CN114778686B - 一种智能完井预埋套管损伤检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能完井预埋套管损伤检测系统，包括拼接设置的多节检测装置；检测装置包括上连接件、下连接件、多层检测机构以及多个挡杆组件；检测机构包括多个检测组件；检测组件包括U形件、第一弹性件和传感器封装件；传感器封装件和第一弹性件设置于U形件内；第一弹性件能够将传感器封装件弹出U形件；挡杆组件将传感器封装件卡接在U形件内；挡杆组件的顶端伸入至上连接件，挡杆组件的底端弹性连接于下连接件。本申请实现了拼接式下放检测装置，拼接完成的同时，传感器封装件自动被弹出贴合到套管外壁，既避免传感器封装件下放过程中被挤压，又能够在下放完成后自动贴合套管外壁，能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管检测。

Description

一种智能完井预埋套管损伤检测系统

技术领域

本申请涉及智能完井套管检测技术领域，尤其涉及一种智能完井预埋套管损伤检测系统。

背景技术

智能完井系统（Intelligent completion well），被称作是井下永久监测控制系统，它是一种能够采集、传输和分析井下生产状态、油藏状态和整体完井管柱生产数据等资料，并且能够根据油井生产情况，以远程控制的方式及时对油层进行监测控制的完井系统。

井下套管随着在役时间增长，长期处于高温高压的复杂地质环境下，逐渐出现不同程度的损坏，严重影响生产井设施的使用寿命。井下套管检测技术是套损井治理的基础，是对其修复治理的关键，目前来看，各个油田的套管检测多以传统的物理方法作为检测手段，随着无损检测技术的发展，井下套管电磁声等检测技术应用规模逐渐扩大，但定期的井下检测对人力物力有较高需求，影响油井的正常作业。

电磁超声无损检测技术具有非接触、无需耦合剂、适应性强等优点，广泛应用在测厚、探伤、材料晶格结构检测、材料应力检测等多个领域。电磁超声传感器一般由永磁体、激励接收线圈、试件三部分组成，当向电磁超声换能器的检测线圈内通入高频高压的脉冲激励信号可以在被测试件表面产生感应涡流，感应涡流在静态稳恒磁场和检测线圈附近产生的动态磁场影响下会使被测试件表面的晶体粒子发生振动，从而形成周期性的震荡位移，当振动产生的机械能以声波的形式在被测试件内部进行传递，超声波也随之形成。因而，将电磁超声无损检测技术运用于井下套管损伤的检测是一个发展的趋势，现有技术在安装套管时，一般是将套管下放到井中，然后在套管与井壁之间的空隙浇筑水泥，形成水泥环，通过水泥环和套管进行固井，但现有技术在实际运用电磁超声无损检测技术时，将电磁超声传感器沿着套管的外侧间隔排列并固定，然后下放套管，最终浇筑水泥环，将电磁超声传感器与水泥环浇筑为一体，但此种方式在套管下放安装的过程中由于套管的重力导致套管晃动，容易将安装在套管外侧的电磁超声传感器挤压进而掉落，不能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管的检测中。

发明内容

本申请通过提供一种智能完井预埋套管损伤检测系统，解决了现有技术中在套管下放安装的过程中由于套管的晃动，容易将安装在套管外侧的电磁超声传感器挤压进而掉落，不能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管的检测中的技术问题，实现了将套管与检测装置先后下放安装，在套管下放后，再拼接式下放多节检测装置，检测装置在下放的过程中不接触套管，避免被套管磕碰和挤压，在两节检测装置下放拼接完成的同时，处于下方的检测装置中的传感器封装件自动被弹出并贴合到套管的外壁，既避免了传感器封装件下放的过程中被挤压，又能够在下放完成后自动贴合套管外壁，不影响其正常的检测使用，能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管的检测中。

