本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

篩管防砂是水平井防砂完井過(guò)程中的重要技術(shù)措施，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，濾砂管出現(xiàn)了不同程度的損壞，從而導(dǎo)致油井出砂。目前現(xiàn)有的防砂篩管檢測(cè)技術(shù)手段較少，井口含砂在線(xiàn)檢測(cè)只能對(duì)井口出液量進(jìn)行含砂檢測(cè)，40臂井下測(cè)井儀，井下電視光纖技術(shù)等都是針對(duì)套管進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)井底防砂層出砂破損點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)還是空白。目前對(duì)于出砂水平井，均采用全井段二次防砂治理措施，不僅治理成本高，對(duì)于井下未損壞的濾砂管也是一種浪費(fèi)。為此我們發(fā)明了一種新的井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)，解決了以上技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠可對(duì)井下篩管破損進(jìn)行快速準(zhǔn)確的檢測(cè)的井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)，該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)包括前端機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，油管，遙傳短節(jié)，相控陣電路短節(jié)和相控陣探頭短節(jié)，該前端機(jī)連接于該調(diào)制解調(diào)器，并發(fā)送檢測(cè)信號(hào)給該調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器連接于該遙傳短節(jié)，將檢測(cè)信號(hào)調(diào)制后，發(fā)送調(diào)制后的檢測(cè)信號(hào)給該遙傳短節(jié)，該遙傳短節(jié)連接于該相控陣電路短節(jié)，將調(diào)制后的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別和解調(diào)，并將解調(diào)后的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給該相控陣電路短節(jié)，該相控陣探頭短節(jié)位于被檢測(cè)篩管中，該相控陣電路短節(jié)連接于該相控陣探頭短節(jié)，根據(jù)解調(diào)后的檢測(cè)信號(hào)向該相控陣探頭短節(jié)發(fā)送控制信號(hào)，控制該相控陣探頭短節(jié)發(fā)射聲波掃描信號(hào)，進(jìn)行周向360度的掃描，并采集掃描之后得到的掃描信號(hào)，再將采集到的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大，放大后的掃描信號(hào)被傳輸給該遙傳短節(jié)進(jìn)行發(fā)送調(diào)制，并傳輸調(diào)制后的掃描信號(hào)給該調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器接收調(diào)制后的掃描信號(hào)，并將調(diào)制后的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別和解調(diào)，再將解調(diào)后的掃描信號(hào)傳輸給該前端機(jī)。

本發(fā)明的目的還可通過(guò)如下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)還包括主機(jī)，該主機(jī)連接于該前端機(jī)，接收該前端機(jī)傳輸過(guò)來(lái)解調(diào)后的掃描信號(hào)，對(duì)解調(diào)后的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)，完成深度對(duì)齊， 繪制、顯示測(cè)井圖像。

該主機(jī)還包括了永久介質(zhì)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，該主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)連接于該前端機(jī)，該主機(jī)還進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)資料處理，并通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行專(zhuān)家診斷，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集。

該前端機(jī)通過(guò)CPCI總線(xiàn)連接于該調(diào)制解調(diào)器，以進(jìn)行數(shù)據(jù)的多點(diǎn)傳輸和多點(diǎn)接收。

該相控陣電路短節(jié)還產(chǎn)生同步信號(hào)，并將該信號(hào)作為整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間起始標(biāo)志。

該相控陣電路短節(jié)采用電源同步和磁通門(mén)同步兩種方式。

該遙傳短節(jié)與該地面調(diào)制解調(diào)器通過(guò)7芯測(cè)井電纜連接，該遙傳短節(jié)與該地面調(diào)制解調(diào)器在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，都進(jìn)行長(zhǎng)電纜傳輸驅(qū)動(dòng)。

該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)還包括油管，該油管連接于該遙傳短節(jié)，并將該遙傳短節(jié)，該相控陣電路短節(jié)和該相控陣探頭短節(jié)送至井下預(yù)定位置。

該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)還包括井架和通井機(jī)，該通井機(jī)通過(guò)該井架與該油管連接，作為動(dòng)力傳送和移動(dòng)井下管柱，將該油管及該遙傳短節(jié)，該相控陣電路短節(jié)和該相控陣探頭短節(jié)送至井下預(yù)定位置。

