專利名稱：多扇區電磁探傷測厚儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油井管壁情況檢測領域，涉及一種測厚儀，尤其涉及一種多扇區電磁探傷測厚儀。
背景技術：
伴隨著現代科技的發展，應用于石油測井行業的設備也在不斷的進行著更新換代，以此來滿足現代石油測井過程中復雜環境和快速高效的工作要求。目前我國大多數的油田已經進入中后期開發階段，油套管損壞井逐年增多，直接影響油井的使用壽命和產量。通過多扇區電磁探傷測厚儀檢測，可為油井提供質量檢查報告，在油井中套管等的損壞預防和預測中發揮重要作用，它是利用漏磁場渦流無損檢測的原理來實現的。當被檢測對象是完好無損的，則材料中的磁感應線將被約束在材料中，磁通是平行于材料表面的，幾乎沒有磁感應線從表面穿出，被檢工件表面沒有磁場。但是，當材料中存在著切割磁力線的缺陷時，材料表面的缺陷或組織狀態變化會使磁導率發生變化，由于缺陷的磁導率很小，磁阻很大，使磁路中的磁通發生畸變，磁感應線流向會發生變化，除了部分磁通直接通過缺陷或通過材料內部來繞過缺陷外，還有部分的磁通會泄漏到材料表面上空，通過空氣繞過缺陷再度重新進入材料，從而在材料表面缺陷處形成漏磁場，就可通過檢測漏磁場的變化發現缺陷。常規的渦流檢測方法應用在具有較高相對磁導率的油套管檢測中，但是存在較為嚴重的趨膚效應，使得渦流主要集中在管子的內表面，影響了測量的準確性。而利用遠場原理就可以很好的解決這個問題。遠場渦流可以對油套管的內壁或外壁異常或厚度變化具有相同的靈敏度，從而不受趨膚深度條件的限制。遠場渦流檢測一般通過內通過式探頭來實現檢測。它由激勵線圈和檢測線圈構成，規定激勵線圈和檢測線圈的距離要達到2 3倍被檢測管內徑的長度。激勵線圈要通以數十到二百赫茲的低頻交流信號產生交變的磁場，檢測線圈則是用來接收激勵線圈產生的磁場渦流信號。利用檢測線圈接收到的微弱電壓信號進行放大濾波后有效的判斷出金屬管道內外壁缺陷和管壁厚度的變化。現有的電磁探傷測厚儀所采用的檢測線圈是通過板簧的方式設置在測量骨架的外部，在使用過程中容易與井壁發生摩擦或碰撞，不能有效確保檢測線圈的正常使用。
實用新型內容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種分辨率高、測量干擾性小以及測量靈敏度高的多扇區電磁探傷測厚儀。本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種多扇區電磁探傷測厚儀，包括測量骨架以及檢測線圈，其特殊之處在于:所述檢測線圈設置在測量骨架內部。上述檢測線圈沿測量骨架的軸向設置在測量骨架內部。上述檢測線圈是一組或多組。上述檢測線圈是多組時，所述多組檢測線圈均布在測量骨架內部。[0010]上述檢測線圈是40組。上述檢測線圈是40組時，所述40組檢測線圈包括上20組檢測線圈以及下20檢測線圈，所述上20組檢測線圈以及下20組檢測線圈上下交錯均布在測量骨架內部。本實用新型的優點在于:本實用新型通過電磁原理實現無接觸的無損檢測，測量時不用緊貼管壁，避免了管內流體、管壁上水泥或石蠟的沉積而干擾測量數據的準確性，大大減小了測量的干擾性，同時，將管徑分為40個扇區，一個檢測線圈覆蓋分辨管壁的9度，在一次測量過程中實現了對管壁的360度覆蓋，提供了測量分辨率。儀器采用遠場渦流原理進行無損檢測，在遠場范圍內，檢測線圈的位置對檢測靈敏度的影響不大，具有較高的檢測靈敏度；溫度對相位測量的影響很小，很適用于石油測井中的高溫、高壓環境。
圖1是本實用新型所提供的多扇區電磁探傷測厚儀的整體結構示意圖；圖2是本實用新型所提供的多扇區電磁探傷測厚儀的井下部分結構示意圖；其中:1-PC上位機，2-地面解碼儀，3-單芯電纜，4-遙傳儀，5-井下儀，6-上滾輪扶正器，7-方位井斜傳感器單元，8-電源模塊，9-信號處理單元，10-檢測線圈放大濾波單元，11-溫度傳感器，12-上20組檢測線圈，13-下20組檢測線圈，14-激勵線圈驅動單元，15-激勵線圈，16-下滾輪扶正器。
具體實施方式
