专利名称：一种套管磨损试样检测设备及套管检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于石油管道无损检测技术，特别是关于油井套管磨损试样无损检 测技术，具体的讲是关于一种套管磨损试样检测设备及套管检测装置。
背景技术：
深井、超深井、大位移井、水平井在下套管后仍需继续钻进，由于钻杆的起下钻及 旋转运动，套管内表面在轴线方向上及圆周方向上将受到摩擦作用而使得套管的内表面产 生磨损，进而使得套管的管壁变薄。由于套管管壁变薄，其抗挤压强度将下降，在地层压力 等的影响下会变形甚至被挤毁，从而产生钻井事故，给油田带来严重的经济损失。因此，检 测套管磨损程度的大小显得尤为重要。目前，国内外检测套管磨损方法的主要有两种一种是基于钻井液出口磨屑分析 的实时检测方法；另一种是基于测井仪器的事后套管检测方法。前者是通过对收集钻井液 循环携带到地面上的磨屑，得到有关套管磨损的重要信息，简单易操作，但此方法不能判断 磨损的具体位置。后者是借助超声波井周成像测井、电磁测井、井径检测或鹰眼电视测井技 术来检测井下套管的磨损情况，利用测井仪器在井下提取井筒磨损的特征信号，通过判断 信号值的大小来判断磨损程度的大小，该方法易受到套管内表面结垢、套管复杂变形、井斜 变化大和钻井液特性等因素的影响。

实用新型内容本实用新型提供一种套管磨损试样检测设备，以利用传感器获取套管磨损试样内 外表面的信号，并通过对信号值的分析，得到套管磨损量。在一实施例中，本实用新型提供一种套管检测装置，所述套管检测装置包括底板、 电控旋转台、具有环形凹槽的转盘、至少两个传感器、第一传感器支架及第二传感器支架， 所述电控旋转台及第一传感器支架固定在所述底板上，所述转盘固定在所述电控旋转台 上，所述第二传感器支架穿过所述转盘及电控旋转台固定在所述底板上，所述转盘的环形 槽用于放置所述套管磨损试样。在另一实施例中，本实用新型提供一种套管磨损试样检测设备，用以检测所述套 管磨损试样的管壁磨损情况，所述的检测设备包括套管检测装置，所述套管检测装置包括 底板、电控旋转台、具有环形凹槽的转盘、至少两个传感器、第一传感器支架及第二传感器 支架，所述电控旋转台及第一传感器支架固定在所述底板上，所述转盘固定在所述电控旋 转台上，所述第二传感器支架穿过所述转盘及电控旋转台固定在所述底板上，所述转盘的 环形槽用于放置所述套管磨损试样；检测控制系统，所述检测控制系统包括计算机、PLC可 编程逻辑控制器及步进电机驱动器，所述传感器及PLC可编程逻辑控制器分别与所述计算 机电连接，所述步进电机驱动器与所述PLC可编程逻辑控制器电连接，所述电控旋转台与 所述步进电机驱动器电连接。本实用新型的有益技术效果利用铁磁性材料的磁记忆特性，利用传感器获取套管磨损试样内外表面的信号，并通过对信号值的分析，得到套管磨损量。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中图1为本实用新型实施例套管检测装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例垂直调节杆与水平调节杆的连接示意图；图3为本实用新型实施例检测控制系统的组成示意图；图4为本实用新型实施例传感器的组成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，
以下结合附图对 本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解 释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。如图1所示，本实用新型提供本实用新型提供一种套管检测装置，所述套管检测 装置包括底板101、电控旋转台102、具有环形凹槽的转盘103、至少两个传感器104、第一传 感器支架105及第二传感器支架106，所述电控旋转台102及第一传感器支架105固定在所 述底板101上，所述转盘103固定在所述电控旋转台102上，所述第二传感器支架106穿过 所述转盘103及电控旋转台102固定在所述底板101上，所述转盘103的环形槽用于放置 所述套管磨损试样。本实用新型提供一种套管磨损试样检测设备，用以检测所述套管磨损试样的管壁 磨损情况，所述的检测设备包括套管检测装置及检测控制系统，所述套管检测装置包括底 板101、电控旋转台102、具有环形凹槽的转盘103、至少两个传感器104、第一传感器支架 105及第二传感器支架106。所述电控旋转台102及第一传感器支架105固定在所述底板101上，所述转盘103 固定在所述电控旋转台102上，所述第二传感器支架106穿过所述转盘103及电控旋转台 102固定在所述底板101上，所述第二传感器支架106与所述转盘103及电控旋转台102不 接触。