[发明专利]一种用于固井套管水泥环缺陷无损检测用的阵列传感器

权利要求书

1.一种用于固井套管水泥环缺陷无损检测用的阵列传感器的检测方法，实现该检测方法的阵列传感器包含钢制套管（1）、水泥覆层（2）、水泥缺陷（3）、套管卡盖（4）、手柄（5）、M12螺纹孔（6）、M12螺纹杆（7）、磁铁外壳（8）、轴承滚轮（9）、连接键（10）、M4螺纹孔（11）、跑道型线圈（12）和钕铁硼永磁铁（13）；钕铁硼永磁铁（13）阵列放入磁铁外壳（8）内；跑道型线圈（12）弯曲贴在磁铁外壳（8）外壁；连接键（10）通过M4螺纹孔（11）与五组磁铁外壳（8）固定；轴承滚轮（9）通过钕铁硼永磁铁（13）与钢制套管（1）内壁紧密贴合；M12螺纹杆（7）与连接键（10）相接触，通过旋转手柄（5）使M12螺纹杆（7）通过M12螺纹孔（6）上下移动，控制轴承滚轮（9）沿钢制套管（1）内壁上下移动；套管卡盖（4）卡在钢制套管（1）与水泥覆层（2）外壁起到固定的作用；水泥覆层（2）的外部设有水泥缺陷（3）；

所述跑道型线圈（12）为每层20匝，4层串联组成，采用印刷柔性电路板FPC方式制作；

所述钕铁硼永磁铁（13）为长方体永磁铁，充磁方向为沿厚度方向充磁；相邻钕铁硼永磁铁（13）磁极相反，每块钕铁硼永磁铁（13）的磁极成周期交错排列，每块钕铁硼永磁铁（13）的长度等于线圈总宽度；

所述钢制套管（1）为某油井中服役过的一段套管，为铁磁性材料；所述水泥覆层（2）为固井G级水泥与微硅粉、膨胀剂、抗失水剂材料混合配制，实验室环境下制备与浇注；所述水泥缺陷（3）为实验室环境下人工制备，其长度和宽度均小于套管周长与轴长的0.5%；

其特征在于：包括以下步骤，

S1、将印刷柔性电路板的跑道型线圈沿磁铁外壳（8）长边方向粘在外壳外壁，以跑道型线圈直线区域与磁铁外壳壁紧密贴合；

S2、将钕铁硼永磁铁（13）排成结构后呈一定弧度沿磁铁外壳（8）宽度方向插入，使钕铁硼永磁铁（13）阵列长度覆盖跑道型线圈的直线区域；且钕铁硼永磁铁（13）阵列的中心线与跑道型线圈的中心线对齐；

S3、将连接键（10）与5组传感器通过M4螺栓相连接，并将连接完成之后的圆盘结构放入钢制套管（1）内壁，通过磁力使其固定在套管内壁最上端；

S4、将套管卡盖（4）装在固井套管外壁，并将M12螺纹杆（7）沿M12螺纹孔旋入；

S5、用汉宁窗调制的正弦信号加载到激励端的跑道型线圈中，激励传感器会同时沿顺时针及逆时针激励，其余四组传感器通过示波器接收波形，此时旋转手柄（5），控制传感器上下移动，将不同高度的信号全部采集，此时水泥缺陷（3）所在高度的某个或者某几个传感器接收到的示波器采集信号将会出现幅值增大现象；此时将水泥缺陷（3）定位在幅值增大现象这一层高度，通过接收传感器的幅值增大与幅值不变的接收信号，将缺陷定位在两组接收传感器之间，即将缺陷定位在72°范围之内；

S6、按照二分法，将传感器圆盘旋转36°、18°、9°，直接将传感器调至改层高度，重复S3-S5，实现水泥缺陷（3）的周向定位。