本申请提供的一种智能完井预埋套管损伤检测系统，包括拼接设置于套管外侧的多节检测装置；所述检测装置包括上连接件、下连接件、设置于所述上连接件和所述下连接件之间的多层检测机构以及环形阵列设置的多个挡杆组件；多层所述检测机构之间固定连接，所述检测机构包括环形阵列设置的多个检测组件；所述检测组件包括U形件、第一弹性件和传感器封装件；所述传感器封装件设置于所述U形件内，并与所述U形件滑动连接；所述第一弹性件设置于所述传感器封装件和所述U形件之间，能够将所述传感器封装件的端部径向弹出所述U形件；每层相邻的所述U形件之间固定连接有弧形支撑架；所述挡杆组件自下而上贯通多个所述U形件，且与多个所述U形件滑动连接，所述挡杆组件与自下而上的多个传感器封装件之间连接，能够将传感器封装件卡接在所述U形件内；所述上连接件自下而上贯通有多个通孔，所述挡杆组件的顶端伸入至所述通孔中，并与所述通孔滑动连接，所述挡杆组件的底端弹性连接于所述下连接件的顶端；所述上连接件的底端与最上层的所述U形件固定连接，所述下连接件的顶端与最下层的所述U形件固定连接；所述下连接件的底端设置有多个凸起，所述凸起与所述通孔上下对应设置，当相邻的两节所述检测装置上下拼接时，处于上方的所述检测装置的所述下连接件的凸起插接于处于下方的所述检测装置的所述上连接件的通孔中，通过多个所述凸起能够挤压多个所述挡杆组件下移，使得每层的所述传感器封装件能够在第一弹性件的作用下弹出所述U形件；多个所述传感器封装件电性连接有控制部。

在一种可能的实现方式中，所述挡杆组件包括滑杆、第二弹性件和多个挡块；所述滑杆自下而上贯通多个所述U形件，且与多个所述U形件滑动连接；所述滑杆的顶端伸入至所述上连接件的所述通孔中，并与所述通孔滑动连接；多个所述挡块自下而上固定连接于所述滑杆的外侧，且分别处于多个所述U形件内，能够将多个所述传感器封装件卡接于多个所述U形件内；所述第二弹性件的底端固定连接于所述下连接件的顶端，所述第二弹性件的顶端与所述滑杆的底端固定连接，能够对所述滑杆进行弹性支撑。

在一种可能的实现方式中，所述U形件包括U形座和两个支撑板；两个所述支撑板固定连接于所述U形座内，并与所述传感器封装件的两端滑动连接；所述挡杆组件自下而上依次贯通多个所述支撑板，并与所述支撑板滑动连接。

在一种可能的实现方式中，相邻的两层所述弧形支撑架之间固定连接有连接板。

在一种可能的实现方式中，所述传感器封装件包括外壳、脉冲激励线圈、电磁超声激励接收线圈、压力传感器和温度传感器；所述脉冲激励线圈、所述电磁超声激励接收线圈、所述压力传感器和所述温度传感器分别与所述控制部电性连接，且均设置于所述外壳内，被所述外壳封装为一体；所述外壳滑动连接于所述U形件内，所述外壳的一侧所述第一弹性件连接，所述外壳的另一侧与所述挡杆组件卡接。

在一种可能的实现方式中，所述控制部包括脉冲电源、电磁超声激励电源、信号储存装置、地面控制器和地面数据处理装置；所述脉冲电源与所述脉冲激励线圈电性连接；所述电磁超声激励电源和所述信号储存装置分别与所述电磁超声激励接收线圈的两端电性连接；所述压力传感器和所述温度传感器均与所述信号储存装置电性连接；所述脉冲电源、所述电磁超声激励电源和所述信号储存装置分别电性连接于所述地面控制器；所述地面控制器与所述地面数据处理装置电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述电磁超声激励接收线圈包括电磁超声激励线圈和电磁超声接收线圈；所述电磁超声激励线圈与所述电磁超声激励电源电性连接；所述电磁超声接收线圈与所述信号储存装置电性连接。

