CN211348655U - 一种自动存储式井下电磁探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动存储式井下电磁探测装置，包括单片机、探头、数据处理模块，还包括数据存储模块，所述数据存储模块采用E2PROM存储芯片，所述探头为井下探测传感器，所述井下探测传感器、数据处理模块、数据存储模块均与单片机连接。所述井下探测传感器先与A/D转换电路，A/D转换电路再与单片机连接。所述数据存储模块先与串口读取模块连接，串口读取模块再与单片机连接。所述串口读取模块采用RS232串口读取模块。所述单片机采用DSPIC单片机。本实用新型能根据不同的套管损伤信息或者感兴趣段的套管信息，对井下套管的接箍信息进行判断，体积小，使用方便，探测准确。

Description

一种自动存储式井下电磁探测装置

技术领域

本实用新型涉及井下探伤技术领域，具体地说是一种自动存储式井下电磁探测装置。

背景技术

随着生产井油、气开发工作的逐渐深入，我国大部分油田已经进入勘探开发的中后期，基于瞬变电磁理论的生产井测井技术可以获得生产井套管损伤情况，对油田的持续发展具有重要意义。

现有的电磁探伤技术采集的信息，经过数字化后送入微控制单元进行必要的数据处理，再提取相关信息存储至Flash芯片中，当测井结束后再将存储信息读取出来进行分析研究。Flash芯片存储容量较大，通常为1GB/2GB，但其耐高温性能较差，价格昂贵，成本较高，且其引脚众多，导致电路设计较复杂。即使存储深井或超深井的探测数据，也会对其存储空间造成一定的浪费。考虑到实际测井工作所处的高温高压、空间狭小以及强振动等特殊工作环境的需求，就需要一款体积小、使用方便、成本低且高温性能良好的存储芯片。同时，当井下套管出现损伤时，损伤位置处及之后的探测数据对于后期的套管异常分析比较重要，如果存储全井段的探测数据，会给井下系统与地面系统的通信造成一定的负担，且会增加电磁探伤系统的开发成本。

申请号：200910254664.X一种多功能井下电磁探伤仪，包括上位计算机和井下仪，上位计算机和井下仪通过数据电缆连接，井下仪包括磁保护套，设置于磁保护套两个端头的扶正器，依次设置于磁保护套内部的电子模块和自然伽玛探头、纵向探测器、轴承、横向可旋转式探测器、联动杆、卡环、电机以及温度传感器；横向可旋转式探测器上端与轴承相连，下端与卡环相连，通过联动杆与电机相连；电机固定在磁保护套上；DSP处理器通过内部数据总线与纵向探测器、自然伽玛、温度传感器、横向可旋转式探测器连接。本发明可透过内层钢管探测外层钢管的壁厚和损坏-裂缝、错断、变形、腐蚀、漏失、射孔井段、内外管的厚度等参数，并能达到精确测量。

申请号：201610861836.X涉及一种油管套管综合探伤系统(MultiCIS)，该井下探伤系统为由多个探伤仪器及辅助仪器上下串联连接组成的井下仪器串，该井下仪器串主要由旋转短节、传输短节、铂金电阻温度计、伽玛仪、套管节箍定位仪、扶正器、多臂井径仪、电磁测厚仪、电磁探伤仪、存储式井下摄像机、噪声仪组成。其中，多臂井径仪主要包括24臂井径仪、40臂井径仪、60臂井径仪。井下仪器串中位于最上部的仪器连接电缆头，井下仪器串中各仪器输出的信号经生产测井传输短节由电缆传输至地面数据采集系统。该油管套管综合探伤系统为将包含有探伤仪器的井下仪器串进行连接后，一次下到井内进行油管套管综合检测，一次测井得到多组测井数据，所得到的测井数据间可以相互补充和验证，大大提高了作业的效率和可靠性。可以对油管套管探伤进行综合评价。

申请号：201120538940.8涉及一种高分辨率电磁探伤组合仪，该高分辨率电磁探伤组合仪包括上位计算机、地面解码仪以及井下仪；上位计算机与地面解码仪通过串口通信线连接；地面解码仪和井下仪通过单芯电缆连接。本实用新型提供了一种在正常探伤的过程中，不仅可以确定内层管的缺陷和变形的位置，而且可以确定第二层套管的缺陷和变形，此外还能够检测整个管壁的壁厚变化情况的高分辨率电磁探伤组合仪。

申请号：201810936552.1公开了一种探测井下套管损伤的方法和系统；该方法可以包括：获取所述系统的多线圈阵列探头中各接收线圈的感应电动势矩阵；根据所述各接收线圈的感应电动势矩阵确定阵列接收线圈的感应电动势；基于所述阵列接收线圈的感应电动势确定所述阵列接收线圈的信号模型；其中，所述信号模型包括信号分量和噪声分量；根据线性约束最小方差LCMV准则以及所述阵列接收线圈的信号模型，确定最优权值；将所述最优权值以及所述信号模型确定所述阵列接收线圈的最优输出信号。

