具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法与流程

1.本发明属于油水井检测设备技术领域，尤其涉及一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法。


背景技术：

2.随着油田开发的不断深入，为提高油田产量，需要增加注水等增产工艺流程，这就导致井筒中会出现多次加密甚至注聚并存的情况，最终会致使井筒出现大量损坏现象。进一步研究后发现，井筒损坏会对井下作业以及油气开采产生极大的影响和破坏，损坏的井筒往往会产生漏失、注水分散等技术缺陷，从而引起采油效率降低、增产工艺失效等诸多不利。针对上述缺陷技术人员做出了诸多努力，例如：参考现有相关文献可以发现，在cn201811134020.2的专利文献中记载有一种井下电磁探伤仪，该井下电磁探伤仪通过设置处理器模块、发射系统以及磁场阵列传感器，实现了分时异步采集电磁探伤信号的目的，从而一次发射同时接收，缩短了单次采集周期。
3.然而发明人发现，现有的常规电磁探伤检测技术虽可获得井筒内套管剩余壁厚、变形、套破、腐蚀等参数的定量数据，但却无法获得井下实时视像，不利于技术人员及时快速的确定井筒破损状态，因此急需本领域技术人员提供一种更为高效准确且仪器具有多项功能、便于实施的井筒检测手段以及测井设备。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，该测井仪器可应用于油水井井筒检测领域，解决了现有技术中常规井筒检测方法检测效率低下、检测精度不足等一系统问题；该测井仪器通过一次测井检测过程，可顺次获取得到井筒的井内关注数据以及可视化井筒视频数据，从而大幅度提高井筒检测效率，在各油田企业中具有广阔的应用前景。
5.为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器，包括有：井下部分以及地面部分；井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；其中，视像采集单元由摄像头与cmos图像传感器构成；电磁探伤单节中包括有长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头以及温度传感探头；地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。
6.较为优选的，还包括有：复合光电缆；所述复合光电缆用于建立井下部分、地面部分之间的数据连接。
7.较为优选的，复合光电缆由电缆以及光纤相互绞接形成；其中，电缆的外围敷设有绝缘层；光纤的外围敷设有光纤护管。
8.较为优选的，复合光电缆的外围顺次还设置有内铠层以及外铠层；内铠层内部的复合光电缆空间内还填充有保护纤维。
9.较为优选的，视像采集单元的外围还设置有穹顶式透镜罩；所述穹顶式透镜罩采用高硼硅玻璃制备形成，其透光率不小于90%，耐压不小于70mpa，20-300℃范围下的热膨胀系数为3.3
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10.进一步优选的，控制单元中包括有视像信号遥传编码模块；所述视像信号遥传编码模块与视像采集单元相连接，用于将视像采集单元所采集的视像数据编码处理后，传送至视像检测图像显示单元中。
11.进一步优选的，视像信号遥传编码模块与视像采集单元之间的连接通路上设置有模数转换单元。
12.进一步优选的，控制单元中还包括有电磁探伤驱动信号发射模块和电磁探伤数据采集模块；其中，电磁探伤驱动信号发射模块与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头一一对应相连接，用于向长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头提供工作驱动信号；电磁探伤数据采集模块与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头一一对应相连接，用于将长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头所采集各电磁探伤数据，传送至电磁探伤数据显示单元中。
13.进一步优选的，电磁探伤数据采集模块与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头之间的连接通路上还设置有增益滤波电位器。
14.另一方面，具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器的使用方法，包括有如下步骤：采集井下视像数据；发射电磁探伤声波信号；采集电磁探伤声波信号经井下传播后，感应出的震电信号。
15.本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，该具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器中包括有井下部分以及地面部分；其中，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。具有上述结构特征的具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，可应用于油水井井筒检测领域，解决了现有技术中常规井筒检测方法检测效率低下、检测精度不足等一系统问题；该测井仪器通过一次测井检测过程，可顺次获取得到井筒的井内关注数据以及可视化井筒视频数据，从而大幅度提高井筒检测效率，在各油田企业中具有广阔的应用前景。
附图说明
16.该附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在下述附图中：图1为本发明提供的具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器的结构示意图；图2为本发明提供的复合光电缆的结构示意图。
具体实施方式
17.本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，该测井
