[发明专利]一种井下电磁探伤仪

说明书

本发明涉及一种井下电磁探伤仪，属于油气田工程测井设备领域。本发明提到的井下电磁探伤仪包括处理器模块、发射系统以及磁场阵列传感器，发射系统、磁场阵列传感器分别连接所述处理器模块，处理器模块与磁场阵列传感器中的各传感器通讯连接，在进行数据采集时，处理器模块向各传感器发送同步采集指令，控制各传感器进行同时采集。本发明中磁场阵列传感器中各传感器同步接收不同角度的套管电磁响应特征，一次发射同时接收，缩短了单次采集周期，使得每个传感器记录开始角度和记录结束角度偏差减小，而且降低了仪器出现自传的可能性，提升了测量的准确性，满足套管三维精细探测的需求及保证现场测井效率。

技术领域

本发明涉及一种井下电磁探伤仪，属于油气田工程测井设备领域。

背景技术

目前，油气田面临着生产井套管损坏变形程度逐年增加的现状，在开展井下整治作业前，需要对套管变形和损伤程度进行精细评价。涡流电磁测井装置(也可以称为井下电磁探伤仪，以下称井下电磁探伤仪)作为一种无损、非接触式的设备，不易受井液和结垢结蜡的影响，成为了目前最为广泛应用的套管检测技术之一。

传统井下电磁探伤仪采用自发自收线圈作为感应探头，每个感应探头既是发射源也是接收器。测量时通过短时间的一组脉冲电流驱动感应探头产生交变磁场，套管受交变磁场的影响在套管中产生感应的涡流电场。在发射源的磁场关断过程中，由涡流电磁生成的次生磁场将在感应探头中产生感应电动势。通过分析感应电动势大小及变化情况可分析套管信息，包括套管的壁厚值、管壁裂缝、套管错断、套管变形类型和程度等。

传统井下电磁探伤仪因为感应探头所接收的感应电动势是同时包含激励磁场和套管涡流电场感应的次生磁场，在多层管柱条件下，为了实现更大的探测距离和更高的探测精度，相应增加感应探头的驱动电流，以提高激励磁场强度。在油管内径尺寸限制条件下，将导致元器件成本和仪器制造难度极大的增加。

国内外有部分厂家已经开始研究阵列井下电磁探伤仪，将多组感应探头水平排列，使得单个感应探头覆盖分辨管壁的某个扇区，实现对套管管壁的精细检测。因为感应探头仍采用传统的自发自收方案，为保证有效的探测半径和精度，需提高每个感应探头的发射功率，多个感应探头组成阵列后将相互影响彼此的信号接收。另外，感应探头阵列测量时需要逐一进行发射接收，而且为了降低其他感应探头对当前感应探头的影响，两次发射之间的等待时间需大于磁场衰减时间，极大的降低了现场测井速度，增加了测试时间成本。

近年来，例如公告号为CN 202947991U的中国实用新型专利授权文献公开了一种多扇区电磁探伤测厚仪，将激励线圈与检测线圈分离设置，降低了激励磁场对测量结果的影响，但是该探伤测厚仪采用分时异步采集模式，其中多个感应探头按照时间先后分别进行工作，所以一个采集周期内包含着多次发射-采集循环，极大的增加了测量时间。单次采集周期时间内仪器经过的井段较长，因此在最低测速限制条件下很难保证足够的纵向分辨率。测井仪器受电缆张拉和管柱摩擦等影响，在测量时可能存在仪器自转现象，因单次采集周期时间较长，出现仪器自传现象的几率增大，出现自传现象后导致阵列传感器中每个感应探头记录起始角度和记录结束角度有较大偏差，导致测量准确性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井下电磁探伤仪，用于解决现有电磁探伤仪分时异步采集，增加测量时间导致测量准确性低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种井下电磁探伤仪，包括处理器模块、发射系统以及磁场阵列传感器，发射系统、磁场阵列传感器分别连接所述处理器模块，处理器模块与磁场阵列传感器中的各传感器通讯连接，在进行数据采集时，处理器模块向各传感器发送同步采集指令，控制各传感器进行同时采集。

磁场阵列传感器中各传感器同步接收不同角度的套管电磁响应特征，一次发射同时接收，缩短了单次采集周期，使得每个传感器记录开始角度和记录结束角度偏差减小，而且降低了仪器出现自传的可能性，提升了测量的准确性，满足套管三维精细探测的需求及保证现场测井效率。