个测磁探头采集的磁信号减去滚筒转动噪声HG，即得到剩下的有用信号加油管震动噪声HZ+Hn，然后对每个测磁探头减掉后的数据进行傅里叶变换，计算得到每个测磁探头震动噪声的中心频率，通过FIR数字滤波器Hanning窗函数滤除该中心频率带噪声，即得到不含噪声的磁信号Hn。所述步骤4包括将测得的不含噪声的磁信号Hn对连续油管的运动距离求一阶导数，即得到其磁场强度梯度HT。所述步骤5包括 步骤51，应用正态分布，计算每个测磁探头的磁场强度梯度HT(k)置信区间的上下阈值，即UP(k) =Mean(k)+ r氺Variance(k)，DOWN(k)= Mean(k)-r^Variance(k) 式中，k为探头编号，Mean00为k探头测得磁场数据的均值，Variance00为k探头测得磁场数据的方差，r是方差所乘的系数，用于设定置信区间范围； 步骤52，将测得的磁场强度梯度值与计算得到的上下阈值比较，求得满足HT(k)> UP(k)或HT(k)〈 D0WN(k)的磁场强度梯度，记录这些梯度对应磁场的位置,其中P表示从被检连续油管初始位置的第P段磁异常区，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续油管磁法检测方法，其特征在于，所述磁法检测方法为：通过磁场强度梯度找到磁异常点的位置，通过插值算法求得磁异常点的二维矩阵，拟合缺陷埋深与磁异常点的幅值关系式，通过缺陷埋深彩色等值线图像中异常区域的大小、位置、形状和等值线数值反应连续油管的缺陷大小、位置、形状和埋深。

【技术特征摘要】
1.一种连续油管磁法检测方法，其特征在于，所述磁法检测方法为通过磁场强度梯度找到磁异常点的位置，通过插值算法求得磁异常点的二维矩阵，拟合缺陷埋深与磁异常点的幅值关系式，通过缺陷埋深彩色等值线图像中异常区域的大小、位置、形状和等值线数值反应连续油管的缺陷大小、位置、形状和埋深。2.根据权利要求1所述的连续油管磁法检测方法，其特征在于所述磁法检测方法具体包括如下步骤12个磁通门传感器沿连续油管圆周径向等角度排列，其中一个轮杆装有距离传感器，作业车现场排管和下管过程中磁通门传感器连续采集连续油管磁信号，距离传感器与磁通门传感器同步采集连续油管的排管或下管长度，具体计算方法包括下列步骤 步骤1，提取磁通门传感器的测磁探头安装和被测连续油管信息，测量每个测磁探头的提离高度Stl，从油管规格中获取连续油管外径D和壁厚Wt，找到I号探头位置，确定坐标原占. 步骤2，通过测磁探头采集连续油管原始磁信号，通过距离传感器同步采集连续油管的运动距离； 步骤3，对采集的原始磁信号进行数字信号消噪处理； 步骤4，计算磁场强度梯度； 步骤5，对磁场强度梯度进行数理统计分析，计算磁异常点幅值和坐标； 步骤6，建立缺陷埋深公式，用最小二乘法拟合相关系数，计算连续油管缺陷埋深二维矩阵，对该矩阵进行彩色等值线成像，进而在图像中反应被检连续油管缺陷大小、位置、形状、埋深信息。3.根据权利要求2所述的连续油管磁法检测方法，其特征在于所述步骤3包括采集的连续油管原始磁信号HnO，受滚筒转动噪声HG和连续油管震动噪声HZ的影响，即HnO=HG+HZ+Hn，滚筒转动噪声为周期信号，其周期即是...

【专利技术属性】
技术研发人员：万夫，周兆明，刘炯，黄涛，程勇，于润桥，周咏琳，王俊璞，黄胜，廖江，李斯雨，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：