CN102881401A - 一种套管消磁仪及其消磁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种套管消磁仪及其消磁方法，克服目前永磁体对套管的磁化影响测量质量和精确度的缺陷，该套管消磁仪包括检测模块、消磁模块以及电路控制模块，检测模块用于在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向；电路控制模块用于根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块消除套管上剩磁所对应的脉冲宽度；消磁模块用于根据所述脉冲宽度产生磁场，包括轴心相互垂直的轴向线圈和径向线圈。本发明可以从根本上降低剩磁对感应等测井仪器的影响，提高工作效率和工作质量。

Description

一种套管消磁仪及其消磁方法

技术领域

本发明涉及一种消磁设备，尤其涉及一种套管消磁仪以及其消磁方法。 

背景技术

核磁仪器测井过程中，由于永磁体超强的静磁场，使得仪器在紧贴套管后磁化套管，一段时间内对感应类和测量套损的测井仪器工作形成干扰，严重影响测井质量和精确度。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服目前永磁体对套管的磁化影响测量质量和精确度的缺陷。 

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种套管消磁仪，包括检测模块、消磁模块以及电路控制模块，其中： 

检测模块，用于在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向； 

电路控制模块，用于根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块消除套管上剩磁所对应的脉冲宽度； 

消磁模块，用于根据所述脉冲宽度产生磁场，包括轴心相互垂直的轴向线圈和径向线圈。 

优选地，电路控制模块上套有扶正器。 

优选地，该套管消磁仪包括： 

储能模块，与电路控制模块相连，用于防止瞬间强电流脉冲的冲击。 

优选地，该套管消磁仪包括多个检测模块和多个消磁模块，检测模块和消磁模块间隔设置。 

优选地，各检测模块之间的距离与各消磁模块之间的距离相等。 

优选地，所述轴向线圈和径向线圈的芯轴包括铁氧体。 

优选地，相邻两个消磁模块中轴向线圈上的电流方向相反； 

相邻两个消磁模块中径向线圈上的电流方向相反。 

本申请提供的上述套管消磁仪的消磁方法，包括： 

检测模块在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向； 

电路控制模块根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块应该发射的脉冲宽度； 

消磁模块根据所述脉冲宽度产生磁场。 

优选地，该套管消磁仪包括多个消磁模块，两个检测模块之间的距离为L米且消磁模块中线圈的谐振频率为f赫兹时，消磁模块在套管中的移动速度不超过Lf/3米/秒。 

与现有技术相比，本申请的实施例通过直流脉冲作用，能直接对套管的剩磁进行退磁，使之对感应等测井仪器不构成干扰。本申请的实施例可以从根本上降低剩磁对感应等测井仪器的影响，提高工作效率和工作质量。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。 

图1是本申请实施例的套管消磁仪的构造示意图。 

图2是本申请实施例的一种应用情形示意图。 

图3是本申请实施例的套管消磁仪的消磁方法的流程示意图。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 

如图1所示，本申请实施例的套管消磁仪主要包括检测模块81、消磁模块82以及电路控制模块83。 

检测模块81，用于在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向，将检测得到的套管的磁感应强度和方向发送给电路控制模块83。 

电路控制模块83，与检测模块81及消磁模块82相连，用于根据检测模块81检测得到的套管的磁感应强度和方向，计算出消磁模块82能够消除套管上剩磁所对应的脉冲宽度。 

消磁模块82，用于接收电路控制模块83发送的脉冲宽度，根据该脉冲宽度产生磁场，其所产生磁场的磁场强度与检测模块81所检测到的磁感应强度相等，方向相反，从而对套管进行消磁处理。 

本申请的实施例中，在电路控制模块83上套有灯笼扶正器84，用于保持电路控制模块83在套管中的姿态。在本申请其他的实施例中，电路控制模块83上也可以套上其他类型的扶正器。 