仪器可应用于油水井井筒检测领域，解决了现有技术中常规井筒检测方法检测效率低下、检测精度不足等一系统问题；该测井仪器通过一次测井检测过程，可顺次获取得到井筒的井内关注数据以及可视化井筒视频数据，从而大幅度提高井筒检测效率，在各油田企业中具有广阔的应用前景。
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.实施例一本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器。具体的，该种测井仪器包括有两部分结构单元，分别为井下部分以及地面部分。进一步的，如图1所示，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；而地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。
21.需要补充说明的是，视像采集单元由摄像头与cmos图像传感器构成；其中，摄像头优选具有自动变焦、对焦功能，可自动识别处理画面特征，可强化目标图像、弱化背景图像，且图像分辨率不小于760p的网络摄像头；cmos图像传感器上优选采用基于小波变换智能分区识别处理技术，以期达到集成拍摄以及拓展通讯功能的目的。
22.而电磁探伤单节中包括有长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头以及温度传感探头；其优选的工作参考可参考如下：电磁探伤单节的耐压等级不小于70mpa，耐温应不小于150℃；壁厚分辨率：0.5mm；孔洞分辨率：10mm。
23.此外，作为本发明的一种较为优选的实施方式，在视像采集单元的外围还设置有穹顶式透镜罩，该穹顶式透镜罩用于协助视像采集单元扩大视像采集的视角（由原本90
°
视角扩大至至少120
°
视角）。其中，优选的，穹顶式透镜罩采用高硼硅玻璃制备形成，其透光率不小于90%（进一步优选不低于92%），耐压不小于70mpa，20-300℃范围下的热膨胀系数为3.3
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24.实施例二实施例二包括有实施例一中的全部技术特征，具体为：本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器。具体的，该种测井仪器包括有两部分结构单元，分别为井下部分以及地面部分。进一步的，如图1所示，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；而地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。
25.需要补充说明的是，视像采集单元由摄像头与cmos图像传感器构成；其中，摄像头优选具有自动变焦、对焦功能，可自动识别处理画面特征，可强化目标图像、弱化背景图像，且图像分辨率不小于760p的网络摄像头；cmos图像传感器上优选采用基于小波变换智能分区识别处理技术，以期达到集成拍摄以及拓展通讯功能的目的。
26.而电磁探伤单节中包括有长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头以及温度传感探头；其优选的工作参考可参考如下：电磁探伤单节的耐压等级不小于70mpa，耐温应不小于150℃；壁厚分辨率：0.5mm；孔洞分辨率：10mm。
27.此外，作为本发明的一种较为优选的实施方式，在视像采集单元的外围还设置有穹顶式透镜罩，该穹顶式透镜罩用于协助视像采集单元扩大视像采集的视角（由原本90
°
视角扩大至至少120
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视角）。其中，优选的，穹顶式透镜罩采用高硼硅玻璃制备形成，其透光率不小于90%（进一步优选不低于92%），耐压不小于70mpa，20-300℃范围下的热膨胀系数为3.3
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28.实施例二还进一步公开有（设置在井下部分、地面部分之间，用于建立井下部分、地面部分之间的数据连接）复合光电缆。如图2所示，该复合光电缆由电缆以及光纤相互绞接形成（多根电缆以及一根光纤），电缆的外围敷设有绝缘层；光纤的外围敷设有光纤护管。而作为本发明的一种较为优选的实施方式，复合光电缆的外围顺次还设置有内铠层以及外铠层；内铠层内部的复合光电缆空间内还填充有保护纤维。
29.其中补充的一点是，为进一步提高电缆的数据传输效率以及抗干扰性能，电缆的形成机制以及其所采用数据编码方式可参考如下：具体的，电缆进一步选用7芯电缆；其中，7#芯居中、剩余1-6#芯顺时针排列在7#芯外围。而电缆数据编码方式综合考虑正交频分复用（ofdm）技术、正交振幅键控（qam）技术、速率自适应（sra）技术。
30.实施例三实施例三包括有实施例一中的全部技术特征，具体为：本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器。具体的，该种测井仪器包括有两部分结构单元，分别为井下部分以及地面部分。进一步的，如图1所示，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；而地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。
31.需要补充说明的是，视像采集单元由摄像头与cmos图像传感器构成；其中，摄像头优选具有自动变焦、对焦功能，可自动识别处理画面特征，可强化目标图像、弱化背景图像，且图像分辨率不小于760p的网络摄像头；cmos图像传感器上优选采用基于小波变换智能分区识别处理技术，以期达到集成拍摄以及拓展通讯功能的目的。
32.而电磁探伤单节中包括有长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头以及温度传感探头；其优选的工作参考可参考如下：电磁探伤单节的耐压等级不小于70mpa，耐温应不小于150℃；壁厚分辨率：0.5mm；孔洞分辨率：10mm。
