文档介绍：李泽田
2010年04月
电磁探伤测井及在胜利油田的应用
6/8/2018
目录
摘要
○、引言
一、电磁探伤测井的原理
二、应用实例
三、结论
6/8/2018
电磁探伤测井仪(EMDS-TM-42E)成功地解决了在油管内检测油管和套管的厚度、腐蚀、变形破裂等问题,可准确指示井下管柱结构、工具位置,并能探测套管以外的铁磁性物质。对该仪器的测量原理以及在胜利油田应用效果进行了系统分析,为现场作业提供了科学依据。
摘要
6/8/2018
引言
用机械、声波、光学、放射性等方法只能检查单层管柱的变化和套损,不能检查多层管柱的腐蚀和厚度变化情况。电磁探伤测井仪(EMDS-TM-42E)可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损坏情况。本文阐述EMDS-TM-42E电磁探伤仪的工作原理,并对其在油田工程测井的应用效果进行分析。
6/8/2018
电磁探伤仪的物理基础是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应电动势ε。
式中:Φ--磁通量,S-线圈截面积,B--磁场强度
当钢管(油套管)厚度变化或存在缺陷时,感应电动势ε将发生变化,通过分析和计算,在单、双层管柱结构下,可判断管柱的裂缝和孔洞,得到管柱的壁厚。
一、电磁探伤测井原理
6/8/2018
2、单层管柱结构,感应电动势ε函数表达式为
(1)
式中:T-套管厚度,μ-套管磁导率,σ-套管电导率
D-套管外径,t-时间。
3、双层管柱结构时
(2)
式中: T1、T2-内外管柱的厚度
在正常情况下,钢管磁导率μ、电导率σ、外径D和时间t都已知,只有钢管壁厚T未知。因此,测得感应电动势ε1、ε2时,就可以得到内、外管壁厚度T1、T2 [即方程(1)、(2)的联立解],此时计算出的管壁厚度是平均壁厚。
电磁探伤测井原理
6/8/2018
上扶正器
伽马探头
井温探头
下扶正器
短轴探头C
横向探头B
长轴探头A
仪器结构
电磁探伤测井仪由上、下扶正器,纵向长轴探头 A、纵向短轴探头 C、横向探头B、伽马探头和井温探头组成。其中,探头A、B、C用来检测套管的损伤,井温探头用来测量井内流体的温度变化,伽马探头用来测量校深曲线。
6/8/2018
测井时由地面系统给发射线圈一个恒定的正直流脉冲,整个周期为480ms,其中分为两个发射周期和两个测量周期,供给发射探头的是一个强的直流脉冲,断开供电电流的时间(120ms),在接收线圈中产生相应的感应电动势,并且感应电动势幅度呈指数衰减,A、B、C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。理论分析表明,如果钢管的厚度(T1+T2或T1 )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。在感应电动势的衰减
480ms
0
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内外管的变化。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过程中测量,用这种方法可把内、外管对测量的影响区别开。
120ms
信息采集方法
6/8/2018
管壁厚度探测范围 3-12mm
被探测管的直径 63~324mm
确定管壁厚度基本误差
单管结构
多管结构
裂缝型缺陷最小长度:
50mm
70mm
150mm
管轴横向 1/4圆周长
技术指标
6/8/2018
外形尺寸:
下井仪直径 43mm
下井仪长度(不包括扶正器) 2850mm
耐压 100MPa
耐温 140℃
技术指标
6/8/2018