《电磁探伤测井技术》PPT课件.ppt
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1、李泽田李泽田 2010年年04月月电磁探伤测井及在胜利电磁探伤测井及在胜利油田的应用油田的应用 10/27/202210/27/2022目录目录摘要摘要、引言、引言一、电磁探伤测井的原理一、电磁探伤测井的原理二、应用实例二、应用实例三、结论三、结论10/27/202210/27/2022 电电磁磁探探伤伤测测井井仪仪(EMDS-TM-42E)成成功功地地解解决决了了在在油油管管内内检检测测油油管管和和套套管管的的厚厚度度、腐腐蚀蚀、变变形形破破裂裂等等问问题题,可可准准确确指指示示井井下下管管柱柱结结构构、工工具具位位置置,并并能能探探测测套套管管以以外外的的铁铁磁磁性性物物质质。对对该该仪仪
2、器器的的测测量量原原理理以以及及在在胜胜利利油油田田应应用用效效果果进进行行了了系系统统分分析析,为为现场作业提供了科学依据。现场作业提供了科学依据。摘要摘要 10/27/202210/27/2022 引言引言 用机械、声波、光学、放射性等方法只能检用机械、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(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,)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。本以及在套管内检
3、测套管和表层套管的损坏情况。本文阐述文阐述EMDS-TM-42E电磁探伤仪的工作原理,并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对其在油田工程测井的应用效果进行分析。10/27/202210/27/2022 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。式中:-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、电磁探伤测井原理一、电磁探伤测井原理10/27/202210/27/20222、单层管
4、柱结构,感应电动势函数表达式为 (1)n式中:T-套管厚度,-套管磁导率,-套管电导率 D-套管外径,t-时间。3、双层管柱结构时 (2)n式中:T1、T2-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,测得感未知。因此,测得感应电动势应电动势1 1、2 2时,就可以得到内、外管壁厚度时,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,此时计算出的管此时计算出的管壁厚度是平均壁厚。壁厚度是平均壁厚。电磁探伤
5、测井原理10/27/202210/27/2022上扶正器上扶正器伽马探头伽马探头井温探头井温探头下扶正器下扶正器短轴探头短轴探头C C横向探头横向探头B B长轴探头长轴探头A A 仪器结构仪器结构 电磁探伤测井仪由电磁探伤测井仪由上、下扶正器,上、下扶正器,纵向纵向长轴探头长轴探头 A A、纵向纵向短短轴探头轴探头 C C、横向探头、横向探头B B、伽马探头和井温伽马探头和井温探头组成。其中,探探头组成。其中,探头头A A、B B、C C用来检测用来检测套管的损伤,井温探套管的损伤,井温探头用来测量井内流体头用来测量井内流体的温度变化,伽马探的温度变化,伽马探头用来测量校深曲线头用来测量校深曲
6、线。10/27/202210/27/2022 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,整个周期为为480ms480ms,其中分为两个发射周期和两个测量周期,供给发射探头的,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(是一个强的直流脉冲,断开供电电流的时间(120ms120ms),在接收线圈),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数衰减,并且感应电动势幅度呈指数衰减,A A、B B、C 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
7、论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(分析表明,如果钢管的厚度(T1+T2T1+T2或或T1T1)越大;感应电动势的衰)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480ms0较快的时间段是来自内管的变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化,衰减缓慢的时间段主要表示内外管的变化。在内管初步示内外管的变化。在内管初步确定以后,影响感应电动势衰确定以后,影响感应电动势衰减因素就是外管,因此在感应减因素就是外管,因此在感应电动势的衰减过程中测量
8、,用电动势的衰减过程中测量,用这种方法可把内、外管对测量这种方法可把内、外管对测量的影响区别开。的影响区别开。120ms 信息采集方法信息采集方法 10/27/202210/27/2022管壁厚度探测范围管壁厚度探测范围 3-12mm 3-12mm被探测管的直径被探测管的直径 63 63324mm324mm确定管壁厚度基本误差确定管壁厚度基本误差 单管结构单管结构 0.5mm 0.5mm 多管结构多管结构 1.5mm 1.5mm裂缝型缺陷最小长度:裂缝型缺陷最小长度:沿管轴方向沿管轴方向2.5 50mm2.5 50mm 沿管轴方向沿管轴方向5.5 70mm5.5 70mm 过油管的过油管的5.
9、5 150mm5.5 150mm 管轴横向管轴横向 1/4 1/4圆周长圆周长技术指标技术指标10/27/202210/27/2022外形尺寸:外形尺寸:下井仪直径下井仪直径 43mm 43mm 下井仪长度(不包括扶正器)下井仪长度(不包括扶正器)2850mm 2850mm耐压耐压 100MPa 100MPa 耐温耐温 140 140技术指标技术指标10/27/202210/27/2022C C探探头头用用于于探探查查第第一一层层管管柱柱(内内管管)的的纵纵向向损损伤伤缺缺陷陷。该该探探头头测测量量五五条条曲曲线线,编编号号UC1UC1UC5UC5,随随曲曲线线编编号号数数增增加加,探测深度相
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