在一种可能的实现方式中，所述电磁超声激励线圈为双层线圈结构，所述双层线圈结构包括两个回折线圈，每个所述回折线圈的线间距为四分之一波长。

在一种可能的实现方式中，自下而上的相邻的所述传感器封装件之间通过电缆电性连接。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请通过采用了拼接设置于套管外侧的多节检测装置；其中检测装置包括上连接件、下连接件、设置于上连接件和下连接件之间的多层检测机构以及环形阵列设置的多个挡杆组件；多层检测机构之间固定连接为一体，进一步设置检测机构包括环形阵列设置的多个检测组件；其中检测组件包括U形件、第一弹性件和传感器封装件；将传感器封装件设置于U形件内，并与U形件滑动连接；将第一弹性件设置于传感器封装件和U形件之间，能够将传感器封装件的端部径向弹出U形件；通过设置检测组件，能够在套管下放后，对检测组件进行拼接式下放，避免套管在下放的过程中对检测组件产生挤压；

将挡杆组件自下而上贯通多个U形件，且与多个U形件滑动连接，挡杆组件与自下而上的多个传感器封装件之间连接，能够将传感器封装件卡接在U形件内；通过设置挡杆组件，能够在检测组件下放的过程中，始终将传感器封装件卡接在U形件内部，通过U形件能够对传感器封装件进行防护，同时，在下放的过程中，能够避免检测组件与套管的外壁接触，从而能够避免检测组件与套管外壁之间因存在摩擦力而影响正常的下放；

上连接件自下而上贯通有多个通孔，挡杆组件的顶端伸入至通孔中，并与通孔滑动连接，挡杆组件的底端弹性连接于下连接件的顶端，使得挡杆组件在轴向受到挤压时，能够整体轴向下移一段距离；上连接件的底端与最上层的U形件固定连接，下连接件的顶端与最下层的U形件固定连接；下连接件的底端设置有多个凸起，凸起与通孔上下对应设置，当相邻的两节检测装置上下拼接时，处于上方的检测装置的下连接件的凸起插接于处于下方的检测装置的上连接件的通孔中，通过多个凸起能够挤压多个挡杆组件下移，从而不再对传感器封装件阻挡，进而使得每层的传感器封装件能够在第一弹性件的作用下弹出U形件，并最终贴合到已经下放的套管的外壁，从而便于后续在套管和井壁之间浇筑水泥，同时也能够使得水泥和传感器封装件、挡杆组件浇筑成一体形成最终的水泥环，通过传感器封装件的自动贴合到套管的外壁，使得后续能够正常通过传感器封装件对套管的损伤进行检测，多个传感器封装件电性连接有控制部，最终通过控制部实时监控套管。

有效解决了现有技术中在套管下放安装的过程中由于套管的晃动，容易将安装在套管外侧的电磁超声传感器挤压进而掉落，不能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管的检测中的技术问题，实现了将套管与检测装置先后下放安装，在套管下放后，再拼接式下放多节检测装置，检测装置在下放的过程中不接触套管，避免被套管磕碰和挤压，在两节检测装置下放拼接完成的同时，处于下方的检测装置中的传感器封装件自动被弹出并贴合到套管的外壁，既避免了传感器封装件下放的过程中被挤压，又能够在下放完成后自动贴合套管外壁，不影响其正常的检测使用，能够很好地将电磁超声无损检测技术运用到井下套管的检测中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种智能完井预埋套管损伤检测系统中的一节检测装置的轴测图；

图2为图1中去除上连接件和连接板之后的轴测图；

图3为图2中A区域的局部放大图；

图4为图2中B区域的局部放大图；

图5为图2中另一视角的轴测图；

图6为图2中的检测装置下放到井内后的俯视结构示意图；

图7为图6中的传感器封装件弹出贴合到套管外壁时的结构示意图；

图8为图7中连接到地面控制器和地面数据处理装置时的C-C方向的剖视结构示意图；

图9为本申请实施例提供的传感器封装件的剖视结构示意图；

图10为本申请实施例提供的脉冲激励线圈、电磁超声激励接收线圈与控制部连接时的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的电磁超声激励线圈为双层线圈结构的示意图。