申请号：201210280746.3提供了一种声电效应测量井下探测器包括：外壳、声电效应探测发生器和声电效应探测接收器；声电效应探测发生器为声波发射换能器和/或供电电极；声波发射换能器用于发射声波信号；供电电极用于产生激发电场；声电效应探测接收器为声波接收换能器和/或测量电极；声波接收换能器用于接收由声波发射换能器所激发经过地层传播而产生的反馈声波信号，接收由供电电极所产生电场激发地层产生的诱导声波信号；测量电极用于接收由声波发射换能器所发射声波信号激发地层产生的电磁波场信号，接收由供电电极所产生激发电场激发地层产生的反馈电信号。该井下探测器可以实现声电效应测量功能测量地层性质。

申请号：201720072649.3涉及电磁检测技术领域，尤其涉及一种阵列式多分量井下瞬变电磁探伤系统，包括：井下探测模块，用于探测并采集待测套管的探测数据；所述井下探测模块包括顺次连接的若干个探测短节；遥传短节，与所述井下探测模块连接，用于接收上位机的控制指令，并收集各所述探测短节的探测数据，将所述探测数据发送至所述上位机；上位机，用于接收所述遥传短节发送的探测数据。本公开可以保证检测结果的稳定性和正确性。

申请号：201210079516.0涉及TEM探测技术。本发明公开了一种基于瞬变电磁法的探测装置，其装置结构包括用于产生瞬变电磁场的发射天线和用于接收所述瞬变电磁场激发的二次电磁场的接收天线，所述发射天线由至少2个线圈构成的线圈阵列组成，所述线圈阵列产生的电磁场向设定区域汇聚。本发明将瞬变电磁法一次场发射天线由单一线圈改为多个线圈组成的线圈阵列，通过调整阵列中各个线圈的相关参数，使其产生的电磁场矢量叠加后汇聚到设定区域，大大改善了发射天线产生的电磁场的发散性，使一次场的覆盖范围受到了约束，提高了发射天线的汇聚性能。本发明主要用于电磁探测领域，如探矿、地下管道检测、金属探测等。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动存储式井下电磁探测装置，通过对井下套管接箍信息进行自动识别，并对识别出的接箍信息添加标识位，存于E2PROM芯片中，然后通过判断疑似套管损伤处的位置信息，并对套管损伤位置及之后位置处的信息添加新的标识位，存于E2PROM芯片中，直至芯片存满，可降低井下电磁探伤测试数据的存储成本。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种自动存储式井下电磁探测装置，包括单片机、探头、数据处理模块，还包括数据存储模块，所述数据存储模块采用E2PROM存储芯片，所述探头为井下探测传感器，所述井下探测传感器、数据处理模块、数据存储模块均与单片机连接。

所述井下探测传感器先与A/D转换电路，A/D转换电路再与单片机连接。

所述数据存储模块先与串口读取模块连接，串口读取模块再与单片机连接。

所述串口读取模块采用RS232串口读取模块。

所述单片机采用DSPIC单片机。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

A/D转换电路用于将传感器接收到的感应电动势转换为数字信号；DSPIC单片机用于对测量信号进行编码，控制测试数据的存储和读取；数据存储模块用于存储DSPIC编码后的测试信号，当外接串口读取模块的时候，数据存储模块中储存的数据可被读出，当无外接串口读取模块时，用于存储测试数据；本装置中采用E2PROM存储芯片，其体积小，使用方便，成本较低且耐高温性能较好；串口读取模块(RS232)用于从DSPIC单片机中读取测试数据；数据处理模块用于对串口读取的测试数据进行处理，包括滤波、放大和数据处理。将接收线圈接收到的感应电动势通过A/D转换电路转换成数字信号，经DSPIC单片机编码后，可将感兴趣段的探测数据保存至数据存储模块E2PROM中，当单片机外接串口读取模块时，可调用E2PROM中的测试数据，通过数据处理模块对测试数据进行综合处理，可反演出井下介质的电导率信息，利用E2PROM芯片，可降低井下电磁探测装置的设计难度，节省开发成本。

本实用新型下放至井中，通过给探头的发射线圈施加双极性阶跃信号或斜阶跃信号，在发射激励的间歇，利用接收线圈观测二次涡流场，通过分析二次场信息随采样时间变化的规律，可反演得到井下套管的损伤信息。能根据不同的套管损伤信息或者感兴趣段的套管信息，对井下套管的接箍信息进行判断，体积小，使用方便，探测准确。

