CN203432943U - 石油管用井下漏磁信号分析记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了石油管用井下漏磁信号分析记录仪，包括磁化器，传感器组，信号预处理模块，处理器模块，电源管理模块，数据存储模块和电池；磁化器包括永磁铁；传感器组由呈圆周排列并完整覆盖钻杆表面的复数个磁敏传感器构成；传感器组通过信号预处理模块与处理器模块连接；处理器模块与数据存储模块连接；电源管理模块对电池舱内的电池电压进行监控，并将电池电压转换到处理器和数据存储模块所需的工作电压；电池为信号预处理模块、处理器模块，电源管理模块，数据存储模块供电。本实用新型不必抽出油井管即可进行快速的检测。

Description

石油管用井下漏磁信号分析记录仪

技术领域

本实用新型涉及无损检测设备领域，尤其涉及一种石油管用井下漏磁信号分析记录仪。

背景技术

现有的采油管漏磁探伤仪需要将采油管从井中提出到工厂，通过传送机构让采油管通过采油管漏磁探伤仪才能进行缺陷检测，然后运回工地重新安装下井。由于现有的采油管漏磁探伤仪设备体积庞大，操作和使用难度大，耗能达到50KVA以上。

现有技术主要针对大口径的钢管外壁进行检测，无法对小口径的在役油井管进行检测。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种石油管用井下漏磁信号分析记录仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：石油管用井下漏磁信号分析记录仪，包括磁化器，传感器组，信号预处理模块，处理器模块，电源管理模块，数据存储模块和电池；磁化器包括永磁铁；传感器组由呈圆周排列并完整覆盖钻杆表面的复数个磁敏传感器构成；传感器组通过信号预处理模块与处理器模块连接；处理器模块与数据存储模块连接；电源管理模块对电池舱内的电池电压进行监控，并将电池电压转换到处理器和数据存储模块所需的工作电压；电池为信号预处理模块、处理器模块，电源管理模块，数据存储模块供电。

作为优选，传感器组包括16个磁敏传感器呈圆周排列并完整覆盖钻杆的表面，其拾取钻杆上缺陷所折射出的漏磁场并转化为电信号输送到信号预处理模块。

作为另一个优选，还包括SD卡接口模块；数据存储模块与SD卡接口模块连接；SD卡接口模块与电源管理模块连接。

还有一个优选是，电池包括复数个电池；复数个电池设置在电池舱内。

另外一个优选是，还包括测距装置；所述测距装置包括测距轮和旋转编码器，测距轮设置在记录仪壳体两侧的缝隙处，且部分测距轮露出在壳体之外；两侧的测距轮与钻杆内壁相切，测距轮通过齿轮与旋转编码器连接，旋转编码器与处理器模块连接。

本实用新型的有益效果是：

1、不必抽出油井管即可进行快速的检测，节约成本和时间；

2、检测仪内置了测距装置，检测后的数据可以进行定位准确知道缺陷的位置；

3、内置了数据存储模块，可以用普通的SD存储卡将全部的检测数据保存下来以备检测人员进行调阅分析；

4、整机具有低功耗，易于携带的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型石油管用井下漏磁信号分析记录仪实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1是石油管用井下漏磁信号分析记录仪。其利用永磁铁对钻杆的局部进行充分磁化，并且利用传感器组对缺陷形成的漏磁场进行拾取，以嵌入式处理器作为核心信号处理单元进行信号分析与存储控制。

该井下漏磁信号分析记录仪由磁化部分、传感器组、信号预处理模块、嵌入式处理器模块、电源管理模块、数据存储模块和测距装置组成。其中：

1)磁化部分：经过特定加工的磁化器可以提供足够强度的磁场施加于被测的钻杆，在局部区域实现充分磁化；

2)传感器组：16个磁敏传感器呈圆周排列，确保完整覆盖钻杆的表面，拾取钻杆上缺陷所折射出的漏磁场并转化为电信号；

3)信号预处理模块：对传感器送来的微弱信号进行放大并送至嵌入式处理器模块；

4)嵌入式处理器模块：对信号进行分析、滤波处理、模板匹配，确定信号的特征并判定是否为缺陷信号，同时对测距轮送来的脉冲信号进行处理，转换为位移信号。将位移信号和缺陷信号同时存入存储模块；