附图标记：1-套管；2-检测装置；3-上连接件；31-通孔；4-下连接件；41-凸起；5-检测机构；51-检测组件；511-U形件；5111-U形座；5112-支撑板；512-第一弹性件；513-传感器封装件；5131-外壳；5132-脉冲激励线圈；5133-电磁超声激励接收线圈；5134-压力传感器；5135-温度传感器；5136-电磁超声激励线圈；5137-电磁超声接收线圈；5138-铁芯；52-弧形支撑架；53-连接板；6-挡杆组件；61-滑杆；62-第二弹性件；63-挡块；7-控制部；71-脉冲电源；72-电磁超声激励电源；73-信号储存装置；74-地面控制器；75-地面数据处理装置；8-电缆；9-井壁；10-水泥环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

参照图1-10，本申请实施例提供的一种智能完井预埋套管损伤检测系统，包括拼接设置于套管1外侧的多节检测装置2；检测装置2包括上连接件3、下连接件4、设置于上连接件3和下连接件4之间的多层检测机构5以及环形阵列设置的多个挡杆组件6；多层检测机构5之间固定连接，检测机构5包括环形阵列设置的多个检测组件51；检测组件51包括U形件511、第一弹性件512和传感器封装件513；传感器封装件513设置于U形件511内，并与U形件511滑动连接；第一弹性件512设置于传感器封装件513和U形件511之间，能够将传感器封装件513的端部径向弹出U形件511；每层相邻的U形件511之间固定连接有弧形支撑架52；挡杆组件6自下而上贯通多个U形件511，且与多个U形件511滑动连接，挡杆组件6与自下而上的多个传感器封装件513之间连接，能够将传感器封装件513卡接在U形件511内；上连接件3自下而上贯通有多个通孔31，挡杆组件6的顶端伸入至通孔31中，并与通孔31滑动连接，挡杆组件6的底端弹性连接于下连接件4的顶端；上连接件3的底端与最上层的U形件511固定连接，下连接件4的顶端与最下层的U形件511固定连接；下连接件4的底端设置有多个凸起41，凸起41与通孔31上下对应设置，当相邻的两节检测装置2上下拼接时，处于上方的检测装置2的下连接件4的凸起41插接于处于下方的检测装置2的上连接件3的通孔31中，通过多个凸起41能够挤压多个挡杆组件6下移，使得每层的传感器封装件513能够在第一弹性件512的作用下弹出U形件511；多个传感器封装件513电性连接有控制部7。本申请实施例中设置多节检测装置2，并且能够拼接在一起，检测装置2的内径大于套管1的外径，能够整体套在套管1的外侧，每一节检测装置2的高度与每一节套管1的高度相同，本申请实施例中的套管1主要指的是油层套管，第一弹性件512选用弹簧，在实际施工安装时，先向井内下放套管1，可以先下放一节套管1，也可以下放两节套管1，使下放的两节套管1连接在一起（套管1之间的连接为现有技术，在此不再赘述），两节套管1下放后，然后下放一节本申请实施例的检测装置2，检测装置2的外侧能够贴合在井壁9，保证检测装置2下放的过程中不晃动，然后使得第一节检测装置2下放到井底后套在第一节套管1的外侧，第一节检测装置2下放的过程中以及下放到井底之后，由于挡杆组件6的阻挡作用，使得传感器封装件513整体被卡接在U形件511内，不会弹出，从而保证第一节检测装置2下放的过程中不与套管1的外侧干涉，不影响检测装置2的正常下放，（此处进一步考虑到两节套管1之间通过接箍连接，为了避免检测装置2下放的过程中与接箍干涉，因而在设计时需要设置检测装置2的内侧与套管1外侧之间的间距大于接箍的厚度，从而在检测装置2下放的过程中能够顺利越过接箍，不影响检测装置2的正常下放工作），随之下放第二节检测装置2，当第二节检测装置2与第一节检测装置2拼接时，通过第二节检测装置2的下连接件4的凸起41插入到第一节检测装置2的上连接件3的通孔31中，从而凸起41将处于通孔31中的挡杆组件6的顶端向下挤压，使得挡杆组件6相对于第一节检测装置2中的U形件511出现向下移动，挡杆组件6整体下移后，不再阻挡传感器封装件513，第一节检测装置2中的所有传感器封装件513在第一弹性件512的作用下弹出U形件511，并被挤压到第一节套管1的外壁，此时，第二节检测装置2也与第一节检测装置2拼接完成，之后，继续下放第三节、第四节套管1，然后按照上述原理继续下放第三节、第四节检测装置2，直至最终全部安装完成，最后一节检测装置2露出地面后，通过人工挤压最后一节检测装置2的挡杆组件6，最后一节检测装置2中的传感器封装件513能够从U形件511中弹出并贴合到最后一节套管1的外壁，至此，完成所有套管1和检测装置2的下放工作，然后，在套管1和井壁9之间浇筑水泥，将水泥与检测装置2融为一体最终形成水泥环10，此时，检测装置2不光可以对套管1进行实时监测，而且在水泥环10中可以进一步起到加强水泥环10的强度的作用；在实际设置检测装置2时，每一节检测装置2整体的高度根据每一节套管1的长度进行设置，其中每一节检测装置2内的多层检测机构5之间的间隔距离设置一定距离（套管1内导波幅值随着传输距离增大而减小，为保证导波检测无缝覆盖到整个套管1，将每层检测机构5的间距设为100m，同时为了避免相邻的传感器封装件513之间的导波互相影响，因而对套管1采用分时检测的原理，即传感器封装件513自下而上先后进行工作，设定合理的传感器封装件513的间距，使得相邻的传感器封装件513的检测区域存在交集，但由于是分时检测，相邻的两个传感器封装件513之间产生的导波又不会互相影响，设定自下而上所有的传感器封装件513先后全部工作完成所用的时间为一个检测周期，控制部7在第一个检测周期完成后，继续控制进行第二个检测周期，如此往复，即可实现对套管1的实时监测），每一层的检测机构5中环形阵列设置四个检测组件51。