所述转盘103的环形槽用于放置所述套管磨损试样，图1中的转盘103可以检测三 种规格的套管磨损试样，本实用新型不以此为限。所述电控旋转台102由步进电机及旋转台组合而成，在开始检测套管磨损试样 时，步进电机通过旋转台内部的传动机构，将电机的转动变为旋转台的旋转运动。所述第一传感器支架105及第二传感器支架106相同，所述第一传感器支架105 用于测量套管磨损试样内壁的强磁记忆信号，所述第二传感器支架106用于测量套管磨损 试样外壁的强磁记忆信号。所述第一传感器支架105及第二传感器支架106分别包括立杆107、垂直调节杆 108、水平调节件109及传感器座110，所述立杆107固定在所述底板101上，所述垂直调节 杆108与所述立杆107套设连接；所述水平调节件109与所述垂直调节杆108的顶部滑动？口口。如图1所示，垂直调节杆108套设在立杆107中，并通过顶丝115将所述垂直调节 杆108固定在所述立杆107中。在另一实施例中，立杆107也可以套设在垂直调节杆108中，通过顶丝115将所述 垂直调节杆107固定在所述立杆108上。垂直调节杆108用来调节传感器104在套管表面垂直方向的位置，并用顶丝115 固定其升降的高度。通过调节垂直调节杆108的升降，可以扫描垂直方向上不同圆周位置 的套管磨损试样的强磁记忆信号。所述传感器座110用来安装传感器104，其具有滑动槽113及螺丝117，所述螺丝 117穿过所述滑动槽113将所述传感器座110固定在所述水平调节件109的一端，当垂直调 节杆108在竖直方向的调节距离不够时，可用通过松动螺丝117，可以改变传感器座110在 竖直方向的高度。如图1所示，所述的水平调节件109具有滑动槽111及螺丝112，所述螺丝112穿 过所述滑动槽111将所述水平调节件109固定在所述垂直调节杆108的顶部。在另一实施例中，如图2所示，所述垂直调节杆108的顶部具有通孔201，所述水平 调节件109穿过所述通孔201，并通过螺丝202将所述水平调节件109固定在所述垂直调节 杆108的顶部，所述水平调节件109可以在水平方向移动。如图1所示，所述凹槽的边上均勻分布多个螺栓114，用于调节所述套管磨损试 样，螺栓114的个数可以为3，本实用新型不以此为限。所述传感器座110的两端具有圆孔116，用来安装永磁体，以补偿磁场。如图3所示，所述检测控制系统包括计算机301、PLC可编程逻辑控制器302及 步进电机驱动器303，所述传感器104及PLC可编程逻辑控制器302分别与所述计算机301 电连接，所述步进电机驱动器303与所述PLC可编程逻辑控制器302电连接，所述电控旋转 台102与所述步进电机驱动器303电连接。在图3中，所述计算机301通过多通道数据采集卡304与所述传感器104电连接； 所述PLC可编程逻辑控制器302通过USB转RS-232接口 305与所述计算机301电连接。计算机301可以是笔记本电脑，可以用于显示多通道数据采集卡304采集到的传 感器信号波形、存储采集数据，并用来设置采集卡参数；还可以用来利用VB可视化程序语 编写的可执行程序，实现与PLC可编程逻辑控制器302之间的通信。所述USB转RS-232接 口 305是将电脑的USB 口转换为RS-232串行通信口，实现计算机301与PLC可编程逻辑控 制器302之间的通信功能。所述PLC可编程逻辑控制器302可以实现与笔记本电脑之间的 通信功能，根据计算机301的控制指令向步进电机驱动器303发送不同频率的脉冲信号。所 述步进电机驱动器302将PLC可编程逻辑控制器302发送的控制脉冲转换为步进电机驱动 脉冲。电控旋转台102根据步进电机驱动器303发送的控制脉冲，实现旋转台的正反转。所述多通道数据采集卡304用来接收强磁记忆传感器采集的套管磨损试样的强 磁记忆信号，经过采集卡内部的A/D模数转换后，将信号通过USB线传送到计算机301。所述检测控制系统还包括控制按钮306，与所述PLC可编程逻辑控制器302电连 接，用于向PLC可编程逻辑控制器302发送开关信号，以通过步进电机驱动器303驱动电控 旋转台102的转动。[0033]如图4所示，所述传感器104为强磁记忆传感器，包括传感器探头401、放大器 402、探头供电电源403、集成稳压电源404及电压跟随器405，所述传感器401探头用来检 测套管磨损表面微弱的强磁记忆信号，经过放大器402放大，进入所述电压跟随器404。所 述电压跟随器405由高阻抗的放大器组成，用以滤除磁记忆特征信号中夹杂的噪声干扰信 号，然后通过电缆306将滤除干扰信号后的强磁记忆信号传送到所述的多通道数据采集卡 304内部。以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本 实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种套管检测装置，其特征在于，所述的套管检测装置包括底板、电控旋转台、具 有环形凹槽的转盘、至少两个传感器、第一传感器支架及第二传感器支架；所述电控旋转台及第一传感器支架固定在所述底板上，所述转盘固定在所述电控旋转 台上，所述第二传感器支架穿过所述转盘及电控旋转台固定在所述底板上，所述转盘的环 形槽用于放置所述套管磨损试样。
