[发明专利]一种阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测方法及仪器

权利要求书

1.一种阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，包括：

仪器壳体，所述仪器壳体内设有电路部分、电机、方位传感器、旋转轴、旋转体和电磁传感器阵列；

所述仪器壳体由不导磁材料制成；

所述电路部分包括测量电路、控制电路和电缆通讯电路，通过测井电缆进行供电和信号传输；

所述控制电路与所述电机的输入端连接，用于控制所述电机的运行状态；

所述旋转轴穿过所述方位传感器的测量部件与所述旋转体连接，所述电机通过所述旋转轴带动所述方位传感器的测量部件与所述旋转体同步转动；

所述电磁传感器阵列包括第一电磁传感器、第二电磁传感器和第三电磁传感器；

所述旋转体上设置与所述电磁传感器阵列中各电磁传感器的形状匹配的安装凹槽，各电磁传感器固定于相应的安装凹槽内；

所述测量电路与所述方位传感器的输出端连接，用于测量所述电磁传感器阵列的测量方位；

所述控制电路与所述电磁传感器阵列中的各电磁传感器输入端连接，用于控制所述电磁传感器阵列中的各电磁传感器的工作状态；

所述测量电路与所述电磁传感器阵列的各电磁传感器输出端连接用于测量所述感应探头接收的电磁感应信号。

2.如权利要求1所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，所述第一电磁传感器包括传感器骨架、激励线圈和感应探头；

所述第一电磁传感器用于判断阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器水平方向上导磁介质的有无，进而确定丢失套管鱼头所在的深度、方位和距离。

3.如权利要求1所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，所述感应探头的数量为4个，在圆周方向等角度均匀布设于所述激励线圈的四周。

4.如权利要求1所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，所述第二电磁传感器包括传感器骨架、激励线圈、感应探头和屏蔽壳，用于测量阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器水平方向上导磁介质的方位和距离；

所述屏蔽壳使所述第二电磁传感器的激励磁场保持分布在水平方向上。

5.如权利要求1所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，所述第三电磁传感器第二电磁传感器的结构相同，包括传感器骨架、激励线圈、感应探头和屏蔽壳，

所述屏蔽壳使所述第三电磁传感器的激励磁场保持分布在垂直向下的方向上，用于测量所述阵列电磁扫描丢失鱼头仪器下方的导磁介质的有无和距离；

所述激励线圈采用电流激励方式，其中心磁通密度公式为：

式中：Bx-中心磁通密度；μ₀-空气中的磁导率； n-激励线圈匝数； a-绕线直径； d-线圈直径 ；l-线圈长度； i_m-线圈电流； D-线圈外径。

6.如权利要求2所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测仪器，其特征在于，所述感应探头为接收线圈、霍尔元件或磁通门。

7.一种阵列式电磁扫描丢失鱼头的探测方法，其特征在于，包括：套管在某一深度处错断成两部分时，当丢失鱼头位于错断处的下方，执行下列步骤：

步骤S41、利用测井电缆下放所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器至测试通道内至遇阻停止，周期性的以最大功率激励所述第三电磁传感器工作并记录测量结果；

步骤S42、保持仪器的工作状态，利用测井电缆上提所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器预定距离时，记录所述第三电磁传感器的测量结果；

步骤S43、导磁介质能使磁场分布发生变化，通过对比两次所述第三电磁传感器的测量结果，判断所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器下方是否有丢失鱼头，以及所述丢失鱼头与所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器遇阻时的距离；

套管在某一深度处错断成两部分时，当丢失鱼头在错断处的侧方时，执行下列步骤：

步骤S51、在错断位置处继续下钻，形成测试通道；

步骤S52、利用测井电缆下放本发明所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器至测试通道内至遇阻停止，周期性的以最大功率激励所述第一电磁传感器的激励线圈，停止激励的同时，同步采集4个接收探头接收到的感应电信号，导磁介质能使磁场分布发生变化，根据接收到的感应电信号，可以判定导磁介质的有无；

步骤S53、保持步骤S51中所述阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器的工作状态，利用测井电缆上提所述的阵列式电磁扫描丢失鱼头仪器，根据接收到的感应电信号，导磁介质从有到无所在的深度即为丢失鱼头所在的深度

步骤S54、在丢失鱼头所在的深度，周期性的以最大功率激励所述第二电磁传感器工作，启动所述电机，进行旋转测量，当所述第二电磁传感器的测量方向与丢失鱼头所在方向相同时，所述第二电磁传感器接收到的感应信号值最大，此时所述第二电磁传感器的测量方向即为丢失鱼头的方向；

步骤S55、进行旋转测量时，所述电磁传感器阵列与所述方位传感器同步转动，根据方位传感器的测量结果，确定所述第二电磁传感器测量的实际方位，进而确定丢失鱼头的实际方位；

步骤S56、所述电磁传感器阵列接收的感应信号值与丢失鱼头的距离成线性相关，在已确定丢失鱼头的方位上，改变所述第一电磁传感器和所述第二电磁传感器的激励功率，根据所述第一电磁传感器和所述第二电磁传感器接收到的电磁感应信号，可以分析出丢失鱼头的距离；

步骤S57、在丢失鱼头所在深度下方的不同深度处，反复重复步骤S54至步骤S56，根据测量结果分析出错断套管的姿态，为制定合理打捞套管方案提供数据支持。