参照图3-4，挡杆组件6包括滑杆61、第二弹性件62和多个挡块63；滑杆61自下而上贯通多个U形件511，且与多个U形件511滑动连接；滑杆61的顶端伸入至上连接件3的通孔31中，并与通孔31滑动连接；多个挡块63自下而上固定连接于滑杆61的外侧，且分别处于多个U形件511内，能够将多个传感器封装件513卡接于多个U形件511内；第二弹性件62的底端固定连接于下连接件4的顶端，第二弹性件62的顶端与滑杆61的底端固定连接，能够对滑杆61进行弹性支撑。本申请实施例中第二弹性件62选用弹簧，滑杆61和多个挡块63焊接在一起，通过滑杆61和多个挡块63的设置，能够将每一层的传感器封装件513全部卡接并阻挡在对应的U形件511内，避免检测装置2在下放的过程中与套管1的外壁接触产生干涉，能够顺利进行下放的工作，通过第二弹性件62在具体设置时，可以将第二弹性件62的顶端焊接在滑杆61底端的挡块63的底面，方便对第二弹性件62的安装，通过第二弹性件62能够对滑杆61进行支撑，同时，在滑杆61的顶端被挤压时，能够使得滑杆61和多个挡块63整体下移并挤压第二弹性件62，从而能够使得挡块63离开传感器封装件513，不再阻挡传感器封装件513，能够使得传感器封装件513在第一弹性件512的作用下顺利弹出并贴合到套管1的外壁，不影响后续对套管1的检测工作，其中，挡块63具体设置在传感器封装件513的前侧的底部，使得滑杆61在下移时，能够使得挡块63快速离开传感器封装件513，使得传感器封装件513快速并顺利弹出。

参照图3-4，U形件511包括U形座5111和两个支撑板5112；两个支撑板5112固定连接于U形座5111内，并与传感器封装件513的两端滑动连接；挡杆组件6自下而上依次贯通多个支撑板5112，并与支撑板5112滑动连接。本申请实施例中设置两个支撑板5112对传感器封装件513进行支撑，并能够使传感器封装件513在第一弹性件512的作用下弹出U形座5111时，起到导向的作用，其中一个支撑板5112与滑杆61滑动连接，能对滑杆61上下滑动时起到导向的作用，挡块63具体设置在支撑板5112的下方，并卡接在传感器封装件513的前侧；其中，上连接件3的底端固定连接在最上层的U形座5111上，下连接件4的顶端固定连接在最下层的U形座5111上。

