專利名稱：一種套管磨損試樣檢測設(shè)備及套管檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于石油管道無損檢測技術(shù)，特別是關(guān)于油井套管磨損試樣無損檢 測技術(shù)，具體的講是關(guān)于一種套管磨損試樣檢測設(shè)備及套管檢測裝置。
背景技術(shù)：
深井、超深井、大位移井、水平井在下套管后仍需繼續(xù)鉆進(jìn)，由于鉆桿的起下鉆及 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，套管內(nèi)表面在軸線方向上及圓周方向上將受到摩擦作用而使得套管的內(nèi)表面產(chǎn) 生磨損，進(jìn)而使得套管的管壁變薄。由于套管管壁變薄，其抗擠壓強(qiáng)度將下降，在地層壓力 等的影響下會(huì)變形甚至被擠毀，從而產(chǎn)生鉆井事故，給油田帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，檢 測套管磨損程度的大小顯得尤為重要。目前，國內(nèi)外檢測套管磨損方法的主要有兩種一種是基于鉆井液出口磨屑分析 的實(shí)時(shí)檢測方法；另一種是基于測井儀器的事后套管檢測方法。前者是通過對收集鉆井液 循環(huán)攜帶到地面上的磨屑，得到有關(guān)套管磨損的重要信息，簡單易操作，但此方法不能判斷 磨損的具體位置。后者是借助超聲波井周成像測井、電磁測井、井徑檢測或鷹眼電視測井技 術(shù)來檢測井下套管的磨損情況，利用測井儀器在井下提取井筒磨損的特征信號(hào)，通過判斷 信號(hào)值的大小來判斷磨損程度的大小，該方法易受到套管內(nèi)表面結(jié)垢、套管復(fù)雜變形、井斜 變化大和鉆井液特性等因素的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種套管磨損試樣檢測設(shè)備，以利用傳感器獲取套管磨損試樣內(nèi) 外表面的信號(hào)，并通過對信號(hào)值的分析，得到套管磨損量。在一實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種套管檢測裝置，所述套管檢測裝置包括底板、 電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤、至少兩個(gè)傳感器、第一傳感器支架及第二傳感器支架， 所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)及第一傳感器支架固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤固定在所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) 上，所述第二傳感器支架穿過所述轉(zhuǎn)盤及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤的環(huán)形 槽用于放置所述套管磨損試樣。在另一實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供一種套管磨損試樣檢測設(shè)備，用以檢測所述套 管磨損試樣的管壁磨損情況，所述的檢測設(shè)備包括套管檢測裝置，所述套管檢測裝置包括 底板、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤、至少兩個(gè)傳感器、第一傳感器支架及第二傳感器 支架，所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)及第一傳感器支架固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤固定在所述電控旋 轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述第二傳感器支架穿過所述轉(zhuǎn)盤及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤的 環(huán)形槽用于放置所述套管磨損試樣；檢測控制系統(tǒng)，所述檢測控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、PLC可 編程邏輯控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述傳感器及PLC可編程邏輯控制器分別與所述計(jì)算 機(jī)電連接，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述PLC可編程邏輯控制器電連接，所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)與 所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電連接。本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果利用鐵磁性材料的磁記憶特性，利用傳感器獲取套管磨損試樣內(nèi)外表面的信號(hào)，并通過對信號(hào)值的分析，得到套管磨損量。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例套管檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例垂直調(diào)節(jié)桿與水平調(diào)節(jié)桿的連接示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例檢測控制系統(tǒng)的組成示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例傳感器的組成示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖對 本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解 釋本實(shí)用新型，但并不作為對本實(shí)用新型的限定。