EMDS-TM-42E电磁探伤测井仪课件.ppt
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- EMDS TM 42 电磁 探伤 测井 课件
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1、 一、概述一、概述二、电磁探伤仪的特点二、电磁探伤仪的特点三、电磁探伤测井仪的结构三、电磁探伤测井仪的结构四、电磁探伤测井的原理四、电磁探伤测井的原理五、电磁探伤仪信息采集方法五、电磁探伤仪信息采集方法六、六、A A、B B、C C探头的用途及测量原理探头的用途及测量原理七、电磁探伤仪的技术指标七、电磁探伤仪的技术指标八、电磁探伤测井解释八、电磁探伤测井解释九、电磁探伤仪的应用九、电磁探伤仪的应用十、电磁探伤仪在模型井中测井实例十、电磁探伤仪在模型井中测井实例十一、电磁探伤仪测井实例十一、电磁探伤仪测井实例 结结 论论EMDS-TM-42E电磁探伤测井仪目录电磁探伤测井仪目录 用于检查套管损伤
2、变形的测井方法有常规的机械、声波、放射性、光学、电磁等方法。1 1、机械方法:井径仪(、机械方法:井径仪(X-Y,12X-Y,12、1616、1818、3636、40 40、6060臂等)臂等)2 2、声波方法:井壁超声波成像测井仪、声波方法:井壁超声波成像测井仪3 3、放射性方法:伽马、放射性方法:伽马-伽马测井仪伽马测井仪4 4、光学方法:井下摄像电视测井仪、光学方法:井下摄像电视测井仪5 5、电磁方法:接箍定位器、管子分析仪、电磁、电磁方法:接箍定位器、管子分析仪、电磁 测厚仪、磁测井等、测厚仪、磁测井等、电磁探伤测井仪电磁探伤测井仪一、概一、概 述述 电磁探伤仪测井技术成功地解决了在油
3、电磁探伤仪测井技术成功地解决了在油管内探测套管的厚度、腐蚀、变形破裂等问管内探测套管的厚度、腐蚀、变形破裂等问题,可准确指示井下管柱结构、工具位置,题,可准确指示井下管柱结构、工具位置,并能探测套管以外的铁磁性物质(如套管扶并能探测套管以外的铁磁性物质(如套管扶正器、表层套管等)。正器、表层套管等)。用机械、声波、光学、放射性及电磁方法等只用机械、声波、光学、放射性及电磁方法等只能检查单层套管的变化和套损,不能检查多层套管能检查单层套管的变化和套损,不能检查多层套管的腐蚀和厚度变化情况;有的仪器外径大,使用受的腐蚀和厚度变化情况;有的仪器外径大,使用受到限制;并且井壁超声波成像和井下电视摄像测
4、井到限制;并且井壁超声波成像和井下电视摄像测井还受井内介质的影响。还受井内介质的影响。一、概一、概 述述 目前,许多老油田套管损伤井呈逐年增多趋势,目前,许多老油田套管损伤井呈逐年增多趋势,并向区域性发展,这将严重影响油田的产量。利用并向区域性发展,这将严重影响油田的产量。利用电磁探伤测井技术进行电磁探伤测井技术进行普查普查,评价套管的损伤程度,评价套管的损伤程度,认识和预防套损区域性的扩大,及时采取措施有重认识和预防套损区域性的扩大,及时采取措施有重要意义。要意义。电磁探伤测井电磁探伤测井在油管内检测油管和套管的损在油管内检测油管和套管的损坏情况,以及在套管内检测套管和表层套管的坏情况,以及
5、在套管内检测套管和表层套管的损坏情况,损坏情况,节省了检查套管情况时起下油管的节省了检查套管情况时起下油管的作业费用和时间作业费用和时间,这一特点使得对油、水井井身结这一特点使得对油、水井井身结构进行构进行普查普查成为可能。因此,它可作为油、水井井成为可能。因此,它可作为油、水井井身结构进行身结构进行“体检体检”的方法,及时发现井身结构的变的方法,及时发现井身结构的变形,控制损坏。形,控制损坏。二、电磁探伤仪的特点二、电磁探伤仪的特点三、电磁探伤测井仪的结构三、电磁探伤测井仪的结构上扶正器上扶正器伽马探头伽马探头下扶正器下扶正器井温探头井温探头长轴探头长轴探头A A横向探头横向探头B B短轴探