参照图1-2、5，相邻的两层弧形支撑架52之间固定连接有连接板53。本申请实施例中通过设置连接板53，从而能够将上下相邻的两层检测机构5固定连接在一起，最终使得每一节检测装置2均是一个整体。

参照图3-4、9-10，传感器封装件513包括外壳5131、脉冲激励线圈5132、电磁超声激励接收线圈5133、压力传感器5134和温度传感器5135；脉冲激励线圈5132、电磁超声激励接收线圈5133、压力传感器5134和温度传感器5135分别与控制部7电性连接，且均设置于外壳5131内，被外壳5131封装为一体；外壳5131滑动连接于U形件511内，外壳5131的一侧第一弹性件512连接，外壳5131的另一侧与挡杆组件6卡接。本申请实施例中将脉冲激励线圈5132、电磁超声激励接收线圈5133、压力传感器5134和温度传感器5135全部封装在外壳5131中，在外壳5131的两端开设滑槽，支撑板5112插接于滑槽并与滑槽滑动连接；脉冲激励线圈5132绕在E型硅钢片叠装成的铁芯5138上，并与控制部7电性连接，通过控制部7向其通电，从而形成脉冲电磁铁，代替常规的永磁体，此处主要考虑到油井井下处于高温环境，永磁体长期处于高温环境则会失磁，因而采用脉冲电磁铁更有利于进行超声检测，电磁超声激励接收线圈5133、压力传感器5134和温度传感器5135分别与控制部7电性连接，分别进行超声检测、套管1压力检测和温度检测。

参照图8、10，控制部7包括脉冲电源71、电磁超声激励电源72、信号储存装置73、地面控制器74和地面数据处理装置75；脉冲电源71与脉冲激励线圈5132电性连接；电磁超声激励电源72和信号储存装置73分别与电磁超声激励接收线圈5133的两端电性连接；压力传感器5134和温度传感器5135均与信号储存装置73电性连接；脉冲电源71、电磁超声激励电源72和信号储存装置73分别电性连接于地面控制器74；地面控制器74与地面数据处理装置75电性连接。本申请实施例中脉冲激励线圈5132通过脉冲电源71通电，从而形成脉冲电磁铁，提供电磁超声检测时需要的静态稳恒磁场环境，电磁超声激励电源72为电磁超声激励接受线圈供电，实现电磁超声检测，同时电磁超声激励接收线圈5133将回波信号传输给信号储存装置73，最终通过地面控制器74和地面数据处理装置75进行数据处理分析，最终判断套管1是否出现损伤。

参照图9-10，电磁超声激励接收线圈5133包括电磁超声激励线圈5136和电磁超声接收线圈5137；电磁超声激励线圈5136与电磁超声激励电源72电性连接；电磁超声接收线圈5137与信号储存装置73电性连接。本申请实施例中电磁超声激励线圈5136由电磁超声激励电源72通入高频高压的脉冲激励信号，进而可以在套管1外壁表面产生感应涡流，感应涡流在脉冲电磁铁形成的静态稳恒磁场和电磁超声激励线圈5136附近产生的动态磁场影响下，最终形成超声波，对套管1进行检测，电磁超声接收线圈5137将回波信号传输给信号储存装置73，最终通过地面控制器74和地面数据处理装置75进行数据处理分析，最终判断套管1是否出现损伤。

参照图11，电磁超声激励线圈5136为双层线圈结构，双层线圈结构包括两个回折线圈，每个回折线圈的线间距为四分之一波长。本申请实施例中每个回折线圈线间距为四分之一波长，上层线圈比下层线圈提前四分之一个周期通入激励电流，该结构可以减弱左侧导波，增强右侧导波，提高检测精度，减小回波信号提取难度；在套管1管壁激发出的导波在损伤处反弹回波，由电磁超声接收线圈5137接收回波信号，通过电缆8传递到地面控制器74并在地面数据处理装置75中处理信号并储存及显示。