33.此外，作为本发明的一种较为优选的实施方式，在视像采集单元的外围还设置有穹顶式透镜罩，该穹顶式透镜罩用于协助视像采集单元扩大视像采集的视角（由原本90
°
视角扩大至至少120
°
视角）。其中，优选的，穹顶式透镜罩采用高硼硅玻璃制备形成，其透光率不小于90%（进一步优选不低于92%），耐压不小于70mpa，20-300℃范围下的热膨胀系数为3.3
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34.实施例三还进一步公开有视像信号遥传编码模块。其中，视像信号遥传编码模块设置在控制单元内，具体与视像采集单元相连接，用于将视像采集单元所采集的视像数据编码处理后，传送至视像检测图像显示单元中。
35.而作为本发明的一种较为优选的实施方法，视像信号遥传编码模块与视像采集单
元之间的连接通路上设置有模数转换单元；该模数转换单元用于将视像采集单元所采集的视像数据转换为数字视像信号。
36.实施例四实施例四包括有实施例一中的全部技术特征，具体为：本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器。具体的，该种测井仪器包括有两部分结构单元，分别为井下部分以及地面部分。进一步的，如图1所示，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；而地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。
37.需要补充说明的是，视像采集单元由摄像头与cmos图像传感器构成；其中，摄像头优选具有自动变焦、对焦功能，可自动识别处理画面特征，可强化目标图像、弱化背景图像，且图像分辨率不小于760p的网络摄像头；cmos图像传感器上优选采用基于小波变换智能分区识别处理技术，以期达到集成拍摄以及拓展通讯功能的目的。
38.而电磁探伤单节中包括有长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头以及温度传感探头；其优选的工作参考可参考如下：电磁探伤单节的耐压等级不小于70mpa，耐温应不小于150℃；壁厚分辨率：0.5mm；孔洞分辨率：10mm。
39.此外，作为本发明的一种较为优选的实施方式，在视像采集单元的外围还设置有穹顶式透镜罩，该穹顶式透镜罩用于协助视像采集单元扩大视像采集的视角（由原本90
°
视角扩大至至少120
°
视角）。其中，优选的，穹顶式透镜罩采用高硼硅玻璃制备形成，其透光率不小于90%（进一步优选不低于92%），耐压不小于70mpa，20-300℃范围下的热膨胀系数为3.3
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40.实施例四还进一步公开有电磁探伤驱动信号发射模块和电磁探伤数据采集模块。其中，电磁探伤驱动信号发射模块设置在控制单元内，具体与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头一一对应相连接，用于向长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头提供工作驱动信号。电磁探伤数据采集模块设置在控制单元内，同样与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头一一对应相连接，用于将长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头所采集各电磁探伤数据，传送至电磁探伤数据显示单元中。
41.作为本发明的一种较为优选的实施方法，电磁探伤数据采集模块与长轴探头、短轴探头、水平向探头、伽马探头、温度传感探头之间的连接通路上还设置有增益滤波电位器；该增益滤波电位器用于提高各探头与电缆（信号传输模式）的匹配程度，以期得到各电磁探伤数据在电缆的各个工作频率点的最优值，即最大信噪比。
42.实施例五实施例五提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器的使用方法，其所使用的结构可具体参考实施例一-实施例四中的相关记载，在此不做赘述。
43.具体的，该具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器的使用方法可参考描述如下：首先，井下部分各结构单元串接为一体结构后，再通过复合光电缆与地面部分相连接（复合光电缆中光纤与视像检测图像显示单元相连接，电缆与电磁探伤数据显示单元相连接）。
44.而后将井下部分的一体结构下入井内，在下井过程中，开启光源单元并开启视像采集单元，由视像采集单元采集井下视像数据，其井下视像数据经视像信号遥传编码模块
处理后，送入至光纤中最终传输至视像检测图像显示单元进行显示。而与之相对的是，电磁探伤作业通过开启电磁探伤单节（相应探头），并发射电磁探伤声波信号（电磁探伤声波信号由电磁探伤驱动信号发射模块生成）；而后电磁探伤单节（相应探头）采集电磁探伤声波信号经井下传播后，感应出的震电信号，并将相关电磁探伤数据传输至电磁探伤数据采集模块进行编码处理，并经电缆最终传输至电磁探伤数据显示单元进行显示。
45.至此，完成了通过一次下井实现电磁探伤、视像检测的检测过程。
46.本发明提供了一种具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，该具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器中包括有井下部分以及地面部分；其中，井下部分包括有自下而上顺次串接的视像采集单元、光源单元、下部扶正器、电磁探伤单节、上部扶正器、控制单元；地面部分包括有电磁探伤数据显示单元以及视像检测图像显示单元。具有上述结构特征的具有电磁探伤、视像检测功能的测井仪器及使用方法，可应用于油水井井筒检测领域，解决了现有技术中常规井筒检测方法检测效率低下、检测精度不足等一系统问题；该测井仪器通过一次测井检测过程，可顺次获取得到井筒的井内关注数据以及可视化井筒视频数据，从而大幅度提高井筒检测效率，在各油田企业中具有广阔的应用前景。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。