6、头短轴探头C C 该仪器由多个探头和上、该仪器由多个探头和上、下扶正器及电路组成。多下扶正器及电路组成。多个探头包括个探头包括温度探头、自温度探头、自然伽马探头、然伽马探头、纵向长轴探纵向长轴探头头A A、横向探头、横向探头B B、纵向短、纵向短轴探头轴探头C C。其中温度探头。其中温度探头用来检测井内流体温度场用来检测井内流体温度场的变化,确定出液口的位的变化,确定出液口的位置;自然伽马探头探测井置;自然伽马探头探测井身周围自然伽马强度,用身周围自然伽马强度,用于校深;探头于校深;探头A A、B B、C C用用来检测套管的损伤。来检测套管的损伤。电磁探伤仪的物理基础是电磁探伤仪的物理基础是法
7、拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律。给发射线圈供一电流,接收线圈产生随时间变化的感给发射线圈供一电流,接收线圈产生随时间变化的感应电动势应电动势。式中:式中:-磁通量磁通量 S-S-线圈截面积线圈截面积 B-磁场强度磁场强度 当钢管(油套管)厚度变化或存在缺陷时,感当钢管(油套管)厚度变化或存在缺陷时,感应电动势应电动势将发生变化,通过分析和计算,在单套、将发生变化,通过分析和计算,在单套、双套管柱结构下,可判断管柱的裂缝和孔洞,得到管双套管柱结构下,可判断管柱的裂缝和孔洞,得到管柱的壁厚柱的壁厚。四、电磁探伤测井的原理四、电磁探伤测井的原理=-d=-d/d dt d d=dS B2 2、单层
8、管柱结构,感应电动势单层管柱结构,感应电动势函数表达式为函数表达式为 (1)(1)式中:式中:T-T-套管厚度套管厚度-套管磁导率套管磁导率-套管电导率套管电导率 D-D-套管外径套管外径 t-t-时间。时间。3 3、双层管柱(如有油管和套管)结构时双层管柱(如有油管和套管)结构时 (2)(2)式中:式中:T T1 1、T T2 2-内外管柱的厚度内外管柱的厚度 在正常情况下,钢管磁导率在正常情况下,钢管磁导率、电导率、电导率、外径、外径D D和时间和时间t t都已知,只有钢管壁厚都已知,只有钢管壁厚T T未知。因此,测得感应未知。因此,测得感应电动势电动势1 1、2 2时,就可以得到内、外管
9、壁厚度时,就可以得到内、外管壁厚度T T1 1、T T2 2 即方程即方程(1 1)、()、(2 2)的联立解的联立解 此时计算出管壁厚度,此时计算出管壁厚度,但这一结果是损坏部位的均匀壁厚(视厚度)。但这一结果是损坏部位的均匀壁厚(视厚度)。四、电磁探伤测井的原理四、电磁探伤测井的原理1 1=f(T,D,t)=f(T,D,t)2 2=f=f(T T1 1T T2 21 12 21 12 2D D1 1D D2 2t t)五、电磁探伤仪信息采集方法五、电磁探伤仪信息采集方法0(a)(a a)常规的电磁测)常规的电磁测井仪是在通电的情井仪是在通电的情况下连续记录的正况下连续记录的正弦波弦波480
10、ms0(b b)电磁探伤测井)电磁探伤测井中供给发射线圈的中供给发射线圈的是直流脉冲电流是直流脉冲电流,断电时分测量断电时分测量 (b)内管与外管对感应电动势的影响是如何划分或确定:内管与外管对感应电动势的影响是如何划分或确定:120ms 断开供电电流的时间(断开供电电流的时间(120ms120ms)内,在接收线圈)内,在接收线圈中产生相应的感应电动势中产生相应的感应电动势,并且感应电动势幅度呈指并且感应电动势幅度呈指数衰减,数衰减,A A、B B、C C探头在不同时间进行信息采集,可探头在不同时间进行信息采集,可获得内、外管柱的技术状况。获得内、外管柱的技术状况。理论分析表明,如果钢管的厚度
11、(理论分析表明,如果钢管的厚度(T T1 1+T+T2 2或或T T1 1)越大;感应电动势的衰减就缓慢,反之,感应电动越大;感应电动势的衰减就缓慢,反之,感应电动势的衰减就较快。在感应电动势的势的衰减就较快。在感应电动势的衰减较快的时间衰减较快的时间段是来自内管的变化,衰减缓慢的时间段主要表示段是来自内管的变化,衰减缓慢的时间段主要表示内外管的变化内外管的变化。在内管初步确定以后,影响感应电。在内管初步确定以后,影响感应电动势衰减因素就是外管,因此在感应电动势的衰减动势衰减因素就是外管,因此在感应电动势的衰减过程中测量,用这种方法可把内、外管对测量的影过程中测量,用这种方法可把内、外管对测量