参照图1、8，自下而上的相邻的传感器封装件513之间通过电缆8电性连接。层与层之间的相邻的传感器封装件513中的脉冲激励线圈5132、电磁超声激励接收线圈5133、压力传感器5134和温度传感器5135分别通过电缆8连接在一起，电缆8的外部包裹电缆管进行防护。

本申请实施例提供的一种智能完井预埋套管损伤检测系统的使用方法如下：

先向井内下放两节套管1，并将两节套管1连接在一起，然后开始下放第一节检测装置2，环形阵列设置的U形座5111的外侧能够贴合在井壁9，保证检测装置2下放的过程中不晃动，同时U形座5111的内侧不与套管1接触，传感器封装件513在滑杆61和挡块63的作用下被卡接在U形座5111内，不会弹出，从而保证第一节检测装置2下放的过程中不与套管1的外侧干涉，不影响检测装置2的正常下放，第一节检测装置2下放到井底后套在第一节套管1的外侧，随之按同样的原理下放第二节检测装置2，当第二节检测装置2与第一节检测装置2拼接时，稍微转动第二节检测装置2，使得第二节检测装置2的下连接件4的凸起41能够插入到第一节检测装置2的上连接件3的通孔31中，从而凸起41将处于通孔31中的滑杆61的顶端向下挤压，使得滑杆61相对于第一节检测装置2中的U形件511出现向下移动，同时带动多个挡块63整体下移，使得挡块63不再阻挡传感器封装件513，第一节检测装置2中的所有传感器封装件513在第一弹性件512的作用下弹出U形座5111，并被挤压到第一节套管1的外壁，此时，第二节检测装置2也与第一节检测装置2拼接完成，之后，继续下放第三节、第四节套管1，然后按照上述原理继续下放第三节、第四节检测装置2，直至最终全部安装完成，最后一节检测装置2露出地面后，通过人工挤压最后一节检测装置2的滑杆61的顶端，实现最后一节检测装置2中的传感器封装件513能够从U形件511中弹出并贴合到最后一节套管1的外壁，至此，完成所有套管1和检测装置2的下放工作，然后，在套管1和井壁9之间浇筑水泥，将水泥与检测装置2融为一体最终形成水泥环10，最后开始检测工作，即通过电磁超声激励电源72向电磁超声激励线圈5136通入高频高压的脉冲激励信号，同时通过脉冲电源71向脉冲激励线圈5132通入脉冲信号，从而在套管1管壁激发出导波信号，对套管1进行实时监测，如果套管1出现损伤，导波会在损伤处反弹回波，由电磁超声接收线圈5137接收回波信号，通过电缆8传递到地面控制器74并在地面数据处理装置75中处理信号并储存及显示。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，包括拼接设置于套管（1）外侧的多节检测装置（2）；

所述检测装置（2）包括上连接件（3）、下连接件（4）、设置于所述上连接件（3）和所述下连接件（4）之间的多层检测机构（5）以及环形阵列设置的多个挡杆组件（6）；

多层所述检测机构（5）之间固定连接，所述检测机构（5）包括环形阵列设置的多个检测组件（51）；

所述检测组件（51）包括U形件（511）、第一弹性件（512）和传感器封装件（513）；

所述传感器封装件（513）设置于所述U形件（511）内，并与所述U形件（511）滑动连接；

所述第一弹性件（512）设置于所述传感器封装件（513）和所述U形件（511）之间，能够将所述传感器封装件（513）的端部径向弹出所述U形件（511）；

每层相邻的所述U形件（511）之间固定连接有弧形支撑架（52）；

所述挡杆组件（6）自下而上贯通多个所述U形件（511），且与多个所述U形件（511）滑动连接，所述挡杆组件（6）与自下而上的多个传感器封装件（513）之间连接，能够将传感器封装件（513）卡接在所述U形件（511）内；

所述上连接件（3）自下而上贯通有多个通孔（31），所述挡杆组件（6）的顶端伸入至所述通孔（31）中，并与所述通孔（31）滑动连接，所述挡杆组件（6）的底端弹性连接于所述下连接件（4）的顶端；

