[发明专利]一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法及检测装置

权利要求书

1.一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述方法利用不同频率的声波信号对油气井套管进行检测并采集声波数据，然后利用声波数据获得油气井套管的套管内壁轮廓、套管内部结构和套管外壁轮廓，实现油气井套管的全方位结构的可视化。

2.根据权利要求1所述的阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述方法包括：

步骤1，阵列式多频声波数据采集和处理：进行阵列式多频声波数据采集、去噪和声波传递参数计算；

步骤2：套管轮廓特征重构：进行套管轮廓特征数据提取、优化和拟合；

步骤3：套管损伤结构可视化：进行套管损伤结构数据提取、增强和图像映射。

3.根据权利要求2所述的阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述步骤1中的阵列式多频声波数据采集的操作包括：

步骤1.1.1、在测井探头的上部设置N个在圆周上均布的多频声波换能器，将N个多频声波换能器的中心所在的圆称为上环，上环处的N个多频声波换能器均设置有发射电路和接收电路；在测井探头的下部设置N个在圆周上均布的多频声波换能器，将N个多频声波换能器的中心所在的圆称为下环，下环处的N个多频声波换能器均设置有接收电路；将测井探头下入到套管的内腔中；

步骤1.1.2、在上环处的N个多频声波换能器发射完声波信号后，上环处的N个多频声波换能器和下环处的N个多频声波换能器实时采集波形信号；上环处的第i个多频声波换能器接收到的波形信号为Fi，下环处的第i个多频声波换能器接收到的波形信号为Si；上环处的N个多频声波换能器发射的声波信号包括：高频信号、中频信号和低频信号。

4.根据权利要求3所述的阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述步骤1中的去噪的操作包括：

1.2.1、对N组Fi数据和N组Si数据进行中值滤波处理；Fi数据经过中值滤波处理后变成FFi数据，Si数据经过中值滤波处理后变成SSi数据；

1.2.2、对FFi数据进行小波包分解，从FFi数据中提取出与高频信号的频率一致的信号Hi；从FFi数据中提取出与中频信号的频率一致的信号Mi；从FFi数据中提取出与低频信号的频率一致的信号Li；

1.2.3、对SSi数据进行小波包分解，从SSi数据中提取出与高频信号的频率一致的信号hi；从FFi数据中提取出与中频信号的频率一致的信号mi；从FFi数据中提取出与低频信号的频率一致的信号li。

5.根据权利要求4所述的阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述步骤1中的声波传递参数计算的操作包括：

1.3.1、从上环处的多频声波换能器采集的高频信号Hi中提取首次回波信号所对应的时间T1i；从上环处的多频声波换能器采集的低频信号Li中提取首次回波信号所对应的时间T2i；

1.3.2、从下环处的多频声波换能器采集的高频信号hi中提取首次回波信号所对应的时间t1i；从下环处的多频声波换能器采集的低频信号li中提取首次回波信号所对应的时间t2i；

1.3.3、利用下式计算出第i个多频声波换能器发射的声波信号在测井探头与套管内壁之间的传播声速Ci：

Ci＝L/(t1i^2-T1i*t1i)^(1/2)

其中，L为上环与下环之间的垂直距离。

6.根据权利要求5所述的阵列式多频声波油气井套管可视化方法，其特征在于：所述步骤2中的套管轮廓特征数据提取的操作包括：

2.1.1、提取N个多频声波换能器的T1i，构成阵列lL，则高频信号所对应的内轮廓单向时间矩阵LL＝lL/2；

2.1.2、提取N个多频声波换能器的T2i，构成阵列wL，则低频信号所对应的外轮廓单向时间矩阵WL＝wL/2-LL。