CN107076804A - 快速磁热点检测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁热点检测器，所述磁热点检测器能够定位在管件诸如在井下使用的管件中的磁热点。传感器阵列可以包括多组差分磁通门磁力仪，每组包括跨越管件的待测量的直径而布置的两个非差分磁通门磁力仪。当所述管件穿过所述传感器阵列时，测量磁场因所述管件移动穿过所述传感器阵列造成的波动，以便提供对磁热点位置的指示。为了定位热点，可使管件穿过所述传感器阵列，或者所述传感器阵列可以越过所述管件。

Description

快速磁热点检测器

技术领域

本公开大体上涉及井筒设备，并且更具体地涉及检测在井筒管件中的磁热点。

发明背景

在油田作业中，管件会将灵敏电子设备运送到井下环境中。一些电子设备会受到在管件中的磁热点的不利影响。例如，可在井下使用定位传感器，以便测量工具的在井下的位置或取向。这些定位传感器可以包括多个加速度计和多个磁传感器，用于测量工具的角度和位置。如果存在来自于管件的任何磁性干扰，那么可能在测量中引起误差。在管件中的磁热点可能造成磁性干扰，这会在此类测量中引起误差。

附图简述

本说明书参考以下附图，其中在不同附图中使用相同附图标记旨在说明相同或相似的部件

图1是根据所公开主题的某些特征的热点检测系统的轴测投影。

图2是根据所公开主题的某些特征的图1的热点检测系统的前视图。

图3是根据所公开主题的某些特征的具有偏移传感器组的热点检测系统的轴测投影。

图4是根据所公开主题的某些特征的图3的热点检测系统的前视图。

图5是根据所公开主题的某些特征的由单个非差分磁通门磁力仪形成的差分磁通门磁力仪的示意图。

图6是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪形成的差分磁通门磁力仪的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行布置。

图7是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪形成的差分磁通门磁力仪的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行且重合的布置。

图8是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪形成的一组差分磁通门磁力仪的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行且重合的布置。

图9是根据所公开主题的某些特征的传感器阵列的示意图，传感器阵列包括由八个非差分磁通门磁力仪形成的四组差分磁通门磁力仪。

图10是根据所公开主题的某些特征的用于分析来自于一个或多个不同磁传感器的信号的系统的方框图。

图11是根据所公开主题的某些特征的用于检测在管件中的磁热点的过程的流程图。

图12是根据所公开主题的某些特征的用于检测在管件中的磁热点的过程的流程图。

图13是根据所公开主题的某些特征的包括用于热点检测系统的信号处理路径的指示电路的示意图。

具体实施方式

本公开的某些方面和特征涉及磁热点检测器，所述磁热点检测器能够定位在管件(诸如在井下使用的管件)中的磁热点。磁热点检测器可以包括由多组差分磁通门磁力仪制成的传感器阵列。差分磁通门磁力仪可由两个非差分磁通门磁力仪组成，两个磁通门磁力仪跨越待测量的管件的直径而布置成平行且共线的。当管件穿过传感器阵列时，测量磁场因管件移动穿过传感器阵列造成的波动，以便提供对磁热点位置的指示。因为非差分磁通门磁力仪一起被配置为差分磁通门磁力仪，因此对环境磁场(例如，地球磁场)的测量基本上为零。为了定位热点，管件可至少部分地穿过传感器阵列，和/或传感器阵列可至少部分地越过管件。

在管件上定位热点可以在管件向井下延伸之前进行。可对管件上的任何热点进行处理，诸如通过去磁进行。在一些实施方案中，可在稍后时间来记录和说明管件上的热点。当被放置在井下时，已经检测到热点的管件可以允许更精确地使用磁性地转向的工具或磁性设备。

在假定地非磁性材料(例如，在井下使用的管件)中的磁热点可以影响由磁传感器(诸如磁通门磁力仪或用于井下工具(诸如，勘定工具)中的其它磁力仪)进行的测量。这些磁热点可能导致误差，诸如磁性转向和高侧角度的误差。如果在部署前被检测到，那么可消除磁热点

井下管件(诸如压力箱)可由非磁性不锈钢制造。磁热点可出现的方式的实例包括局部冶金偏差，或者这是由于在使用期间发生污染而造成的。另外，来自扭转工具的磁性切屑可以变为嵌入到管件或其它罩壳的表面中。磁热点包括该管件的实际上磁化的区域，以及能够被磁化的区域。磁热点可为该管件的可透磁的区域，并且能够偏离、聚焦或衰减地球磁场，因此有可能会引起如上所述误差。

在一个实施方案中，磁热点检测器可以包括积分式磁通计。可将待测量的管件牵拉穿过探测线圈，并且积分式磁通计可以给出对通量变化的指示。积分式磁通计可以检测沿管件的长轴取向的偶极子，但是可不检测径向取向的偶极子。另外，积分式磁通计可不检测未磁化磁热点(例如，有可能磁化的热点)。

在另一实施方案中，磁热点检测器可以包括单个磁通门磁力仪。磁通门(例如，属于线性类型)可以包括两个线圈，每个具有起点和终点。可以激励第一线圈和第二线圈的起点，同时可以在将第一线圈的终点与第二线圈的终点接合的连接处测量磁通量的变化。磁通门磁力仪可以具有小面积灵敏度，因此可多次将管件牵拉经过磁通门磁力仪，每次穿过都会使管件相对于磁通门磁力仪旋转。通过退避外场并使该磁通门磁力仪的增益增加，可增加灵敏度。如上所述，其它类型的磁通门(例如，环形的磁通门)在使用时可以进行适当调整。