12、的影响区别开。响区别开。五、电磁探伤仪信息采集方法五、电磁探伤仪信息采集方法五、电磁探伤仪信息采集方法五、电磁探伤仪信息采集方法80115.55838.5A2A4A6A8T(ms)U(10V)A1A3A5A7A92547.5316895.5A A 探头探头 记录记录A1A9A1A9B B 探头探头 记录记录B1B4B1B4C C 探头探头 记录记录C1C5C1C55.25 6.25B1C1C2B2C3B3C4B4C5 探头探头A A、C C线圈截面的法向方向和管柱的轴向方线圈截面的法向方向和管柱的轴向方向(井轴方向)平行,故称之为纵向探头。向(井轴方向)平行,故称之为纵向探头。纵向长轴探头纵向
13、长轴探头A A 记录记录A1-A9A1-A9条曲线,条曲线,探测范围较大探测范围较大 1 1、计算单层管柱厚度、计算单层管柱厚度 2 2、计算双层管柱厚度、计算双层管柱厚度 3 3、检测外管的纵向裂缝、检测外管的纵向裂缝 4 4、确定内管和外管的腐蚀、确定内管和外管的腐蚀六六、A A、B B、C C探头的用途及测量原理探头的用途及测量原理 当发射线圈通以短时间的直流脉冲电流时,在线当发射线圈通以短时间的直流脉冲电流时,在线圈周围产生很强的稳定磁场,根据导体中的电磁渗圈周围产生很强的稳定磁场,根据导体中的电磁渗透理论,其磁力线穿过油管进入套管,在油管和套透理论,其磁力线穿过油管进入套管,在油管和
14、套管壁上分别产生感应电流管壁上分别产生感应电流I I1 1和和I I2 2,在直流电脉冲结束,在直流电脉冲结束后,次生磁场在接收线圈中产生感应电动势后,次生磁场在接收线圈中产生感应电动势。在油管或套管的电磁特性在油管或套管的电磁特性发生变化时,感应电流发生变化时,感应电流I I1 1和和I I2 2发生改变;当油管或套管出现发生改变;当油管或套管出现孔洞、裂缝,特别是纵向裂缝,孔洞、裂缝,特别是纵向裂缝,将切断感应电流将切断感应电流I I1 1和和I I2 2在管壁在管壁上的回路,这将改变感应电动上的回路,这将改变感应电动势势的幅度,在测井曲线上表的幅度,在测井曲线上表现出异常。现出异常。纵向
15、长轴纵向长轴探头探头A A测量原理测量原理 纵向短轴探头纵向短轴探头C C记录记录C1-C5C1-C5条曲线,探测范围较小条曲线,探测范围较小 1 1、计算单层管柱厚度、计算单层管柱厚度 2 2、判断内管的纵向裂缝、判断内管的纵向裂缝 3 3、确定内管的腐蚀情况、确定内管的腐蚀情况 由于发射线圈产生的磁由于发射线圈产生的磁场强度弱,主要探测第场强度弱,主要探测第1 1层管层管柱,探测原理同探头柱,探测原理同探头A A。A A、C C探头结合可判断双探头结合可判断双层管柱的纵缝、腐蚀,并用层管柱的纵缝、腐蚀,并用于计算内外管的厚度。于计算内外管的厚度。纵向短轴纵向短轴探头探头C C测量原理测量原
16、理 横向横向探头探头B B的线圈轴线方向和管柱的轴的线圈轴线方向和管柱的轴线方向垂直,因此称为横向探头。线方向垂直,因此称为横向探头。记录记录B1-B4B1-B4条曲线条曲线1 1、判断内管的横向裂缝、判断内管的横向裂缝2 2、判断内管的错断和变、判断内管的错断和变 形情况形情况3 3、计算内管的壁厚、计算内管的壁厚横向横向探头探头B B测量原理测量原理 发射线圈产生的磁场强度比较弱,其磁力线只发射线圈产生的磁场强度比较弱,其磁力线只能穿过第能穿过第1 1层管柱,在管壁上感应出电流层管柱,在管壁上感应出电流I I1 1,接收线接收线圈检测由圈检测由I I1 1产生的感应电动势产生的感应电动势。
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