2.一种套管磨损试样检测设备，用以检测所述套管磨损试样的管壁磨损，其特征在于， 所述的检测设备包括套管检测装置，所述套管检测装置包括底板、电控旋转台、具有环形凹槽的转盘、至少 两个传感器、第一传感器支架及第二传感器支架，所述电控旋转台及第一传感器支架固定 在所述底板上，所述转盘固定在所述电控旋转台上，所述第二传感器支架穿过所述转盘及 电控旋转台固定在所述底板上，所述转盘的环形槽用于放置所述套管磨损试样；检测控制系统，所述检测控制系统包括计算机、PLC可编程逻辑控制器及步进电机驱动 器，所述传感器及PLC可编程逻辑控制器分别与所述计算机电连接，所述步进电机驱动器 与所述PLC可编程逻辑控制器电连接，所述电控旋转台与所述步进电机驱动器电连接。
3.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述第一传感器支架包括立杆、垂直 调节杆、水平调节件及传感器座，所述立杆固定在所述底板上，所述垂直调节杆与所述立杆 套设连接；所述水平调节件与所述垂直调节杆的顶部滑动结合，所述传感器座具有滑动槽 及螺丝，所述螺丝穿过所述滑动槽将所述传感器座固定在所述水平调节件的一端。
4.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述第二传感器支架包括立杆、垂直 调节杆、水平调节件及传感器座，所述立杆固定在所述底板上，所述垂直调节杆与所述立杆 套设连接；所述水平调节件与所述垂直调节杆的顶部滑动结合，所述传感器座具有滑动槽 及螺丝，所述螺丝穿过所述滑动槽将所述传感器座固定在所述水平调节件的一端。
5.如权利要求3或4所述的检测设备，其特征在于，所述的水平调节件具有滑动槽及螺 丝，所述螺丝穿过所述滑动槽将所述水平调节件固定在所述垂直调节杆的顶部。
6.如权利要求3或4所述的检测设备，其特征在于，所述垂直调节杆的顶部具有通孔， 所述水平调节件穿过所述通孔，并通过螺丝将所述水平调节件固定在所述垂直调节杆的顶 部。
7.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述凹槽的边上均勻分布多个螺栓，用 于调节所述套管磨损试样。
8.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，通过顶丝将所述垂直调节杆固定在所 述立杆上。
9.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述传感器座的两端具有圆孔，用来安 装永磁体。
10.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述计算机通过多通道数据采集卡与 所述传感器电连接。
11.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述PLC可编程逻辑控制器通过USB 转RS-232接口与所述计算机电连接。
12.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述检测控制系统包括控制按钮，与 所述PLC可编程逻辑控制器电连接，用于控制所述电控旋转台的转动。
13.如权利要求2所述的检测设备，其特征在于，所述传感器为强磁记忆传感器，包括 传感器探头、放大器、探头供电电源、集成稳压电源及电压跟随器。
专利摘要一种套管磨损试样检测设备及套管检测装置，包括套管检测装置，该套管检测装置包括底板、电控旋转台、具有环形凹槽的转盘、至少两个传感器、第一传感器支架及第二传感器支架，该电控旋转台及第一传感器支架固定在该底板上，该转盘固定在该电控旋转台上，该第二传感器支架穿过该转盘及电控旋转台固定在该底板上，该转盘的环形槽用于放置该套管磨损试样；检测控制系统，该检测控制系统包括计算机、PLC可编程逻辑控制器及步进电机驱动器，该传感器及PLC可编程逻辑控制器分别与该计算机电连接，该步进电机驱动器与该PLC可编程逻辑控制器电连接，该电控旋转台与该步进电机驱动器电连接。利用传感器获取套管磨损试样内外表面的信号，得到套管磨损量。
文档编号G01B7/00GK201926421SQ20102059208
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者孙秉才, 张来斌, 张静, 樊建春, 温东 申请人:中国石油大学(北京)