在另一实施方案中，磁热点检测器可以包括单个差分磁通门磁力仪。差分磁通门磁力仪可以包括一对线圈(例如，经匹配的线圈)，这对线圈是起点至终点连接的(例如，如与终点至终点或起点至起点的情况相反，正如在非差分磁通门磁力仪中那样)。这对线圈中的每者经历不同通量。从此而得到的信号取自在线圈的起点和终点之间的连接处。差分磁通门磁力仪可为对环境磁场变化是不敏感的，但是对小的局部的偶极子的存在是高度敏感的。

在一些实施方案中，多个非差分磁通门磁力仪可组合以形成多磁通门差分磁力仪。如本文中所述，使用线性类型非差分磁通门磁力仪。其它类型磁通门磁力仪(诸如环形类型磁通门磁力仪)在使用时可以进行适当调整(例如，通过将环形类型磁通门磁力仪的激励绕组分成呈反相的两个绕组)。

第一非差分磁通门磁力仪的终点可耦合到第二非差分磁通门磁力仪的第一线圈的起点。可通过第一非差分磁通门磁力仪的起点和第二磁通门磁力仪的终点来激励两个磁通门磁力仪。第一非差分磁通门磁力仪的第二线圈和第二非差分磁通门磁力仪的第一线圈可以经历不同通量。所得信号可以取自第一非差分磁通门磁力仪的终点与第二非差分磁通门磁力仪的第一线圈的起点之间的连接处。两个非差分磁通门磁力仪的被激励的线圈之间的距离会确定灵敏度。在较大距离时，环境场的梯度中的任何变化将由多磁通门差分磁力仪读出。在非常小的距离时，将会减小差分效应。

非差分磁通门磁力仪可以平行布置。在一些实施方案中，非差分磁通门磁力仪平行且共线地布置，其中第一非差分磁通门磁力仪的终点被定位在第二非差分磁通门磁力仪的终点附近，两者之间存在间隙。在一些实施方案中，可将待测量的材料(例如，管件)移动穿过待测量的间隙。

在一些实施方案中，可使用接线在一起的两个非差分磁通门来形成两个差分磁通门。可向两个非差分磁通门的线圈的终端提供激励。可在将第一非差分磁通门的第一线圈的起点连接到第二非差分磁通门的第一线圈的起点的连接处上进行第一输出。可在将第一非差分磁通门的第二线圈的起点连接到第二非差分磁通门的第二线圈的起点的连接处上进行第二输出。使用一对标准的磁通门中的每者的两个线圈来形成两个差分磁通门使得能够在大面积上实现感测(例如，通量检测)。

在实施方案中，多个差分磁通门可安装成管件可穿过的圆圈。在一些实施方案中，八个非差分磁通门可布置成圆圈。非差分磁通门可连接在一起，以便形成四对差分磁通门。每对差分磁通门可由沿圆圈的直径彼此相对地定位的两个非差分磁通门的对应线圈组成。如上所述，对应线圈可接线在一起而由两个非差分磁通门形成两个差分磁通门。可以使用其它数量的磁通门。

在一些实施方案中，每个磁通门被定位成非常靠近待感测的对象，诸如在磁通门与待感测的材料(例如，管件)之间的距离在10mm内、在5mm内、在3.5mm内，或者在约3.1mm处。当磁通门被布置成圆圈形态时，磁通门圆圈可以具有比管件的外径大约20mm或更小、10mm或更小、7mm或更小、或约6.2mm的内径。

可使管件穿过通量门圆圈一次。在一些实施方案中，可使管件首次穿过磁通门圆圈、旋转，然后再次穿过磁通门圆圈。可以使用额外的旋转和穿过动作。在一些实施方案中，管件可以在10°和15°之间旋转。在一些实施方案中，可使管件旋转约12°。在一些实施方案中，可以沿管件的轴向方向和绕管件的旋转中的一个或多个方式相对于管件来移动磁通门圆圈。

在一些实施方案中，第二磁通门圆圈可定位成从第一磁通门圆圈轴向地偏移。可使第二磁通门圆圈相对于第一磁通门圆圈旋转地偏移，以便提供额外感测覆盖。例如，第二磁通门圆圈可旋转地偏移20°和25°之间。在另一实例中，第二磁通门圆圈可旋转地偏移约22.5°。

在一些实施方案中，可对来自磁通门的信号进行整流。在一些实施方案中，可对来自磁通门的信号进行解调，诸如通过相敏解调器电路进行解调。在一些实施方案中，可使用偏移电路来偏移来自磁通门的信号。在一些实施方案中，单个变压器可为多个磁通门供电。在一些实施方案中，每个磁通门或每个差分磁通门可由变压器供电。

在一些实施方案中，可使差分磁通门输出通过低通滤波器(例如，电阻器-电容器低通滤波器)。滤波后的信号可以通过绝对值电路。绝对值电路可以确保即使在检测到负通量时，也产生正信号，这会避免在同时向两个传感器呈现具有相反的极性的两个热点时无检测的情况。

可将来自每个磁通门的绝对值电路的输出馈送到求和电路中。求和电路可以包括电荷放大器，所述电荷放大器可使扫描速度不太关键。

被求和的信号可传送到两个比较器，一个比较器具有负阈值，另一比较器具有正阈值。每个比较器可以驱动接口，诸如发光二极管(LED)。每当一个或多个磁通门检测到足够高磁通量(例如，来自穿过磁通门圆圈的管件中的热点)时，比较器中的一者可以呈现指示，诸如通过点亮LED呈现指示。可以使用其它指示，诸如机械指示或计算机指示(例如，将信号发送到计算机系统)。可校准比较器来定义期望指示的点上的阈值。例如，可校准比较器来在感测到导致XY平面(例如，与管件长轴正交的平面)中的50纳特斯拉或更大的变化的热点时提供指示。可以使用其它校准阈值。在一些实施方案中，比起调整该系统的其它部件，可能期望调整比较器电路中的校准电阻器来对传感器进行校准。

