[发明专利]一种密闭井口接箍检测装置

说明书

本发明属于石油装备领域，具体用于高压油井的接箍检测时所使用的一种密闭井口接箍检测装置。其特征是：高压短节的加工制造满足油气田相关标准规范，并在本体结构上增加了励磁线圈槽、检测线圈槽以及传感器安装孔，本体可在20000psi的作业压力中可靠工作。线圈总成由励磁线圈和检测线圈组成，产生定量磁场。传感器总成由包含多路磁敏感阵列，可以提取同位置的不同方向磁场信号，滤除干扰信号后作为接箍判断的标准信号，标准信号经与检测线圈的速度分量和起机时该信号的初始校准值修正后，将信号中的波动特征与接箍模型对比，拟合数据与模型的幅值相位关系，对比得出接箍的相似度进而确定接箍位置，检测过程中不以检测线圈的感应电动势作为检测途径，而通过磁敏感阵列检测空间磁场变化的方式检测油管接箍。

技术领域

本发明属于石油装备领域，具体用于高压油井的接箍检测时所使用的一种密闭井口接箍检测装置。

背景技术

带压作业是指在井口有压力的情况下，进行起下油管的一种先进作业方式。它能够有效保护地层压力，降低作业成本，保护环境。在起、下油管的过程中，需要两组防喷器交替密封油管接箍的上部和下部井筒环空，通过对倒的方式将油管接箍有序起出或下放到井筒中。

当油管接箍处于防喷器下部的封闭井筒内时，操作人员无法从外部获知油管接箍的具体位置，如果在油管接箍通过防喷器时，未能及时打开防喷器闸板或胶芯，油管接箍将会直接碰撞防喷器闸板或胶芯，造成密封失效，防喷器损坏，严重时将导致井喷事故。因此，在带压作业过程中，需要一种能够准确检测油管接箍在井筒中具体位置的装置。装置输出必要的报警信号或控制信号，使闸板防喷器按起、下油管的顺序打开或关闭闸板密封副，使油管接箍安全通过井口，避免井口和井下作业事故的发生。在核心环节提升带压作业的智能化、自动化程度，提高带压作业的效率。

本发明设计了一种基于磁场的纵横向漏磁检测的接箍检测设备。该设备适应任何井筒压力的工作场合，不受井筒内部高压的限制。可在作业现场实时检测油管的接箍位置情况，及时输出控制信号和声光报警信号。

发明内容

本发明的目的是在起、下油管过程中，实时检测油管接箍位置。通过特定磁场检测方法和计算方式，准确建模分析油管接箍并确定位置信息。为现场操作人员和自动化控制系统提供可靠的信号源，以达到保障作业安全，提高作业率，保证作业安全目的。

本发明由高压短节、线圈总成、传感器总成、护罩和控制箱支架、声光报警总成、电源总成组成，其特征是：高压短节的加工制造满足油气田相关标准规范，并在本体结构上增加了励磁线圈槽、检测线圈槽以及传感器安装孔，本体可在20000psi的作业压力中可靠工作。

本发明线圈总成由励磁线圈和检测线圈组成。励磁线圈通过环形槽结构均匀缠绕在高压短节上，检测线圈采用多组线圈结合的方式，由特殊结构固定在励磁线圈内侧。励磁线圈通过恒流源供电，产生定量磁场。当油管接箍通过检测装置时，将在检测线圈内部产生感应电动势。计算中以感应电动势的幅值作为参考值获取油管的速度分量，提取信号的时间分量作为接箍检测的触发信号和辅助判断依据。

本发明传感器总成由四组探靴构成，每组包含探靴外壳、磁敏感阵列，探靴固定在高压短节上，每端两组，共四组。探靴内集成多路磁敏感阵列，磁敏感阵列中集成的多路传感器可以提取同位置的不同方向磁场信号，滤除干扰信号后作为接箍判断的标准信号。标准信号经与检测线圈的速度分量和起机时该信号的初始校准值修正后，将信号中的波动特征与接箍模型对比，拟合数据与模型的幅值相位关系，对比得出接箍的相似度进而确定接箍位置。检测过程中不以检测线圈的感应电动势作为检测途径，而通过磁敏感阵列检测空间磁场变化的方式检测油管接箍。

本发明产生积极的效果