油井套管损伤检测磁化装置

本发明属于测量，具体涉及到一种油井套管损伤检测磁化装置。

背景技术：

1、在进行石油生产的时候，井下套管起着非常重要的作用，包括固定地层及井眼、保护套管内的输油管道、保护输油管道不受地下水影响等，由于十分有效且能明显提高管线使用时间，所以被广泛使用。但同时套管的损坏及维护也是非常重要的问题。目前在套管的无损检测领域中，漏磁检测技术的优点较为突出，如自动化程度高、检测环境要求低、检测信号精确、检测成本低等。该技术的原理为首先对套管进行磁化，让其磁饱和，然后利用传感器对缺陷处产生的漏磁场进行拾取，随后对信号进行解调分析。线圈类的磁化装置在石油套管漏磁检测中不适合井下使用的原因主要有以下几点：尺寸限制：线圈类的磁化装置通常较为庞大，无法适应井下狭小的空间限制。井下环境通常非常狭窄，设备需要能够适应这种限制，以便进行准确的漏磁检测；易受损性：井下环境复杂恶劣，存在高温、高压、腐蚀性介质等因素。线圈类的磁化装置通常由大量的线圈和电子元件组成，这些元件容易受到环境的损害和腐蚀，导致设备的可靠性降低；能耗问题：线圈类的磁化装置通常需要较高的能量供应，而在井下环境中能源供应非常有限。由于能源和电池容量的限制，线圈类装置难以满足长时间连续运行的需求；维护困难：井下作业具有高风险和复杂性，维护和更换设备困难且成本高昂。线圈类的磁化装置由于其结构复杂，一旦出现故障，需要进行现场修理或更换，增加了维护的难度和成本。而非线圈类的磁化装置目前只能在单个方向上对套管进行磁化，无法对轴向和周向进行同时检测。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺点，提供一种可同时进行油井套管周向和轴向缺陷检测及无需电源的油井套管损伤检测磁化装置。

2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种油井套管损伤检测磁化装置，位移台上设置有无磁安装架，无磁安装架的圆周方向上设置有至少3个均匀分布的磁化结构，至少3个磁化结构上设置有至少1个并联且均匀分布的光纤磁场传感器，所述磁化结构包括衔铁、第一单极永磁体、第二单极永磁体、第一钢刷、第二钢刷，第一单极永磁体和第二单极永磁体的极性相反，衔铁上一端设置有第一单极永磁体、另一端设置有第二单极永磁体，第一单极永磁体上设置有第一钢刷，第二单极永磁体上设置有第二钢刷，光纤磁场传感器设置在磁化结构的第一单极永磁体和第二单极永磁体之间，用于油井套管轴向损伤检测。

3、作为一种优选的技术方案，所述至少3个均匀分布的磁化结构，在相邻两磁化结构的第一单极永磁体之间或第二单极永磁体之间还设置有光纤磁场传感器，用于油井套管周向损伤检测。

4、作为一种优选的技术方案，所述光纤磁场传感器包括铽镝铁磁致伸缩材料板、第一陶瓷插芯、第二陶瓷插芯、光纤，铽镝铁磁致伸缩材料板上固定有间隔一定距离的第一陶瓷插芯和第二陶瓷插芯，光纤一端穿过第一陶瓷插芯并固定、另一端穿过第二陶瓷插芯并固定，第一陶瓷插芯和第二陶瓷插芯之间的光纤上刻写有光栅。

5、作为一种优选的技术方案，所述无磁安装架为树脂架。

6、作为一种优选的技术方案，所述第一单极永磁体和第二单极永磁体的材料为稀土永磁钕铁硼，形状为长方体。

7、本发明的有益效果如下：

8、本发明的磁化结构可同时进行周向和轴向励磁，磁化结构属于永磁磁化，适用于各类磁场应变传感器，并且因为其励磁方式是无源的，所以不需要电源，能够留下更多空间。本发明的光纤磁场传感器在排布时可沿着轴向和周向同时排布，从而实现对待测油井套管的周向和轴向缺陷同时检测。

技术特征：

1.一种油井套管损伤检测磁化装置，其特征在于：位移台上设置有无磁安装架，无磁安装架的圆周方向上设置有至少3个均匀分布的磁化结构，至少3个磁化结构上设置有至少1个并联且均匀分布的光纤磁场传感器，所述磁化结构包括衔铁、第一单极永磁体、第二单极永磁体、第一钢刷、第二钢刷，第一单极永磁体和第二单极永磁体的极性相反，衔铁上一端设置有第一单极永磁体、另一端设置有第二单极永磁体，第一单极永磁体上设置有第一钢刷，第二单极永磁体上设置有第二钢刷，光纤磁场传感器设置在磁化结构的第一单极永磁体和第二单极永磁体之间，用于油井套管轴向损伤检测。

2.根据权利要求1所述油井套管损伤检测磁化装置，其特征在于：所述至少3个均匀分布的磁化结构，在相邻两磁化结构的第一单极永磁体之间或第二单极永磁体之间还设置有光纤磁场传感器，用于油井套管周向损伤检测。

3.根据权利要求1或2所述油井套管损伤检测磁化装置，其特征在于：所述光纤磁场传感器包括铽镝铁磁致伸缩材料板、第一陶瓷插芯、第二陶瓷插芯、光纤，铽镝铁磁致伸缩材料板上固定有间隔一定距离的第一陶瓷插芯和第二陶瓷插芯，光纤一端穿过第一陶瓷插芯并固定、另一端穿过第二陶瓷插芯并固定，第一陶瓷插芯和第二陶瓷插芯之间的光纤上刻写有光栅。

4.根据权利要求1所述油井套管损伤检测磁化装置，其特征在于：所述无磁安装架为树脂架。

5.根据权利要求1所述油井套管损伤检测磁化装置，其特征在于：所述第一单极永磁体和第二单极永磁体的材料为稀土永磁钕铁硼，形状为长方体。

技术总结
一种油井套管损伤检测磁化装置，位移台上设置有无磁安装架，无磁安装架的圆周方向上设置有至少3个均匀分布的磁化结构，至少3个磁化结构上设置有至少1个并联且均匀分布的光纤磁场传感器，所述磁化结构包括衔铁、第一单极永磁体、第二单极永磁体、第一钢刷、第二钢刷，第一单极永磁体和第二单极永磁体的极性相反，衔铁上一端设置有第一单极永磁体、另一端设置有第二单极永磁体，第一单极永磁体上设置有第一钢刷，第二单极永磁体上设置有第二钢刷，光纤磁场传感器设置在磁化结构的第一单极永磁体和第二单极永磁体之间，用于油井套管轴向损伤检测。本发明的磁化结构可同时进行周向和轴向励磁，磁化结构属于永磁磁化，适用于各类磁场应变传感器，并且因为其励磁方式是无源的，所以不需要电源，能够留下更多空间。本发明的光纤磁场传感器在排布时可沿着轴向和周向同时排布，从而实现对待测油井套管的周向和轴向缺陷同时检测。

技术研发人员：王若晖,习北航,朱文华,乔学光
受保护的技术使用者：西北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/4