在一些实施方案中，可以通过如下方式实现校准：首先会对压力箱消磁，然后使热点逐渐地磁化，以便产生如由磁通门在管件内检测到的XY平面中的50纳特斯特的变化。然后，可通过调整部件(例如，校准电阻器)来校准系统，直到当热点移动经过热点检测器(例如，磁通门圆圈)时提供指示。

在一些实施方案中，通过自动地使一个或多个管件穿过热点检测器，可自动地进行对热点的检测。在此类自动化的系统中，每当检测到热点时，可做出指示以记录在何时或何处检测到了热点。在实施方案中，每当检测到热点时，系统可以导致着墨设备在管件上的热点位置处或其附近部署油墨。

在一些实施方案中，在穿过热点检测器前，会使管件穿过磁化线圈。磁化线圈可使管件中的热点磁化，以便使它们更容易地被热点检测器检测。

在一些实施方案中，可使管件穿过去磁线圈(例如，电磁消磁器)以使任何热点去磁。在一些实施方案中，热点可由污染导致，并且热点可通过清洁管件以移除污染而消除或减少。

在一些实施方案中，一种使用热点检测器的方法包括：在管件上执行如最初接收的第一热点检测；使管件磁化，以便激活潜在热点；在磁化管件上执行第二热点检测；使管件去磁；以及在去磁管件上执行第三热点检测。在一些实施方案中，可使用相同线圈来执行磁化和去磁，其中使用直流(DC)执行磁化，并且使用交流(AC)执行去磁。在去磁期间，可将管件牵拉穿过被提供AC的线圈。在一些实施方案中，为了避免记忆效应，可将管件保持在被提供AC的线圈内，同时使AC逐渐地减小幅值。

在一些实施方案中，来自每个差分磁通门的输出信号可提供给计算机，用于测量或进一步处理。在一些实施方案中，计算机可编程以确定检测到的磁通量是否超过阈值水平。如果检测到的磁通量超过阈值水平，那么计算机可以指示进行动作，诸如点亮LED、在日志中记录条目(例如，记录热点的在管件上的位置)、标记管件(例如，利用油墨)，或者进行任何其它合适动作。在一些实施方案中，计算机可以执行用于自动进行管件的热点检测的一些或全部的必要任务。

虽然参考管件(例如，压力套管)来进行了描述，但是可以调整热点检测器和使用方法以与任何合适材料一起针对磁热点测试。

给出这些说明性的实例以向读者介绍在此所论述的一般主题，并且并不旨在限制所公开概念的范围。以下部分参考附图来描述了各种额外的特征和实例，其中相同附图标记指示相同元件，并且方向描述用于描述说明性的实施方案，但是就像说明性的实施方案那样，不应用作本公开的限制。本文说明中包括的要素可以不按比例绘制。

图1是根据所公开主题的某些特征的热点检测系统100的轴测投影。热点检测系统100包括传感器阵列106，传感器阵列包含一个或多个传感器110、112、114、116。在一些实施方案中，使用多于四个或少于四个的传感器110、112、114、116。在一些实施方案中，传感器阵列包含位于单个平面中的八个传感器。

每个传感器可为差分磁传感器，诸如本文关于被配置用于差分磁感测的磁通门磁力仪所述的那些。在一些实施方案中，每个传感器110、112、114、116是差分磁传感器的一部分。在一个实施方案中，传感器110、114是耦合在一起以成为形成差分磁传感器的配置的每个非差分磁传感器，并且传感器112、116是耦合在一起以成为形成差分磁传感器的配置的每个非差分磁传感器，如本文更详细地描述的。

多个传感器110、112、114、116可由钻模108支撑，并且定位在单个平面中，以便形成中心孔隙，管件102可放置为穿过中心孔隙。针对感测管件中的热点描述本文公开的系统和方法；然而，本文描述的方法和系统可以用于感测其它对象中的热点。对象实例包括期望是基本上非磁性的任何对象，但是这些对象可以呈现一些磁偶极子。

待感测的管件102可以包含一个或多个磁热点104。如上所述，这些热点104可以包括实际上磁化的或能够被磁化的区域。虽然在图1-4中示出，但是热点104、304可能并不是肉眼可视地区分的。

热点检测系统100可允许传感器110、112、114、116以相对靠近距离越过管件102的表面区域。由于传感器110、112、114、116是差分磁传感器，因此传感器110、112、114、116并不寄存远距离的环境磁场(因为这样的场在传感器附近将会是均匀的)，而是寄存器定位的(例如，在传感器的感测部分附近)磁场，诸如被定位成与传感器110、112、114、116相邻的任何磁热点104。换句话说，环境磁场将会相同地由差分磁传感器中的每个非差分磁传感器寄存，并且因此将会在差分磁传感器中抵消彼此，然而，每个非差分磁传感器将不同地感测局部磁场，从而造成差分磁传感器中存在的整体信号。