附图说明

图1为本实用新型的一种自动存储式井下电磁探测装置的结构示意图；

图2为本实用新型在探测接箍时的探测判断流程图；

图3为本实用新型在根据设定条件探测接箍时的探测判断流程图；

图4为本实用新型在根据设定条件探测接箍之间的短套时的探测判断流程图；

图5为本实用新型在根据设定条件探测接箍疑似破损位置的探测判断流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图5，本实用新型提供一种技术方案：

一种自动存储式井下电磁探测装置，包括单片机、探头、数据处理模块，还包括数据存储模块，所述数据存储模块采用E2PROM存储芯片，所述探头为井下探测传感器，所述井下探测传感器、数据处理模块、数据存储模块均与单片机连接。以上探头或者井下探测传感器就是一种现有技术或者公知技术的瞬变电磁探测仪。比如申请号201210079516.0公开的一种基于瞬变电磁法的探测装置等。

所述井下探测传感器先与A/D转换电路，A/D转换电路再与单片机连接。

所述数据存储模块先与串口读取模块连接，串口读取模块再与单片机连接。

所述串口读取模块采用RS232串口读取模块。

所述单片机采用DSPIC单片机。

自动存储式井下电磁探测装置主要包括井下探测传感器、A/D转换电路、DSPIC单片机、数据存储模块和数据读取模块。如下图1所示。

其中，A/D转换电路用于将传感器接收到的感应电动势转换为数字信号；

DSPIC单片机用于对测量信号进行编码，控制测试数据的存储和读取；

数据存储模块用于存储DSPIC编码后的测试信号，当外接串口读取模块的时候，数据存储模块中储存的数据可被读出，当无外接串口读取模块时，用于存储测试数据；本装置中采用E2PROM存储芯片，其体积小，使用方便，成本较低且耐高温性能较好；

串口读取模块(RS232)用于从DSPIC单片机中读取测试数据；

数据处理模块用于对串口读取的测试数据进行处理，包括滤波、放大和数据处理。

将接收线圈接收到的感应电动势通过A/D转换电路转换成数字信号，经DSPIC单片机编码后，可将感兴趣段的探测数据保存至数据存储模块E2PROM中，当单片机外接串口读取模块时，可调用E2PROM中的测试数据，通过数据处理模块对测试数据进行综合处理，可反演出井下介质的电导率信息，利用E2PROM芯片，可降低井下电磁探测装置的设计难度，节省开发成本。

不同的井况对应不同的套管损伤信息，为了有效获取感兴趣段的套管信息，需要对井下套管的接箍信息进行判断，提出一种套管接箍的自动识别方法。

接箍自动识别方法：

通过对井下电磁测试数据进行分析，根据不同采样时刻的感应电动势，设定幅度阈值和采样时间宽度阈值，当连续多个采样时刻的感应电动势幅度均高于给定的阈值时，可将该位置标记为两根套管之间的接箍位置处。具体的判断流程如下图2所示。

兴趣段自动查找方法：

对识别出的接箍信息添加标识位A，将其存于E2PROM中，根据先验条件寻找感兴趣的套管段，当找到相应兴趣段时，添加新的标识位，并将相应的信息存储在E2PROM中，直至E2PROM存满为止。具体流程如下图3所示。

情况1：判断短套：

对识别出的接箍信息添加标识位A，将其存于E2PROM中，根据接箍之间的距离进行判断，若两相邻接箍之间的距离在2-4米内，则判断为短套，并添加新的标识位，将相应的信息存储在E2PROM中，直至E2PROM存满为止。具体流程图如下图4所示。

情况2：判断疑似破损位置：

对识别出的接箍信息添加标识位A，将其存于E2PROM中，判断是否存在疑似破损位置，在疑似破损位置处添加新的标识位，将相应的信息存储在E2PROM中，直至E2PROM存满为止。具体流程图如下图5所示。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位指示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实用新型，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实用新型的限制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自动存储式井下电磁探测装置，包括单片机、探头、数据处理模块，其特征在于，还包括数据存储模块，所述数据存储模块采用E²PROM存储芯片，所述探头为井下探测传感器，所述井下探测传感器、数据处理模块、数据存储模块均与单片机连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动存储式井下电磁探测装置，其特征在于，所述井下探测传感器先与A/D转换电路，A/D转换电路再与单片机连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动存储式井下电磁探测装置，其特征在于，所述数据存储模块先与串口读取模块连接，串口读取模块再与单片机连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动存储式井下电磁探测装置，其特征在于，所述串口读取模块采用RS232串口读取模块。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种自动存储式井下电磁探测装置，其特征在于，所述单片机采用DSPIC单片机。

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