如圖1所示，本實(shí)用新型提供本實(shí)用新型提供一種套管檢測裝置，所述套管檢測 裝置包括底板101、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤103、至少兩個(gè)傳感器104、第一傳 感器支架105及第二傳感器支架106，所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102及第一傳感器支架105固定在所 述底板101上，所述轉(zhuǎn)盤103固定在所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102上，所述第二傳感器支架106穿過 所述轉(zhuǎn)盤103及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102固定在所述底板101上，所述轉(zhuǎn)盤103的環(huán)形槽用于放置 所述套管磨損試樣。本實(shí)用新型提供一種套管磨損試樣檢測設(shè)備，用以檢測所述套管磨損試樣的管壁 磨損情況，所述的檢測設(shè)備包括套管檢測裝置及檢測控制系統(tǒng)，所述套管檢測裝置包括底 板101、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤103、至少兩個(gè)傳感器104、第一傳感器支架 105及第二傳感器支架106。所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102及第一傳感器支架105固定在所述底板101上，所述轉(zhuǎn)盤103 固定在所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102上，所述第二傳感器支架106穿過所述轉(zhuǎn)盤103及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) 102固定在所述底板101上，所述第二傳感器支架106與所述轉(zhuǎn)盤103及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102不 接觸。所述轉(zhuǎn)盤103的環(huán)形槽用于放置所述套管磨損試樣，圖1中的轉(zhuǎn)盤103可以檢測三 種規(guī)格的套管磨損試樣，本實(shí)用新型不以此為限。所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102由步進(jìn)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)臺(tái)組合而成，在開始檢測套管磨損試樣 時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述第一傳感器支架105及第二傳感器支架106相同，所述第一傳感器支架105 用于測量套管磨損試樣內(nèi)壁的強(qiáng)磁記憶信號(hào)，所述第二傳感器支架106用于測量套管磨損 試樣外壁的強(qiáng)磁記憶信號(hào)。所述第一傳感器支架105及第二傳感器支架106分別包括立桿107、垂直調(diào)節(jié)桿 108、水平調(diào)節(jié)件109及傳感器座110，所述立桿107固定在所述底板101上，所述垂直調(diào)節(jié) 桿108與所述立桿107套設(shè)連接；所述水平調(diào)節(jié)件109與所述垂直調(diào)節(jié)桿108的頂部滑動(dòng)？口口。如圖1所示，垂直調(diào)節(jié)桿108套設(shè)在立桿107中，并通過頂絲115將所述垂直調(diào)節(jié) 桿108固定在所述立桿107中。在另一實(shí)施例中，立桿107也可以套設(shè)在垂直調(diào)節(jié)桿108中，通過頂絲115將所述 垂直調(diào)節(jié)桿107固定在所述立桿108上。垂直調(diào)節(jié)桿108用來調(diào)節(jié)傳感器104在套管表面垂直方向的位置，并用頂絲115 固定其升降的高度。通過調(diào)節(jié)垂直調(diào)節(jié)桿108的升降，可以掃描垂直方向上不同圓周位置 的套管磨損試樣的強(qiáng)磁記憶信號(hào)。所述傳感器座110用來安裝傳感器104，其具有滑動(dòng)槽113及螺絲117，所述螺絲 117穿過所述滑動(dòng)槽113將所述傳感器座110固定在所述水平調(diào)節(jié)件109的一端，當(dāng)垂直調(diào) 節(jié)桿108在豎直方向的調(diào)節(jié)距離不夠時(shí)，可用通過松動(dòng)螺絲117，可以改變傳感器座110在 豎直方向的高度。如圖1所示，所述的水平調(diào)節(jié)件109具有滑動(dòng)槽111及螺絲112，所述螺絲112穿 過所述滑動(dòng)槽111將所述水平調(diào)節(jié)件109固定在所述垂直調(diào)節(jié)桿108的頂部。在另一實(shí)施例中，如圖2所示，所述垂直調(diào)節(jié)桿108的頂部具有通孔201，所述水平 調(diào)節(jié)件109穿過所述通孔201，并通過螺絲202將所述水平調(diào)節(jié)件109固定在所述垂直調(diào)節(jié) 桿108的頂部，所述水平調(diào)節(jié)件109可以在水平方向移動(dòng)。如圖1所示，所述凹槽的邊上均勻分布多個(gè)螺栓114，用于調(diào)節(jié)所述套管磨損試 樣，螺栓114的個(gè)數(shù)可以為3，本實(shí)用新型不以此為限。所述傳感器座110的兩端具有圓孔116，用來安裝永磁體，以補(bǔ)償磁場。如圖3所示，所述檢測控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)301、PLC可編程邏輯控制器302及 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303，所述傳感器104及PLC可編程邏輯控制器302分別與所述計(jì)算機(jī)301 電連接，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303與所述PLC可編程邏輯控制器302電連接，所述電控旋轉(zhuǎn) 臺(tái)102與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303電連接。