在一些实施方案中，管件102可由操纵器120移动。操纵器120可使管件102移动穿过传感器阵列106，从而在管件102移动穿过传感器阵列106时，允许传感器110、112、114、116扫描管件102的表面区域。在一些实施方案中，操纵器120可以旋转管件102，并且在轴向方向上移动管件102。管件102的旋转可以允许先前不与传感器110、112、114、116成直线的管件102的部分将旋转为与传感器110、112、114、116成直线。在这个实施方案中，在管件102首次穿过传感器阵列106后，操纵器120可使管件102旋转期望角度并使管件102再次穿过传感器阵列106。这个过程可按需要重复多次，以便扫描管件102。

在一些实施方案中，在操纵器120移动传感器阵列106以对管件102进行扫描时，管件102可以保持静止。操纵器120可以沿管件102的长度来轴向地移动传感器阵列106，从而允许传感器110、112、114、116，以便越过管件102中的热点104并且因此检测管件中的热点。在一些实施方案中，操纵器120还可旋转传感器阵列106，以便允许先前不与传感器110、112、114、116成直线的管件102的部分与传感器110、112、114、116成直线。

在一些实施方案中，操纵器120可以包括使管件102轴向地移动并旋转传感器阵列106的部分。在一些实施方案中，操纵器120可以包括使管件102旋转并轴向地移动传感器阵列106的部分。

在一些实施方案中，热点检测系统100可以包括标记118。标记118可耦合到钻塔108或与钻塔108分离。标记118可标记管件102以指示热点104的存在。在一些实施方案中，标记118利用油墨在热点104的位置处标记管件102。在一些实施方案中，可以使用多于一个标记118。标记118可通过计算机控制或通过模拟电路来致动。在一些实施方案中，所得标记位于热点104处，而一些实施方案中，所得标记位于从热点104偏移已知距离的位置处。虽然示出从传感器114轴向地偏移，但是标记118可定位在传感器110、112、114、116附近或其它地方。

图2是根据所公开主题的某些特征的图1的热点检测系统100的前视图。热点检测系统100包括传感器阵列106，传感器阵列包括由钻模108支撑的传感器110、112、114、116。钻模108另外支撑标记118。可将具有热点104的管件102定位在中心孔隙内，所述中心孔隙是由传感器110、112、114、116的布置形成。

图3是根据所公开主题的某些特征的具有偏移传感器组326的热点检测系统300的轴测投影。热点检测系统300包括传感器阵列306，所述传感器阵列包含两组传感器332、334。第一组传感器332包括传感器310、312、314、316。第二组传感器334包括传感器320、322、324、326。第一组传感器332被布置成位于从第二组传感器334轴向地偏移的平面中。在一些实施方案中，每组传感器332、334可以包含多于四个或少于四个的传感器。在一些实施方案中，每组传感器332、334包含八个传感器。传感器可与以上参考图1-2所述传感器相同。

可使第一组传感器332从第二组传感器334中的传感器320、322、324、326轴向地偏移和旋转地偏移。由于第一组传感器332和第二组传感器334的偏移位置，在每个管件302穿过传感器阵列306时，就可扫描管件上的更多部分。单个钻模308可以保持每组传感器332、334。在一些实施方案中，每组传感器332、334是由其自己的钻模支撑。

传感器310、312、314、316、320、322、324、326可布置成形成中心孔隙，管件302可放置成穿过中心孔隙。第一传感器332和第二组传感器334可以位于轴向地偏移的、但平行的平面上

热点检测系统300可允许传感器310、312、314、316、320、322、324、326以相对靠近距离越过管件302的表面区域。由于传感器310、312、314、316、320、322、324、326是差分磁传感器，因此传感器310、312、314、316、320、322、324、326并不寄存远距离的环境磁场，而是寄存器定位的(例如，在传感器的感测部分附近)磁场，诸如被定位成与传感器306相邻的任何磁热点304。

如以上参考图1-2描述的，管件302可由操纵器330移动，传感器阵列306可由操纵器330移动，或者操纵器330可以移动管件302和传感器阵列306两者。在一些实施方案中，第一组传感器332和第二组传感器334可作为单个单元由操纵器330移动。在一些实施方案中，第一组传感器332和第二组传感器334可单独地通过操纵器330移动。

当使用多组传感器332、334时，可不必要或不太必要使管件302旋转，以便将由传感器阵列306扫描完整管件。

图4是根据所公开主题的某些特征的图3的热点检测系统300的前视图。热点检测系统300包括传感器阵列306，传感器阵列包括由钻模308支撑的传感器310、312、314、316、320、322、324、326。可将具有热点304的管件302定位在中心孔隙内，所述中心孔隙是由传感器310、312、314、316、320、322、324、326的布置形成。

图5是根据所公开主题的某些特征的由单个非差分磁通门磁力仪502形成的差分磁通门磁力仪500的示意图。可使用如图所示配置的非差分磁通门磁力仪502来形成差分磁通门磁力仪500。非差分磁通门磁力仪502可以包括第一线圈508和第二线圈510，每个线圈具有起点S和终点F。每个线圈可为被包裹在线圈中的锰金属棒。可以使用具有其它合适芯部的其它合适线圈。第一线圈508的终点F可耦合到第二线圈510的起点S。可以在第一线圈508的起点S与第二线圈510的终点F之间提供激励源504。激励源504可为任何合适的激励源，诸如产生出方波的中心抽头的变压器。可以使用使用其它波(例如，正弦波)的其它合适的激励源。可以在输出端506处测量差分磁通门磁力仪500，输出端是第一线圈508的终点F与第二线圈510的起点S之间的连接处。

图6是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪604、606形成的差分磁通门磁力仪600的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行布置。可使用如图所示配置的第一非差分磁通门磁力仪604和第二非差分磁通门磁力仪606来形成差分磁通门磁力仪600。