5)存储模块：对位移信号和缺陷信号进行存储，并记录日期及时间；

6)电源管理模块：对电池舱内的电池电压进行监控，并将电池电压转换到嵌入式处理器和存储模块所需的工作电压为之供电，并为信号预处理模块供电。

7)测距装置：在记录仪外壳的边缘处开有两个缝隙，测距轮就安装于此裂隙中，部分测距轮突出在壳体之外，并与钻杆内壁相切。当记录仪在钻杆内部运动时，两个测距轮至少有一个会产生转动。测距轮通过齿轮与旋转编码器相连，测距轮每转过一周，旋转编码器会发出360个脉冲信号，处理器通过处理这些脉冲信号来进行距离解算。

工作原理：

井下漏磁信号分析记录仪在石油井下油井管内部进行运动时，仪器内部的永磁体将油井管微小局部进行了磁化，此时的油井管内壁上若有缺陷如裂纹、孔洞时，就会在内壁的法线方向产生一个漏磁场，该漏磁场会被检测仪上内置的磁敏传感器捕捉到，前段放大电路会将该微弱磁信号转换为电信号送入嵌入式处理器进行信号分析和记录，最终的结果会保存在FLASH闪存芯片内以供日后分析。

使用操作过程：

井下漏磁信号分析记录仪在进入油井之前先从控制面板上打开开关，并开启“记录数据模式”，再将回收缆绳连接到分析记录仪顶部的吊装环钩上，然后放入油井管，记录仪会在自身重力和回收缆绳的拉力作用下徐徐下降，下降过程中测距轮不断发出位移脉冲到嵌入式处理器，嵌入式处理器将会把位移信号和信号预处理模块的信号进行组合后存入SD卡中。

检测完毕后，油井口的回收电机带动回收缆绳将漏磁信号分析记录仪从井下拉回至井口，嵌入式处理器可以通过测距轮的3路脉冲信号之间的先后顺序以及相位关系来判断当前的运动方向，在回收阶段不会进行数据的采集和处理。回收后操作人员可以通过取出控制面板上的SD卡，利用PC机读出检测数据。

本实施例在检测时不需要抽出采油管，可以将仪器直接投送进油井管通过井场采油杆驱动仪器在采油管内部移动，进行检测并同时进行精确的测距并记录下所有的信号和对应的位置，并通过数据记录模块进行完整的信号记录以供操作人员进行分析。而且整机能耗不超过5KVA。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.石油管用井下漏磁信号分析记录仪，其特征在于：包括磁化器，传感器组，信号预处理模块，处理器模块，电源管理模块，数据存储模块和电池；所述磁化器包括永磁铁；所述传感器组由呈圆周排列并完整覆盖钻杆表面的复数个磁敏传感器构成；所述传感器组通过信号预处理模块与处理器模块连接；所述处理器模块与数据存储模块连接；所述电源管理模块对电池舱内的电池电压进行监控，并将电池电压转换到处理器和数据存储模块所需的工作电压；所述电池为信号预处理模块、处理器模块，电源管理模块，数据存储模块供电。

2.根据权利要求1所述的石油管用井下漏磁信号分析记录仪，其特征在于：所述传感器组包括16个磁敏传感器呈圆周排列并完整覆盖钻杆的表面，其拾取钻杆上缺陷所折射出的漏磁场并转化为电信号输送到信号预处理模块。

3.根据权利要求1所述的石油管用井下漏磁信号分析记录仪，其特征在于：还包括SD卡接口模块；所述数据存储模块与SD卡接口模块连接；所述SD卡接口模块与电源管理模块连接。

4.根据权利要求1所述的石油管用井下漏磁信号分析记录仪，其特征在于：所述电池包括复数个电池；复数个电池设置在电池舱内。

5.根据权利要求1所述的石油管用井下漏磁信号分析记录仪，其特征在于：还包括测距装置；所述测距装置包括测距轮和旋转编码器，所述测距轮设置在记录仪壳体两侧的缝隙处，且部分测距轮露出在壳体之外；两侧的测距轮与钻杆内壁相切，测距轮通过齿轮与旋转编码器连接，旋转编码器与处理器模块连接。