本申请的实施例还可以包括储能模块85，与电路控制模块相连。本申请的实施例可以采用测井电缆进行供电，储能模块85用于防止瞬间强电流脉冲对电源的冲击。本发明的实施例，储能模块85选用的是储能电容。 

本申请的实施例，可以包括两组甚至更多的检测模块和消磁模块。在本申请的实施例包含多个检测模块和多个消磁模块时，检测模块和消磁模块间隔设置。比如本申请的一个实施例中，包括四个检测模块和四个消磁模块，分别为第一、第二、第三及第四检测模块和第一、第二、第三及第四消磁模块；检测模块和消磁模块间隔设置，也即第一消磁设置在第一检测模块之后，第二检测模块设置在第一消磁模块之后，第二消磁模块设置在第二检测模块之后，...，第四消磁模块设置在第四检测模块之后。这样，在经过第一检测 模块的检测和第一消磁模块的消磁处理后，第二检测模块检测经过第一消磁模块之后的套管的磁感应强度和方向，然后反馈给电路控制模块，第二消磁模块根据第二检测模块检测到的磁感应强度和方向继续对套管进行消磁处理。第三检测模块继续进行检测，第三消磁模块继续进行消磁处理；第四检测模块继续进行检测，第四消磁模块继续进行消磁处理。通过这四个检测模块和四个消磁模块从套管中通过一次，进行多次的检测和消磁处理，可以使得对套管进行良好的消磁处理。 

如图1所示，本申请的实施例中，每个消磁模块82均包括一组轴心相互垂直的轴向线圈91和一组径向线圈92。本申请的实施例中，轴向线圈91和径向线圈92的芯轴可以为铁氧体93(当然也可以是玻璃钢等绝缘材料)。相比常用的玻璃钢等绝缘材料作为芯轴而言，以铁氧体93作为芯轴可以提高线圈的发射效率，减少发射功率损耗。 

本申请的实施例中，相邻两个消磁模块中线圈上的电流方向相反，各消磁模块所产生的脉冲宽度对应的磁力线能覆盖整个套管四周，使之均匀退磁，防止产生死角。本申请的实施例中，线圈上的电流以一定频率进行换向，同时电流的大小也随着递减，磁场强度和其产生的磁通密度随之相应降低，磁滞回线的行程和轨迹愈加减小，剩磁场的感应强度也随之下降，磁化电流降为零时，套管剩磁近似为零。 

本申请的实施例中，如果设置多个检测模块和多个消磁模块，则各检测模块之间的距离，可以与各消磁模块之间的距离相等，这样检测模块和消磁模块排列成整齐的阵列形式，能够对套管进行良好的消磁处理。 

如图3所示，本申请实施例的消磁方法主要包括如下步骤： 

步骤S310，检测模块在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向； 

步骤S320，电路控制模块根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块能够消除套管上剩磁所对应的脉冲宽度； 

步骤S330，消磁模块根据所述脉冲宽度产生磁场。 

本申请实施例的消磁方法在对套管进行消磁处理时，如果两个检测模块之间的距离为L米，消磁模块中线圈的谐振频率为f赫兹(Hz)，则消磁模 块在套管中的移动速度不超过Lf/3米/秒，可以保证对套管具有良好的消磁处理。 

本申请的实施例中，还可以在最后一个消磁模块(多个消磁模块时)之后设置再一个检测模块后，用于对经过最后一个消磁模块消磁后的套管进行检测，查看经过消磁处理后套管的剩磁状态。 