第一非差分磁通门磁力仪604可以包括第一线圈608和第二线圈610，每个线圈具有起点S和终点F。第二非差分磁通门磁力仪606可以包括第一线圈612和第二线圈614，每个线圈具有起点S和终点F。

第一非差分磁通门磁力仪604的第二线圈610的终点F可耦合到第二非差分磁通门磁力仪606的第一线圈612的起点S。可以在第一非差分磁通门磁力仪604的第二线圈610的起点S与第二非差分磁通门磁力仪606的第一线圈612的终点F之间提供激励源602。可以在输出端616处测量差分磁通门磁力仪600，输出端是第一非差分磁通门磁力仪604的第一线圈610的终点F与第二非差分磁通门磁力仪606的第一线圈612的起点S之间的连接处。

距离d是第一非差分磁通门磁力仪604的第二线圈610与第二非差分磁通门磁力仪606的第一线圈612之间的距离。如果距离d太大，那么环境磁场的梯度的任何变化可由差分磁通门磁力仪600检测，这可能是不期望的。在距离d太小时，将会减小差分效应。

非差分磁通门磁力仪604、606可布置成彼此平行。

图7是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪704、706形成的差分磁通门磁力仪700的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行且重合的布置。可使用如图所示配置的第一非差分磁通门磁力仪704和第二非差分磁通门磁力仪706来形成差分磁通门磁力仪700。

第一非差分磁通门磁力仪704可以包括第一线圈708和第二线圈710，每个线圈具有起点S和终点F。第二非差分磁通门磁力仪706可以包括第一线圈712和第二线圈714，每个线圈具有起点S和终点F。

第一非差分磁通门磁力仪704的第一线圈708的终点F可耦合到第二非差分磁通门磁力仪706的第一线圈712的起点S。可以在第一非差分磁通门磁力仪704的第一线圈708的起点S与第二非差分磁通门磁力仪706的第一线圈712的终点F之间提供激励源702。可以在输出端716处测量差分磁通门磁力仪700，输出端是第一非差分磁通门磁力仪704的第一线圈708的终点F与第二非差分磁通门磁力仪706的第一线圈712的起点S之间的连接处。

距离d是第一非差分磁通门磁力仪704的第一线圈708与第二非差分磁通门磁力仪706的第一线圈712之间的距离。非差分磁通门磁力仪704、706可布置成彼此平行且重合的。如果非差分磁通门磁力仪704、706被布置成彼此接触(例如，d为零或接近零)，那么差分磁通门磁力仪700的顶端和底端(例如，具有线圈708、710、712、714的起点S的端部)可定位在待感测的对象附近。如果距离d是较小距离，那么差分磁通门磁力仪700的中间端部(例如，具有线圈708、710、712、714的终点F的端部)可定位在待感测的对象附近。在一些实施方案中，非差分磁通门磁力仪704、706被定位成分开得足够远，以便允许管件穿过它们(例如，穿过在非差分磁通门磁力仪704、706之间形成的中心孔隙)，从而允许将由差分磁通门磁力仪700感测管件。

图8是根据所公开主题的某些特征的由两个非差分磁通门磁力仪804、806形成的一组差分磁通门磁力仪800的示意图，两个非差分磁通门磁力仪被布置成平行且重合的布置。可使用如图所示配置的第一非差分磁通门磁力仪804和第二非差分磁通门磁力仪806来形成第一差分磁通门磁力仪801a和第二差分磁通门磁力仪801b。

第一非差分磁通门磁力仪804可以包括第一线圈808和第二线圈810，每个线圈具有起点S和终点F。第二非差分磁通门磁力仪806可以包括第一线圈812和第二线圈814，每个线圈具有起点S和终点F。

第一非差分磁通门磁力仪804的第一线圈808的起点S可耦合到第二非差分磁通门磁力仪806的第一线圈812的起点S。第一非差分磁通门磁力仪804的第二线圈810的起点S可耦合到第二非差分磁通门磁力仪806的第二线圈814的起点S。第一非差分磁通门磁力仪804的第一线圈808和第二线圈810的终点F可耦合在一起。第二非差分磁通门磁力仪806的第一线圈812和第二线圈814的终点F可耦合在一起。可以在第一非差分磁通门磁力仪804的第一线圈808和第二线圈810的终点F与第二非差分磁通门磁力仪806的第一线圈812和第二线圈814的终点F之间设有激励源802。

可以在输出端816处测量第一差分磁通门磁力仪801a，输出端是第一非差分磁通门磁力仪804的第一线圈808的起点S与第二非差分磁通门磁力仪806的第一线圈812的起点S之间的连接处。可以在输出端818处测量第二差分磁通门磁力仪801b，输出端是第一非差分磁通门磁力仪804的第二线圈810的起点S与第二非差分磁通门磁力仪806的第二线圈814的起点S之间的连接处。

图9是根据所公开主题的某些特征的传感器阵列900的示意图，传感器阵列包括由八个非差分磁通门磁力仪904、906、908、910、912、914、916、918形成的四组差分磁通门磁力仪。每组差分磁通门磁力仪可以包括如参考图8描述的那样配置的两个差分磁通门磁力仪。每个差分磁通门磁力仪可由相应的输出端920、922、924、926、928、930、932、934测量。激励源936可以激励非差分磁通门磁力仪904、906、908、910、912、914、916、918中的每者。可将管件902移动穿过由传感器阵列900形成的中心孔隙938。

