测井设备( 五 ) _测井仪器设备

中国有色金属工业总公司无损检测中心开发研制了旋转式漏磁探伤设备，并用于旧油管和旧钻杆的检测。这套检测设备在胜利油田滨南采油厂投产并通过鉴定。这套自动探伤系统的特点是：①检测速度10m/min ，每2min检测一根管；②分两组探头，一组检测接箍，一组检测管体，管体部分由8个探头组成，管体旋转速度和探头移动速度合理匹配，保证覆盖管体全表面；③磁化方法采用直流周向磁化，能检测到内外壁的纵向缺陷；④对于旧油管、钻杆，由于没有统一的检测标准，滨南采油厂暂定为剩余壁厚小于70%t时判废，并以此标准制作人工伤样管；⑤设备具有声光自动报警、波形记录、对缺陷处自动作标记并具有数据统计、打印报表等功能；⑥采用变频调速装置及可编程控制作为整个机械设备的动力和控制手段；⑦磁化装置至少连续工作10h不发热，经退磁后，被检测管子可以吸不住M3的螺母。
（3）涡流探伤方法
涡流探伤是用一个高频振荡器供给激磁线圈激磁电流，并在被检测件周围形成激磁磁场，该磁场在被检测件中感应出涡状电流。涡流又产生自己的磁场，涡流磁场的作用抵消激磁磁场的变化。由于涡流磁场中包含着套管状况不等的各种信息（如钢管材料中存在的各种缺陷），仪器通过检测线圈把涡流信号检出，进行滤波、鉴相、放大等处理，并抑制非缺陷的各种噪声信号（如材料性能的差异、运动不平稳等），以此来判别套管中缺陷的存在。涡流探伤有点探头式和穿过式两种基本方法。
涡流探伤应用于套管自动检测生产线主要应考虑这样几个问题：①由于套管壁厚一般大于7mm（各种规格套管的壁厚不等），而涡流探伤的灵敏度是随着缺陷的埋藏深度的增加而降低的，因此，要采用磁饱和技术提高涡流检测的穿透深度，实现对整个套管壁厚的检测；②由于涡流检测对许多因素都很敏感，其中有些是由加工工艺造成的，如电导率、化学成分、磁导率以及几何形状等的变化；而另一些则是与管材无关的测试因素，如耦合状况的改变，探头与管子之间的振动等，因此，涡流探伤的信号处理和分析技术与漏磁技术相比要复杂一些，特别是对于像套管这样大直径的钢管更是如此。
国内有很多单位，如上海有色金属研究所、北京有色金属研究设计院、厦门涡流检测技术研究所等，相继研究成功多种规格的涡流探伤仪，这些设备的技术性能都能满足常规的探伤要求，某些先进设备的技术性能已达到国外20世纪80年代的水平。
4.1.2 套管磨损检测
在井内的套管不可避免地受到不同方式、不同程度的伤害，甚至是损坏，一般包括机械损伤和化学损伤两种。套管的机械磨损是由与套管内壁相接触摩擦的其他物体引起的，主要是钻杆、钻杆接头、底部钻具组合、钢缆及尾管等，而旋转引起的磨损程度远远大于滑动导致的磨损；井内泥浆和地层流体会对套管造成一定的化学损伤，随泥浆的化学成分和地层流体特性，对套管的腐蚀程度不同。随着钻井周期的延长，套管磨损程度加剧，如不采取措施，则会出现套管先期损坏的现象，严重的会使井报废。套管损伤对井内安全影响很大，因此，超深井套管损伤的检测显得十分重要。
工程测井很多仪器都有套管质量和固井质量检测功能，其性能和功能见表4.1 。国外测井仪器耐温、耐压指标都较高，耐温指标多为175℃ 。相比而言，国内仪器耐温、耐压指标较低，应注重研发耐温超过150℃的仪器。
（1）MID-K测井仪
MID-K测井仪器是俄罗斯生产的进行多层套管伤害探测的测井设备， MID-K测井仪器共有3个测量探头，包括1个纵向探头和2个横向探头（图4.1）。纵向探头是对套管沿轴向的伤害进行测量；横向探头对套管横切面上的损伤进行测量。测量的信息是感生电动势的衰减谱，对衰减谱进行采样得到多条不同时刻记录的曲线，不同时间与管柱的径向位置相对应。该测井仪根据不同位置管柱对应的不同衰减时间段对衰减谱进行放大，从而达到对不同位置管柱的探测，以3层管柱为例，可分为远区、中区和近区，分别对应外层、中间和内层管柱。