[发明专利]高精度井下电磁测厚井径仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种井况测量仪器，尤其涉及一种石油测井行业油井内高精度井下电磁测厚井径仪。

背景技术

电磁法检测可确定套管的厚度、井径、裂缝、变形、错断、内外壁腐蚀、射孔质量、多层管柱的缺陷。电磁检测仪是一种无损、非接触式的仪器，它不受井内液体、套管积垢、结蜡及井壁附着物的影响，测量精度较高。由于电磁法检测有其独特的优点，因此成为目前最广泛应用的套管损坏检测技术之一。

国内外利用电磁法对套管进行厚度检测的仪器较多，基本上可分为两大类：第一类：只有一个传感器线圈，单发单收，测量精度可以达到±0.5mm，但只可以作为定性分析，因为该壁厚测量值为周壁厚的平均值，如俄罗斯的电磁探伤仪EMTS和MID-K，可以测量多层套管，测出的厚度是一个周壁厚均值；如斯伦贝谢公司的多频电磁波测厚仪(METT)，该仪器以三种不同的频率工作，高频测量不受钢管厚度的影响，只与套管内径发生联系；中频测量依金属的内径、电导率和磁导率而定；低频测量对应常规仪器的测量，依据上述两种参数和钢的厚度而定，所测厚度也是一个周壁厚的平均值；第二类，通过传感器阵列将套管分为多个扇区，单发多收，可以对准确测量套管各个扇区的壁厚，所测的厚度为一个相对值，如英国SONDEX公司的MTT。

发明内容

为了解决现有的电磁测厚井径仪单发单收、只可以作为定性分析、且所测厚度是一个相对值的技术问题，本发明提供一种高精度井下电磁测厚井径仪，其在实施测量井径的过程中，拥有很高的分辨率和很高的精度，并且可以根据计算出的套管电磁特性计算出不同扇区的绝对壁厚。

本发明的技术方案是：

一种高精度井下电磁测厚井径仪，其特殊之处在于：包括磁保护套、线圈组件、控制单元、测厚单元、固定组件以及测厚驱动单元；

所述线圈组件和控制单元均位于磁保护套内，所述测厚单元设置在固定组件上，所述固定组件连接磁保护套和测厚驱动单元；

所述测厚单元包括多个测厚传感器；

所述线圈组件包括高频电磁线圈和中频电磁线圈，所述高频电磁线圈4位于中频电磁线圈5的上方，所述中频电磁线圈5位于控制单元2的上方，所述控制单元2通过固定组件与测厚单元连接。

上述控制单元包括DSP处理器、供电电源、程序控制增益单元、通道选择单元以及多个采集通道，所述供电电源给测厚单元和DSP处理器供电，所述DSP处理器控制高频电磁线圈所述DSP处理器控制测厚驱动单元的发射频率，所述测厚传感器通过采集通道、程序控制增益单元与DSP处理器连接，所述DSP处理器通过通道选择单元选择采集通道。

上述测厚驱动单元为低频电磁线圈。

上述固定组件包括传感器基座、板簧固定座、中心轴以及绕中心轴圆周分布的多个板簧，所述传感器基座与磁保护套固定连接，所述中心轴固定在传感器基座上，所述板簧的两端分别固定在传感器基座和板簧固定座上，所述中心轴上套接有拉伸弹簧和固定有拉簧固定座，所述拉伸弹簧的一端固定在拉簧固定座上，所述拉伸弹簧的另一端驱动板簧固定座沿中心轴运动，所述测厚传感器一对一的设置在板簧中部。

上述测厚传感器包括承压外壳、以及设置在承压外壳内的测厚线圈和电路板、与承压外壳固定密封连接的堵头、与堵头连接的单芯导线以及插针，所述电路板的一端与测厚线圈连接，所述电路板的另一端与单芯导线连接，所述单芯导线的另一端与插针连接。

上述控制单元包括还包括放大单元，所述一级放大单元和二级放大单元，所述一级放大单元设置在采集通道和程序控制增益单元之间，所述二级放大单元设置在测厚传感器和采集通道之间；

所述一级放大单元包括至少两个串联的放大器；

所述二级放大单元包括多个放大器，所述放大器与测厚传感器一对一设置。

上述板簧和测厚传感器均有10-16个。

上述高频电磁线圈和中频电磁线圈之间距离为350mm-400mm。

上述测厚传感器12和测厚驱动线圈13之间距离为500mm-600mm。

本发明的优点在于：