可使用在由传感器阵列900形成的中心孔隙938的相对侧上间隔开的第一非差分磁通门磁力仪904和第二非差分磁通门磁力仪912来形成第一差分磁通门磁力仪和第二差分磁通门磁力仪。可使用在由传感器阵列900形成的中心孔隙938的相对侧上间隔开的第三非差分磁通门磁力仪906和第四非差分磁通门磁力仪914来形成第三差分磁通门磁力仪和第四差分磁通门磁力仪。可使用在由传感器阵列900形成的中心孔隙938的相对侧上间隔开的第五非差分磁通门磁力仪908和第六非差分磁通门磁力仪916来形成第五差分磁通门磁力仪和第六差分磁通门磁力仪。可使用在由传感器阵列900形成的中心孔隙938的相对侧上间隔开的第七非差分磁通门磁力仪910和第八非差分磁通门磁力仪918来形成第七差分磁通门磁力仪和第八差分磁通门磁力仪。

使用八个差分磁通门磁力仪造成共十六个感测位置(例如，非差分磁通门磁力仪904、906、908、910、912、914、916、918的每个线圈的每个终点F)。

在一些实施方案中，在轴向地偏移的平面中使用两组差分磁通门磁力仪，每组八个差分磁通门磁力仪，每组从另一个而旋转地偏移约22.5°。

图10是用于分析来自一个或多个差分磁传感器1002的信号的系统1000的方框图。在被传送到求和器1014前，可将来自差分磁传感器1002的信号传送通过信号处理路径1004。信号处理路径1004可将来自差分磁传感器1002的信号传送通过滤波器1006，诸如低通滤波器。在方框1008处，滤波后的信号可以通过相敏解调器。可将解调后的信号传送通过第二滤波器1010，诸如低通滤波器。信号可以通过绝对值电路1012。

求和器1014可以接受来自差分磁传感器1002的信号。求和器1014可额外地以接受来自一个或多个其它差分磁传感器1024的信号。来自一个或多个其它差分磁传感器1024的信号全都可以通过相应信号处理路径，包括滤波器、解调器和绝对值电路，如以上参考来自差分磁传感器1002的信号描述的。求和器可以将所有接收到的信号组合在一起在一些实施方案中，求和器1014还包括了电荷放大器。电荷放大器可使扫描速度变得不太关键。

来自求和器1014的输出可传送到正阈值比较器1016和负阈值比较器1018两者。如果来自求和器1014的输出超过阈值(无论正还是负)，那么对应的比较器1016、1018将会产生指示。在一些实施方案中，比较器1016、1018可以照亮相应发光二极管(LED)1020、1022。

如参考图10所述，比较器1016、1018可以确定传感器阵列是否已检测到热点。在一些实施方案中，并不使用求和器1014，或单独地激励每个差分磁传感器，以便热点检测系统能够确定哪个传感器产生信号。换句话说，在无求和器1014的情况下，每个差分磁传感器可耦合到其自己的比较器组，以便确定这个特定磁传感器是否已感测到热点。

图11是根据所公开主题的某些特征的用于检测在管件中的磁热点的过程1100的流程图。在方框1102处，将传感器阵列定位在管件附近，这可包括在管件附近操纵传感器阵列，或者在传感器阵列附近操纵管件。

在方框1104处，相对于传感器阵列来操纵管件，以便允许该管件的表面区域在距传感器阵列中的传感器的足够距离内(例如，以便感测磁场)穿过。方框1104可以包括在方框1106处操纵管件通过传感器阵列和在方框1108处操纵传感器阵列环绕(例如，轴向地)管件中的一者或多者。在一些实施方案中，在方框1104处，可使该管件或传感器阵列旋转，以便允许该管件的额外表面区域在距传感器阵列的传感器的足够距离内穿过。

在方框1110处，可检测磁热点。可以在一个或多个差分磁通门磁力仪检测指示磁热点的足够大的磁场变化时，可检测磁热点。

在方框1112处，可以提供指示。如上所述，比较器可以确定何时由传感器阵列中的一个或多个传感器感测到足够大的磁场变化，并且可为LED供电。在一些实施方案中，可以提供其它指示。在一些实施方案中，所提供的指示可以包括致动标记，以便在指示管件中的热点的位置标记管件。在一些实施方案中，指示包括其它信号，诸如形成与计算机日志中的热点相关的条目或描述计算机日志中的热点的条目。

图12是根据所公开主题的某些特征的用于检测在管件中的磁热点的过程1200的流程图。在方框1202处，可以检测在管件中的磁热点。在方框1202处，可以检测已经磁化的磁热点。在方框1204处，可使管件磁化，以便使管件的任何潜在热点磁化(例如，当前未磁化的、但能够变得磁化的热点)。在方框1206处，可以再次检测在管件中的磁热点。在方框1206处，可以检测管件中的全部的磁热点。在方框1208处，可使管件去磁。在方框1210处，可以第三次检测磁热点。

图13是根据所公开主题的某些特征的包括用于热点检测系统的信号处理路径1302的指示电路1300的示意图。合适电子硬件以示意图描绘，但是可以使用其它电子硬件，包括具有不同值(例如，电阻值)的类似硬件。

指示电路1300可接受和处理来自八个传感器1320、1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334的信号。来自每个传感器的信号可以通过单独信号处理路径1302。信号处理路径1302可以包括元件，诸如滤波器、相敏解调器和绝对值电路。

