[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

说明书

本发明提供了一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法及检测装置，属于油气井套管的检测技术领域。该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。利用本发明能够快速、精准和同步地实现油气井套管的套管内壁轮廓、内部结构和套管外壁轮廓的测量和可视化，方法原理简单、结构设计巧妙、计算速度快、易于实现、使用方便，提高了油气井套管检测的劳动效率，增加了检测结果的直观性，节约了测量成本，能起到节本增效的作用。本发明方法是油气井套管检测中的新方法和新一代技术，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于油气井套管的检测技术领域，具体涉及一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法及检测装置。

背景技术

目前油气井套管的可视化主要是通过井径仪测量油气井套管的轮廓特征，然后通过数据拟合实现油气井套管内壁井径的重构，其缺点是数据量少，测量精度低，同时，无法对油气井套管的内部结构和套管外壁轮廓进行测量，而油气井套管的内部结构和套管外壁轮廓的特征对油气井套管的检测尤为重要。为此，提出一种能够同步实现油气井套管的套管内壁轮廓、内部结构和套管外壁轮廓的测量和可视化方法具有重要意义。

中国公开文献“多频声波探测技术在城镇燃气PE管定位探测中的应用”(城市燃气,2020年9月)中提到的多频声波探测技术主要是用于城镇燃气PE管的定位探测；中国公开文献“油气井套损可视化检测技术研究”(西安石油大学,2020年6月)中提到的油气井套损可视化检测技术，采用的是彩色全帧率网络视频技术；中国公开文献“基于数学形态学的油气井套损检测方法研究”(西安石油大学,2010年6月)中提到的油气井套损检测方法，采用的是井下CCD摄像机直接对井筒和套管内壁进行摄像扫描。

由此可知，目前的声波测井技术和方法难以同步实现油气井套管的套管内壁轮廓、内部结构和套管外壁轮廓的测量和可视化，同时，在声波进行轮廓测量和结构探伤方面其精度也有待改进。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法及检测装置，同步实现油气井套管的套管内壁轮廓、内部结构和套管外壁轮廓的测量和可视化，并精准地实现油气井套管内外轮廓的测量和油气井套管内部结构的无损检测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种阵列式多频声波油气井套管可视化方法，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。

本发明的进一步改进在于，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。

本发明的进一步改进在于，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；