【摘要】：石油套管是支撐油井井壁的金屬管道,在石油勘測過程中大量使用,保證了鉆井過程和鉆完井后整個井內(nèi)石油開采工作的正常運行。但由于環(huán)境等因素的影響,套管金屬極易出現(xiàn)耗損,給國家造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,套管金屬耗損情況的檢測成為了石油開采和設(shè)備維護(hù)中的重點工作。論文內(nèi)容結(jié)合“套管金屬耗損檢測儀”項目進(jìn)行研究,旨在通過對套管金屬耗損檢測方法的研究設(shè)計能夠定性且定量檢測出套管金屬管壁損傷狀態(tài)的工程化裝置。且在檢測效率與精度均達(dá)到要求的條件下,保證該裝置在井下能夠穩(wěn)定工作。本文首先對比幾種目前國內(nèi)外先進(jìn)的套管金屬耗損檢測原理,分析使用遠(yuǎn)場渦流檢測的原因。再根據(jù)遠(yuǎn)場渦流檢測原理分析了遠(yuǎn)場激勵產(chǎn)生的電渦流在套管管壁中的變化規(guī)律,建立信號與套管金屬損傷情況的評價模型。其次,利用有限元仿真軟件(ANSYS)的管道磁力線仿真模型建立激勵信號頻率與套管金屬耗損檢測范圍的關(guān)系。根據(jù)套管金屬耗損檢測儀井下工作流程,分析了噪聲處理、微弱信號檢測和檢測精度等問題。分析管道測相精度要求,詳細(xì)介紹兩種典型的測相方法:閾值檢測法和數(shù)字相敏檢波法。在套管金屬耗損檢測儀電路設(shè)計中,基于儀器的低功耗及實際可測管道壁厚范圍等要求,在激勵模塊進(jìn)行頻率和調(diào)制度可調(diào)的SPWM信號設(shè)計。SPWM信號控制逆變電路,將高壓送入激勵線圈使其產(chǎn)生遠(yuǎn)場渦流信號。電渦流經(jīng)過電磁轉(zhuǎn)換后兩次穿過管壁,最終以感應(yīng)電壓的形式由遠(yuǎn)場檢測線圈接收并送至檢測模塊電路。檢測模塊信號處理電路對攜帶有套管金屬耗損信息的感應(yīng)電壓信號進(jìn)行調(diào)理與計算,得到具體的損耗信息。本文最后論述了套管金屬耗損檢測系統(tǒng)的調(diào)試與分析。測試并分析了各模塊電路工作情況,數(shù)據(jù)處理結(jié)果,以及實驗套管的耗損檢測情況。測試的結(jié)果證實了套管金屬耗損檢測儀能夠完成套管金屬管壁損傷的檢測工作,驗證了本文的方法分析及電路設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE931.2;TH878

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2595982