来自信号处理路径1302的信号可以通过将信号组合的求和器1304。在一些实施方案中，求和器可以包括多个电阻器，每个电阻器在它们的第一端部被连接到相应信号处理路径1302，并且在它们的第二端部被连接在一起。求和器1304可以包括电荷放大器1306。在一些实施方案中，电荷放大器1306或求和器1304的输出可传送到第一比较器1308和第二比较器1310。比较器可以驱动LED 1312、1314。

在一些实施方案中，在处理之前或之后来自差分磁通门磁力仪的信号可传送到计算机以进一步处理，诸如将感测到的信号与阈值进行比较。

对实施方案(包括所示实施方案)的前述描述仅出于说明和描述的目的而呈现，并且不旨在穷尽或限制所公开的精确形式。各实施方案的许多修改、适配和使用将对本领域的技术人员是显而易见的。

如以下所使用，对一系列的实例的任何引用应理解为分开引用那些实例中的每个实例(例如，“实例1-4”将理解为“实例1、2、3或4”)。

实例1是一种包括执行管件的热点检测的方法，所述方法包括将传感器阵列定位于所述管件附近，所述传感器阵列包括至少一个差分磁传感器；通过所述传感器阵列检测所述管件的磁热点；以及响应于检测到所述磁热点来提供指示。

实例2是如实例1所述的方法，其中执行热点检测还包括相对于所述传感器阵列来操纵所述管件，其中所述传感器阵列包括多个差分磁传感器，所述多个差分磁传感器呈圆形地布置而形成孔隙，所述孔隙的大小设定为能容纳所述管件，并且其中操纵所述管件包括使所述管件穿过所述孔隙。

实例3是如实例2所述的方法，其中操纵所述管件还包括使所述管件相对于所述传感器阵列旋转，并且使所述管件再次穿过所述孔隙。

实例4是如实例2或3所述的方法，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁传感器，所述第二多个差分磁传感器从所述多个差分磁传感器旋转地且轴向地偏移。所述第二多个差分磁传感器呈圆形地布置而形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述孔隙同轴。在实例4中，操纵所述管件包括使所述管件穿过所述第二孔隙。

实例5是如实例1-4所述的方法，其中执行热点检测还包括相对于所述传感器阵列来操纵所述管件，其中在操纵所述管件期间，所述传感器阵列从所述管件的基本上整个的外表面附近经过。

实例6是如实例1-5所述的方法，其还包括使所述管件去磁。

实例7是如实例1-6所述的方法，其还包括使所述管件的潜在热点磁化。

实例8是如实例1-7所述的方法，其中提供所述指示包括用指示所述磁热点的位置的标记来标记所述管件。

实例9是一种系统，所述系统包括：传感器阵列，所述传感器阵列包括多个差分磁通门传感器，所述多个差分磁通门传感器形成中心孔隙，所述中心孔隙的大小设定为能容纳管件；至少一个激励源，所述至少一个激励源被耦合到所述传感器阵列，用于激励所述多个差分磁通门传感器；以及指示电路，所述指示电路被耦合到所述传感器阵列，用于响应于由所述传感器阵列检测到的磁热点来提供指示。

实例10是如实例9所述的系统，其还包括操纵器，所述操纵器用于相对于所述传感器阵列来移动所述管件。

实例11是如实例10所述的系统，其中所述操纵器包括旋转致动器，所述旋转致动器用于使所述管件相对于所述传感器阵列旋转。

实例12是如实例9-11所述的系统，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁通门传感器，所述第二多个差分磁通门传感器从所述多个差分磁通门传感器旋转地且轴向地偏移，所述第二多个差分磁通门传感器形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述中心孔隙同轴，并且其中所述至少一个激励源被耦合到所述传感器阵列，以便激励所述第二多个差分磁通门传感器。

实例13是如实例9-12所述的系统，其中所述指示电路包括：多个低通滤波器，所述多个低通滤波器用于从所述多个差分磁通门传感器中的每者接收原始信号；多个绝对值电路，所述多个绝对值电路用于从所述多个低通滤波器接收滤波后的信号，并且输出多个绝对值信号；求和器电路，所述求和器电路用于将所述多个绝对值信号组合成组合信号；以及至少一个比较器，所述至少一个比较器用于将所述组合信号与阈值进行比较，其中当所述组合信号超过所述阈值时，所述至少一个比较器中的每者提供所述指示。

实例14是如实例9-13所述的系统，其中所述多个差分磁通门传感器中的每者包括一对非差分磁通门传感器。

实例15是如实例14所述的系统，其中所述非差分磁通门传感器对中的一者被定位成关于所述中心孔隙的中心与所述非差分磁通门传感器对中的另一者相对。

实例16是一种系统，所述系统包括：传感器阵列，所述传感器阵列包括多个差分磁传感器，所述多个差分磁传感器形成孔隙，所述孔隙的大小设定为能容纳管件；指示电路，所述指示电路被耦合到所述传感器阵列，用于响应于由所述传感器阵列检测到的磁热点来提供指示；以及操纵器，所述操纵器用于相对于所述传感器阵列来移动所述管件。

实例17是如实例16所述的系统，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁传感器，所述第二多个差分磁传感器从所述多个差分磁传感器旋转地且轴向地偏移，所述第二多个差分磁传感器形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述孔隙同轴。

实例18是如实例17所述的系统，其还包括其中所述指示电路包括：多个低通滤波器，所述多个低通滤波器用于从所述多个差分磁传感器中的每者接收原始信号；多个绝对值电路，所述多个绝对值电路用于从所述多个低通滤波器接收滤波后的信号，并且输出多个绝对值信号；求和器电路，所述求和器电路用于将所述多个绝对值信号组合成组合信号；以及至少一个比较器，所述至少一个比较器用于将所述组合信号与阈值进行比较，其中当所述组合信号超过所述阈值时，所述至少一个比较器中的每者提供所述指示。