所述上连接件（3）的底端与最上层的所述U形件（511）固定连接，所述下连接件（4）的顶端与最下层的所述U形件（511）固定连接；

所述下连接件（4）的底端设置有多个凸起（41），所述凸起（41）与所述通孔（31）上下对应设置，当相邻的两节所述检测装置（2）上下拼接时，处于上方的所述检测装置（2）的所述下连接件（4）的凸起（41）插接于处于下方的所述检测装置（2）的所述上连接件（3）的通孔（31）中，通过多个所述凸起（41）能够挤压多个所述挡杆组件（6）下移，使得每层的所述传感器封装件（513）能够在第一弹性件（512）的作用下弹出所述U形件（511）；

多个所述传感器封装件（513）电性连接有控制部（7）。

2.根据权利要求1所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述挡杆组件（6）包括滑杆（61）、第二弹性件（62）和多个挡块（63）；

所述滑杆（61）自下而上贯通多个所述U形件（511），且与多个所述U形件（511）滑动连接；

所述滑杆（61）的顶端伸入至所述上连接件（3）的所述通孔（31）中，并与所述通孔（31）滑动连接；

多个所述挡块（63）自下而上固定连接于所述滑杆（61）的外侧，且分别处于多个所述U形件（511）内，能够将多个所述传感器封装件（513）卡接于多个所述U形件（511）内；

所述第二弹性件（62）的底端固定连接于所述下连接件（4）的顶端，所述第二弹性件（62）的顶端与所述滑杆（61）的底端固定连接，能够对所述滑杆（61）进行弹性支撑。

3.根据权利要求1所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述U形件（511）包括U形座（5111）和两个支撑板（5112）；

两个所述支撑板（5112）固定连接于所述U形座（5111）内，并与所述传感器封装件（513）的两端滑动连接；

所述挡杆组件（6）自下而上依次贯通多个所述支撑板（5112），并与所述支撑板（5112）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，相邻的两层所述弧形支撑架（52）之间固定连接有连接板（53）。

5.根据权利要求1所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述传感器封装件（513）包括外壳（5131）、脉冲激励线圈（5132）、电磁超声激励接收线圈（5133）、压力传感器（5134）和温度传感器（5135）；

所述脉冲激励线圈（5132）、所述电磁超声激励接收线圈（5133）、所述压力传感器（5134）和所述温度传感器（5135）分别与所述控制部（7）电性连接，且均设置于所述外壳（5131）内，被所述外壳（5131）封装为一体；

所述外壳（5131）滑动连接于所述U形件（511）内，所述外壳（5131）的一侧所述第一弹性件（512）连接，所述外壳（5131）的另一侧与所述挡杆组件（6）卡接。

6.根据权利要求5所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述控制部（7）包括脉冲电源（71）、电磁超声激励电源（72）、信号储存装置（73）、地面控制器（74）和地面数据处理装置（75）；

所述脉冲电源（71）与所述脉冲激励线圈（5132）电性连接；

所述电磁超声激励电源（72）和所述信号储存装置（73）分别与所述电磁超声激励接收线圈（5133）的两端电性连接；

所述压力传感器（5134）和所述温度传感器（5135）均与所述信号储存装置（73）电性连接；

所述脉冲电源（71）、所述电磁超声激励电源（72）和所述信号储存装置（73）分别电性连接于所述地面控制器（74）；

所述地面控制器（74）与所述地面数据处理装置（75）电性连接。

7.根据权利要求6所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述电磁超声激励接收线圈（5133）包括电磁超声激励线圈（5136）和电磁超声接收线圈（5137）；

所述电磁超声激励线圈（5136）与所述电磁超声激励电源（72）电性连接；

所述电磁超声接收线圈（5137）与所述信号储存装置（73）电性连接。

8.根据权利要求7所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，所述电磁超声激励线圈（5136）为双层线圈结构，所述双层线圈结构包括两个回折线圈，每个所述回折线圈的线间距为四分之一波长。

9.根据权利要求1所述的智能完井预埋套管损伤检测系统，其特征在于，自下而上的相邻的所述传感器封装件（513）之间通过电缆（8）电性连接。

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