在圖3中，所述計(jì)算機(jī)301通過多通道數(shù)據(jù)采集卡304與所述傳感器104電連接； 所述PLC可編程邏輯控制器302通過USB轉(zhuǎn)RS-232接口 305與所述計(jì)算機(jī)301電連接。計(jì)算機(jī)301可以是筆記本電腦，可以用于顯示多通道數(shù)據(jù)采集卡304采集到的傳 感器信號(hào)波形、存儲(chǔ)采集數(shù)據(jù)，并用來設(shè)置采集卡參數(shù)；還可以用來利用VB可視化程序語 編寫的可執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)與PLC可編程邏輯控制器302之間的通信。所述USB轉(zhuǎn)RS-232接 口 305是將電腦的USB 口轉(zhuǎn)換為RS-232串行通信口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)301與PLC可編程邏輯控 制器302之間的通信功能。所述PLC可編程邏輯控制器302可以實(shí)現(xiàn)與筆記本電腦之間的 通信功能，根據(jù)計(jì)算機(jī)301的控制指令向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303發(fā)送不同頻率的脈沖信號(hào)。所 述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器302將PLC可編程邏輯控制器302發(fā)送的控制脈沖轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 脈沖。電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)102根據(jù)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303發(fā)送的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的正反轉(zhuǎn)。所述多通道數(shù)據(jù)采集卡304用來接收強(qiáng)磁記憶傳感器采集的套管磨損試樣的強(qiáng) 磁記憶信號(hào)，經(jīng)過采集卡內(nèi)部的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將信號(hào)通過USB線傳送到計(jì)算機(jī)301。所述檢測控制系統(tǒng)還包括控制按鈕306，與所述PLC可編程邏輯控制器302電連 接，用于向PLC可編程邏輯控制器302發(fā)送開關(guān)信號(hào)，以通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器303驅(qū)動(dòng)電控 旋轉(zhuǎn)臺(tái)102的轉(zhuǎn)動(dòng)。[0033]如圖4所示，所述傳感器104為強(qiáng)磁記憶傳感器，包括傳感器探頭401、放大器 402、探頭供電電源403、集成穩(wěn)壓電源404及電壓跟隨器405，所述傳感器401探頭用來檢 測套管磨損表面微弱的強(qiáng)磁記憶信號(hào)，經(jīng)過放大器402放大，進(jìn)入所述電壓跟隨器404。所 述電壓跟隨器405由高阻抗的放大器組成，用以濾除磁記憶特征信號(hào)中夾雜的噪聲干擾信 號(hào)，然后通過電纜306將濾除干擾信號(hào)后的強(qiáng)磁記憶信號(hào)傳送到所述的多通道數(shù)據(jù)采集卡 304內(nèi)部。以上所述的具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種套管檢測裝置，其特征在于，所述的套管檢測裝置包括底板、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、具 有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤、至少兩個(gè)傳感器、第一傳感器支架及第二傳感器支架；所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)及第一傳感器支架固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤固定在所述電控旋轉(zhuǎn) 臺(tái)上，所述第二傳感器支架穿過所述轉(zhuǎn)盤及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤的環(huán) 形槽用于放置所述套管磨損試樣。
2.一種套管磨損試樣檢測設(shè)備，用以檢測所述套管磨損試樣的管壁磨損，其特征在于， 所述的檢測設(shè)備包括套管檢測裝置，所述套管檢測裝置包括底板、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤、至少 兩個(gè)傳感器、第一傳感器支架及第二傳感器支架，所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)及第一傳感器支架固定 在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤固定在所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述第二傳感器支架穿過所述轉(zhuǎn)盤及 