实例19是如实例16-19所述的系统，其中所述多个差分磁通门传感器中的每者包括一对非差分磁通门传感器。

实例20是如实例19所述的系统，其中所述非差分磁传感器对中的一者被定位成关于所述孔隙的中心与所述非差分磁传感器对中的另一者相对。

Claims (20)

1.一种方法，所述方法包括：

将传感器阵列定位于管件附近，所述传感器阵列包括至少一个差分磁传感器；

通过所述传感器阵列检测所述管件的磁热点；以及

响应于检测到所述磁热点来提供指示，以便进行对所述管件的热点检测。

2.如权利要求1所述的方法，其还包括：

相对于所述传感器阵列来操纵所述管件，其中所述传感器阵列包括多个差分磁传感器，所述多个差分磁传感器呈圆形地布置而形成孔隙，所述孔隙的大小设定为能容纳所述管件，并且其中操纵所述管件包括使所述管件至少部分地穿过所述孔隙。

3.如权利要求2所述的方法，其中操纵所述管件还包括使所述管件相对于所述传感器阵列旋转，并且使所述管件再次穿过所述孔隙。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁传感器，所述第二多个差分磁传感器从所述多个差分磁传感器旋转地且轴向地偏移，所述第二多个差分磁传感器呈圆形地布置而形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述孔隙同轴，并且其中操纵所述管件包括使所述管件穿过所述第二孔隙。

5.如权利要求1所述的方法，其还包括：

相对于所述传感器阵列来操纵所述管件，其中在操纵所述管件期间，所述传感器阵列从所述管件的基本上整个的外表面附近经过。

6.如权利要求1所述的方法，其还包括：

使所述管件去磁。

7.如权利要求6所述的方法，其还包括：

使所述管件的潜在热点磁化。

8.如权利要求1所述的方法，其中提供所述指示包括用指示所述磁热点的位置的标记来标记所述管件。

9.一种系统，所述系统包括：

传感器阵列，所述传感器阵列包括多个差分磁通门传感器，所述多个差分磁通门传感器形成中心孔隙，所述中心孔隙的大小设定为能容纳管件；

至少一个激励源，所述至少一个激励源被耦合到所述传感器阵列，用于激励所述多个差分磁通门传感器；以及

指示电路，所述指示电路被耦合到所述传感器阵列，用于响应于由所述传感器阵列检测到的磁热点来提供指示。

10.如权利要求9所述的系统，其还包括：

操纵器，所述操纵器用于相对于所述传感器阵列来移动所述管件。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述操纵器包括旋转致动器，所述旋转致动器用于使所述管件相对于所述传感器阵列旋转。

12.如权利要求9所述的系统，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁通门传感器，所述第二多个差分磁通门传感器从所述多个差分磁通门传感器旋转地且轴向地偏移，所述第二多个差分磁通门传感器形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述中心孔隙同轴，并且其中所述至少一个激励源被耦合到所述传感器阵列，以便激励所述第二多个差分磁通门传感器。

13.如权利要求9所述的系统，其中所述指示电路包括：

多个低通滤波器，所述多个低通滤波器用于从所述多个差分磁通门传感器中的每者接收原始信号；

多个绝对值电路，所述多个绝对值电路用于从所述多个低通滤波器接收滤波后的信号，并且输出多个绝对值信号；

求和器电路，所述求和器电路用于将所述多个绝对值信号组合成组合信号；以及

至少一个比较器，所述至少一个比较器用于将所述组合信号与阈值进行比较，其中当所述组合信号超过所述阈值时，所述至少一个比较器中的每者提供所述指示。

14.如权利要求9所述的系统，其中所述多个差分磁通门传感器中的每者包括一对非差分磁通门传感器。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述非差分磁通门传感器对中的一者被定位成关于所述中心孔隙的中心与所述非差分磁通门传感器对中的另一者相对。

16.一种系统，所述系统包括：

传感器阵列，所述传感器阵列包括多个差分磁传感器，所述多个差分磁传感器形成孔隙，所述孔隙的大小设定为能容纳管件；

指示电路，所述指示电路被耦合到所述传感器阵列，用于响应于由所述传感器阵列检测到的磁热点来提供指示；以及

操纵器，所述操纵器用于相对于所述传感器阵列来移动所述管件。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述传感器阵列还包括第二多个差分磁传感器，所述第二多个差分磁传感器从所述多个差分磁传感器旋转地且轴向地偏移，所述第二多个差分磁传感器形成第二孔隙，所述第二孔隙的大小设定为能容纳所述管件并与所述孔隙同轴。

18.如权利要求17所述的系统，其还包括：

多个低通滤波器，所述多个低通滤波器用于从所述多个差分磁传感器中的每者接收原始信号；

多个绝对值电路，所述多个绝对值电路用于从所述多个低通滤波器接收滤波后的信号，并且输出多个绝对值信号；

求和器电路，所述求和器电路用于将所述多个绝对值信号组合成组合信号；以及

至少一个比较器，所述至少一个比较器用于将所述组合信号与阈值进行比较，其中当所述组合信号超过所述阈值时，所述至少一个比较器中的每者提供所述指示。

19.如权利要求17所述的系统，其中所述多个差分磁传感器中的每者包括一对非差分磁传感器。

20.如权利要求19所述的系统，其中所述非差分磁传感器对中的一者被定位成关于所述孔隙的中心与所述非差分磁传感器对中的另一者相对。