图2为本申请一个实施例的电路工作原理框图，本实施例包括三个检测模块以及两个消磁模块。每个检测模块包括一个高斯计检测探头和一个传感器采集转换单元；具体地，三个检测模块分别为第一高斯计检测探头7和第一传感器采集转换单元6、第二高斯计检测探头3和第二传感器采集转换单元4、以及第三检测模块14和第三传感器采集转换单元11。两个消磁模块分别为第一消磁模块8和第二消磁模块10。两个消磁模块间隔设置在三个检测模块之间。三个传感器采集转换单元均连接到电路控制模块中的DSP控制器5，DSP控制器5经过直流脉冲功率放大器13与消磁线圈切换继电器12相连，其中直流脉冲功率放大器13与消磁线圈切换继电器12也属于前述的电路控制模块。两个消磁模块均与消磁线圈切换继电器12相连。直流脉冲功率放大器13海域储能电容相连接。 

按照图2所示的箭头方向提升仪器，第一高斯计检测探头7检测套管壁1上的初始磁感应强度和方向，通过第一传感器采集转换单元6将初始磁感强度和方向输入到DSP控制器5进行计算处理，计算出应该发射的退磁线圈组的脉冲宽度，从而控制第一消磁模块8中的电流大小，使第一消磁模块8中产生的磁场强度与所测得的套管壁1剩磁强度相适应，且方向相反，从而达到退磁的效果。 

消磁器在上述的过程中，第二高斯计检测探头3检测套管壁1的剩余磁感应强度是否满足退磁要求，如果达到剩磁强度的要求，第二消磁模块10停止发射去磁脉冲；如果未达到要求则会继续在第二消磁模块10发射脉冲直流进行去磁，电路控制模块通过继电器12切换发射输出接入至第二消磁模块10，由电路控制模块计算第二高斯计检测探头3检测的剩磁强度，通过第二消磁模块10产生最大磁感应强度相同极化方向相反的退磁场，作用于套管壁1，从而进一步对套管进行消磁。第三高斯计检测探头14会在上提的过程中 检验消磁效果，如果仍未达到要求则会继续进行消磁；反之，该段套管消磁工作完成，记录深度和消磁后的套管剩磁数据，仪器可以根据套管磁化程度设计推辞模块的数量，以适应不同套管具体的消磁的要求。 

本申请的实施例，可以采用玻璃钢承压外壳来容纳检测模块及消磁模块，并采用橡胶皮囊压力平衡装置进行内外压力的平衡。 

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。 

Claims (9)

1.一种套管消磁仪，包括检测模块、消磁模块以及电路控制模块，其中：

检测模块，用于在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向；

电路控制模块，用于根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块消除套管上剩磁所对应的脉冲宽度；

消磁模块，用于根据所述脉冲宽度产生磁场，包括轴心相互垂直的轴向线圈和径向线圈。

2.根据权利要求1所述的套管消磁仪，其中：

电路控制模块上套有扶正器。

3.根据权利要求1所述的套管消磁仪，其中，该套管消磁仪包括：

储能模块，与电路控制模块相连，用于防止瞬间强电流脉冲的冲击。

4.根据权利要求1所述的套管消磁仪，其中：

该套管消磁仪包括多个检测模块和多个消磁模块，检测模块和消磁模块间隔设置。

5.根据权利要求4所述的套管消磁仪，其中：

各检测模块之间的距离与各消磁模块之间的距离相等。

6.根据权利要求1所述的套管消磁仪，其中：

所述轴向线圈和径向线圈的芯轴包括铁氧体。

7.根据权利要求1所述的套管消磁仪，其中：

相邻两个消磁模块中轴向线圈上的电流方向相反；

相邻两个消磁模块中径向线圈上的电流方向相反。

8.根据权利要求1所述的套管消磁仪的消磁方法，包括：

检测模块在套管中移动时检测套管的磁感应强度和方向；

电路控制模块根据检测模块检测得到的磁感应强度和方向计算出消磁模块应该发射的脉冲宽度；

消磁模块根据所述脉冲宽度产生磁场。

9.根据权利要求1所述的套管消磁仪的消磁方法，包括：

该套管消磁仪包括多个消磁模块，两个检测模块之间的距离为L米且消磁模块中线圈的谐振频率为f赫兹时，消磁模块在套管中的移动速度不超过LF/3米/秒。

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