參見圖1以及圖2，，多扇區電磁探傷測厚儀，包括PC上位計算機1、地面解碼儀2、遙傳儀4和井下儀5，PC上位計算機I和地面解碼儀2通過串口通信線連接，地面解碼儀2和井下儀5通過單芯電纜3連接，井下儀5包括上滾輪扶正器6，方位井斜傳感器單元7，電源模塊8，信號處理單元9，檢測線圈放大濾波單元10，溫度傳感器11，上20組檢測線圈12，下20組檢測線圈13，激勵線圈驅動單元14，激勵線圈15，下滾輪扶正器16。參見圖2，本實用新型所提供的多扇區電磁探傷測厚儀的井下部分，與傳統的電磁探傷測厚儀相同，均包括測量骨架以及檢測線圈，所不同的是檢測線圈沿測量骨架的軸向設置在測量骨架內部，并非通過板簧設置在測量骨架的外部。檢測線圈是一組或多組；當檢測線圈是多組時，多組檢測線圈均布在測量骨架內部。例如在圖2中，本實用新型所采用的檢測線圈是40組，包括上20組檢測線圈以及下20檢測線圈，上20組檢測線圈以及下20組檢測線圈上下交錯均布在測量骨架內部。上滾輪扶正器6和下滾輪扶正器16可根據管子內徑的變化帶動聯動桿動作，用來對儀器進行扶正；方位井斜傳感器7，用來對儀器在井中的傾斜標定，對40路傳感器測量值進行校正；電源模塊8，用于提供給各個電路模塊不同的工作所需電壓；信號處理單元9，由3個DSP信號處理模塊組成，其中兩個用來分別采集上20組檢測線圈12和下20組檢測線圈13的電磁感應電動勢，采集后將數據發送給第三個DSP模塊，它將采集到的數據進行相位和幅值的運算和儀器的編解碼通信、采樣通道切換等功能；檢測線圈放大濾波單元10，用來對40組檢測線圈感應到的信號進行放大和濾波以提供給信號處理單元9可用的信號；溫度傳感器11，共有兩個，一個用來采集油井地層溫度，一個用來進行儀器溫度補償，采集到的數據經過DSP信號處理模塊的AD單元進行處理；上20組檢測線圈12和下20組檢測線圈13，每個檢測線圈相差9度的排列完成對管壁360度的覆蓋，將采集到的微弱電壓信號經過放大和雜波的濾除后進入DSP信號處理模塊AD單元進行數據處理，提高了檢測分辨率；激勵線圈驅動單元14，通過對大電容的充放電給激勵線圈15通以一定頻率的方波信號；激勵線圈15，由銅線繞制在相對磁導率較高的骨架上而制成，用于發射磁信號給上20路檢測線圈12和下20路檢測線圈13。采用無接觸式的電磁原理，分40扇區對管壁進行360度的覆蓋，每個檢測傳感器對管壁進行9度的掃描，減小了測量干擾性的同時提高了檢測的分辨率。40扇區是由一個大的激勵線圈15和40路檢測線圈組成,激勵線圈和檢測線圈具有符合遠場渦流原理的理論距離要求。激勵線圈15發出的交變電磁場符合遠場渦流的低頻測量要求，檢測線圈接收到的電磁感應電動勢只有幾微伏，需要經過多級放大和濾波后進入信號處理單元9進行數據處理。信號處理單元9由3個DSP信號處理模塊組成，其中2個分別用于采集上20組檢測線圈12和下20組檢測線圈13的信號以及采集信號的處理，剩下的一部分用于對數據的整理和編解碼通彳目等。信號處理單元9對分別采集上來的傳感器信號數據進行數學運算得到相位、幅度和厚度的線性關系。對40路傳感器進行分時通道切換采集、自動控制采集信號的放大倍數、通過編解碼通信將運算得到的相位和幅值數據發送給地面解碼儀2。本實用新型的具體使用方式是:( I )PC上位計算機I供電一地面解碼儀2供電一遙傳儀4供電一井下儀5供電一卸壓一儀器校準；( 2 )連續采集儀器方位傾角、井溫數據。(3)對激勵線圈15加低頻率方波，激發出瞬變電磁場，40組檢測線圈接收感應電磁場信號。(4)信號處理單元9采集經過放大濾波后的檢測線圈信號數據，DSP經過數據變換計算出需要的相位值和幅值，將與管壁厚度相對應的相位與幅值信號通過單芯電纜3發送給地面解碼儀2，再經過PC上位機I進行管壁情況的曲線分析。(5)待測量完成后，斷開地面解碼儀2電源，卸掉遙傳儀4和井下儀5，將遙傳儀4和井下儀5沖洗干凈，放入儀器箱中。
權利要求1.一種多扇區電磁探傷測厚儀，包括測量骨架以及檢測線圈，其特征在于:所述檢測線圈設置在測量骨架內部。
2.根據權利要求1所述的多扇區電磁探傷測厚儀，其特征在于:所述檢測線圈沿測量骨架的軸向設置在測量骨架內部。
3.根據權利要求1或2所述的多扇區電磁探傷測厚儀，其特征在于:所述檢測線圈是一組或多組。
4.根據權利要求3所述的多扇區電磁探傷測厚儀，其特征在于:所述檢測線圈是多組時，所述多組檢測線圈均布在測量骨架內部。
5.根據權利要求4所述的多扇區電磁探傷測厚儀，其特征在于:所述檢測線圈是40組。
6.根據權利要求5所述的多扇區電磁探傷測厚儀，其特征在于:所述檢測線圈是40組時，所述40組檢測線圈包括上20組檢測線圈以及下20檢測線圈，所述上20組檢測線圈以及下20組檢測線圈上下交錯均布在測量骨架內部。
專利摘要本實用新型涉及一種多扇區電磁探傷測厚儀，包括測量骨架以及檢測線圈，檢測線圈設置在測量骨架內部。本實用新型提供了一種分辨率高、測量干擾性小以及測量靈敏度高的多扇區電磁探傷測厚儀。
文檔編號G01B7/06GK202947991SQ20122055026
公開日2013年5月22日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者王屹 申請人:西安思坦儀器股份有限公司