電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在所述底板上，所述轉(zhuǎn)盤的環(huán)形槽用于放置所述套管磨損試樣；檢測控制系統(tǒng)，所述檢測控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、PLC可編程邏輯控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器，所述傳感器及PLC可編程邏輯控制器分別與所述計(jì)算機(jī)電連接，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 與所述PLC可編程邏輯控制器電連接，所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述第一傳感器支架包括立桿、垂直 調(diào)節(jié)桿、水平調(diào)節(jié)件及傳感器座，所述立桿固定在所述底板上，所述垂直調(diào)節(jié)桿與所述立桿 套設(shè)連接；所述水平調(diào)節(jié)件與所述垂直調(diào)節(jié)桿的頂部滑動(dòng)結(jié)合，所述傳感器座具有滑動(dòng)槽 及螺絲，所述螺絲穿過所述滑動(dòng)槽將所述傳感器座固定在所述水平調(diào)節(jié)件的一端。
4.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述第二傳感器支架包括立桿、垂直 調(diào)節(jié)桿、水平調(diào)節(jié)件及傳感器座，所述立桿固定在所述底板上，所述垂直調(diào)節(jié)桿與所述立桿 套設(shè)連接；所述水平調(diào)節(jié)件與所述垂直調(diào)節(jié)桿的頂部滑動(dòng)結(jié)合，所述傳感器座具有滑動(dòng)槽 及螺絲，所述螺絲穿過所述滑動(dòng)槽將所述傳感器座固定在所述水平調(diào)節(jié)件的一端。
5.如權(quán)利要求3或4所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述的水平調(diào)節(jié)件具有滑動(dòng)槽及螺 絲，所述螺絲穿過所述滑動(dòng)槽將所述水平調(diào)節(jié)件固定在所述垂直調(diào)節(jié)桿的頂部。
6.如權(quán)利要求3或4所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述垂直調(diào)節(jié)桿的頂部具有通孔， 所述水平調(diào)節(jié)件穿過所述通孔，并通過螺絲將所述水平調(diào)節(jié)件固定在所述垂直調(diào)節(jié)桿的頂 部。
7.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述凹槽的邊上均勻分布多個(gè)螺栓，用 于調(diào)節(jié)所述套管磨損試樣。
8.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，通過頂絲將所述垂直調(diào)節(jié)桿固定在所 述立桿上。
9.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述傳感器座的兩端具有圓孔，用來安 裝永磁體。
10.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)通過多通道數(shù)據(jù)采集卡與 所述傳感器電連接。
11.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述PLC可編程邏輯控制器通過USB 轉(zhuǎn)RS-232接口與所述計(jì)算機(jī)電連接。
12.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述檢測控制系統(tǒng)包括控制按鈕，與 所述PLC可編程邏輯控制器電連接，用于控制所述電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求2所述的檢測設(shè)備，其特征在于，所述傳感器為強(qiáng)磁記憶傳感器，包括 傳感器探頭、放大器、探頭供電電源、集成穩(wěn)壓電源及電壓跟隨器。
專利摘要一種套管磨損試樣檢測設(shè)備及套管檢測裝置，包括套管檢測裝置，該套管檢測裝置包括底板、電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、具有環(huán)形凹槽的轉(zhuǎn)盤、至少兩個(gè)傳感器、第一傳感器支架及第二傳感器支架，該電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)及第一傳感器支架固定在該底板上，該轉(zhuǎn)盤固定在該電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，該第二傳感器支架穿過該轉(zhuǎn)盤及電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在該底板上，該轉(zhuǎn)盤的環(huán)形槽用于放置該套管磨損試樣；檢測控制系統(tǒng)，該檢測控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、PLC可編程邏輯控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該傳感器及PLC可編程邏輯控制器分別與該計(jì)算機(jī)電連接，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與該P(yáng)LC可編程邏輯控制器電連接，該電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)與該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電連接。利用傳感器獲取套管磨損試樣內(nèi)外表面的信號(hào)，得到套管磨損量。
文檔編號(hào)G01B7/00GK201926421SQ20102059208
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者孫秉才, 張來斌, 張靜, 樊建春, 溫東 申請人:中國石油大學(xué)(北京)