[实用新型]多功能井下电磁探伤仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种井况测量仪器，具体涉及一种多功能井下电磁探伤仪。

背景技术

电磁法检测是利用套管在电磁作用下呈现出来的电学和磁学性质，根据电磁感应原理来检测井下套管的技术状况。电磁法检测可确定套管的厚度、裂缝、变形、错断、内外壁腐蚀及射孔质量。电磁检测仪是一种无损、非接触式的仪器，它不受井内液体、套管积垢、结蜡及井壁附着物的影响，测量精度较高。同时，电磁检测仪可以检测到套管外层管柱的缺陷。由于电磁法检测有其独特的优点，因此成为目前最广泛应用的套管损坏检测技术之一。

国内外利用电磁法对套管进行检测的仪器较多，总体上分为两类，一类仪器测量磁通量，如斯伦贝谢的管子分析仪(PAT)、阿特拉斯公司的垂直测井仪(Vertilog)；另一类仪器测量电磁波的相位移，如斯伦贝谢公司的电磁波厚度仪(ET1I)、阿特拉斯公司的磁测井仪(Magnelog)、哈里伯顿公司的电磁波腐蚀测井仪。

磁通量的测量：测量磁通量的仪器是通过漏磁通量与涡流的测量来对套管进行检测。在进行漏磁通测量时，仪器产生连续的磁通量在套管内流动。如果套管完好无损，套管内的磁通量路径与管壁平行。当套管发生腐蚀、损坏时，套管内的磁通量发生变化，使仪器上与套管接触的滑瓦上的线圈产生感应电动势。线圈输出感应电动势的大小与磁通量的变化成正比，而磁通量的变化取决于磁场中金属的增加和损失，因此可以通过线圈输出的感生电动势确定套管的金属损失。而在进行涡流测量时，涡流线圈与套管平行放置，给涡流发射线圈供高频交流电，从而产生交交的磁场，在套管上感应出涡流，这种感应电流产生一个补偿磁场，最终的磁场强度信号由接收线圈探测，套管内表面的缺陷阻止形成循环电流，因而对这个感应磁场的分布具有很大的影响。传感线圈中的电流差值的变化是套管表面质量的测量值，与无损套管壁感应磁场的正常分量相比，套管内壁损坏使感应磁场的正常分量发生变化，表现为接收线圈中感应电流的差值变化。漏磁通测量可检测出套管内外壁损坏，而涡流测量可检测出套管内壁的损坏，两者相结合可确定套管损坏的位置，即是内表面还是外表面。

电磁波相位移的测量。测量电磁波相位移的仪器测量其交变磁场产生的与套管钢有关的相位移或衰减。该仪器以在空气中的读数作为基准。而在一定的频率下，在整个测量范围内，相位移与套管的平均厚度成线性关系。相位移取决于磁导率，随时间、电导率、套管内径和套管壁厚而变化。一般来讲，在显示壁厚变化时，它比衰减更常用。但是上述测量及其解析对所穿过的介质的电磁特性很敏感，采集的数据被认为是定性的，对不同套管的测量需要进行刻度。两次测量的相对金属损失可用记录的相位移表达。

该类仪器中，部分仪器提供套管厚度估计值，以帮助探测金属表面沉积或金属损失。如斯伦贝谢公司的多频电磁波测厚仪(METT)，该仪器以三种不同的频率工作，高频测量不受钢管厚度的影响，只与套管内径发生联系；中频测量依金属的内径、电导率和磁导率而定；低频测量对应常规仪器的测量，依据上述两种参数和钢的厚度而定。

对于上述两类仪器，发射的都是正弦波，由于正弦波的周期性，使接收的感应电动势也发生周期性的变化，不能区分内外管柱对感应电动势的影响，在多层管柱结构中测井时，仪器对外层管柱的壁厚和损坏虽然有显示，但不能给出理想的解释结果，因此只能在单层管柱结构下进行工作。针对这种检测方法的局限性，本实用新型用瞬变电磁法(又称时间域电磁法)来对套管进行检测。瞬变电磁法利用不接地回线通以脉冲电流而在套管内建立起一次脉冲磁场，在一次磁场间隙期间，利用探测线圈观测二次涡流场，该二次涡流场中包含了丰富的套管信息，通过对实测的二次涡流场曲线(或瞬变电磁曲线)来反演套管的电磁特性和厚度变化。如俄罗斯的MID-K可透过内层钢管探测外层钢管的壁厚和损坏，但是横向探测器管壁覆盖小于180°，导致油管等金属管柱横向损伤、不对称损伤等的分辨精度有限，同时管柱不同径向探测范围感应电动势的测量精度也有限。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能井下电磁探伤仪，其在实施探伤的过程中，能够对管壁360°覆盖，并能够提高金属管柱横向损伤、不对称损伤等的分辨率，提高管柱不同径向探测范围内的测量精度。

本实用新型的技术方案是：