該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)還包括電源管理器，該電源管理器為該井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊供電，并為該遙傳短節(jié)，該相控陣電路短節(jié)和該相控陣探頭短節(jié)提供50Hz的交流同步信號(hào)。

本發(fā)明中的井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于疏松砂巖油藏防砂井篩管檢測(cè)，是利用井下篩管超聲相控陣檢測(cè)裝置進(jìn)行井下防砂篩管的破損點(diǎn)檢測(cè)。本發(fā)明首次提出應(yīng)用相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下防砂篩管破損情況的快速掃描和聚焦成像檢測(cè)系統(tǒng)；通過(guò)研制適用于防砂篩管多界面檢測(cè)的超聲相控陣檢測(cè)探頭，實(shí)現(xiàn)防砂篩管的破損檢測(cè)；通過(guò)分析相控陣探頭的波束形成參數(shù)，優(yōu)化了檢測(cè)信號(hào)的靈敏度和分辨率，提高了井下篩管破損檢測(cè)的準(zhǔn)確度和圖像質(zhì)量。該檢測(cè)系統(tǒng)可以準(zhǔn)確快速的判斷井下篩管的損壞情況，進(jìn)而對(duì)出砂井有針對(duì)性的采取措施，具有適用范圍廣、檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于稠油、泥漿等復(fù)雜環(huán)境條件下的井下防砂篩管破損檢測(cè)，解決了目前井下篩管破損無(wú)法有效檢測(cè)的問(wèn)題。該系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)井底防砂篩管損壞，對(duì)于延長(zhǎng)水平井防砂有效期，降低二次防砂治理成本具有重要意義。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖1所示，圖1為本發(fā)明的井下防砂篩管超聲相控陣檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

相控陣探頭短節(jié)2位于被檢測(cè)篩管1中，并包括了相控陣探頭，以利用相控陣探頭對(duì)被檢測(cè)篩管1進(jìn)行掃描。

相控陣電路短節(jié)3通過(guò)螺紋連接于相控陣探頭短節(jié)2，根據(jù)地面系統(tǒng)發(fā)送的命令向相控陣探頭短節(jié)2發(fā)送控制信號(hào)，控制相控陣探頭短節(jié)發(fā)射聲波掃描信號(hào)，進(jìn)行周向360度的掃描，采集掃描之后得到的回波幅度、回波時(shí)間等數(shù)據(jù)，再將采集到的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大。該相控陣電路短節(jié)3還產(chǎn)生同步信號(hào)，并將該信號(hào)作為整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間起始標(biāo)志，同步電路采用電源同步和磁通門(mén)同步兩種方式。

遙傳短節(jié)4通過(guò)螺紋連接于相控陣電路短節(jié)3，并將相控陣電路短節(jié)3處理后的掃描信號(hào)進(jìn)行發(fā)送調(diào)制，并進(jìn)行長(zhǎng)電纜傳輸驅(qū)動(dòng)，以傳輸調(diào)制后的掃描信號(hào)。遙傳短節(jié)4與地面調(diào)制解調(diào)器7通過(guò)7芯測(cè)井電纜連接，完成信號(hào)的發(fā)送調(diào)制，接收識(shí)別、解調(diào)。

遙傳短節(jié)4通過(guò)螺紋與油管6連接，并利用油管6將其送至井下預(yù)定位置。

調(diào)制解調(diào)器7通過(guò)7芯鎧裝電纜5連接于遙傳短節(jié)4，并進(jìn)行長(zhǎng)電纜傳輸驅(qū)動(dòng)，以接收調(diào)制后的掃描信號(hào)，并將調(diào)制后的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別和解調(diào)。

前端機(jī)9通過(guò)CPCI總線(xiàn)8連接于調(diào)制解調(diào)器7，為數(shù)據(jù)采集和控制部分，采用多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多點(diǎn)傳輸和多點(diǎn)接收，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集的功能。前端機(jī)9接收解調(diào)后的掃描信號(hào)，并將掃描信號(hào)傳輸給主機(jī)。

主機(jī)11通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)10連接于前端機(jī)9，接收前端機(jī)9處理后的掃描信號(hào)，對(duì)井下傳來(lái)的掃描信號(hào)進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)，完成深度對(duì)齊，繪制、顯示測(cè)井圖像，并將數(shù)據(jù)記錄到永久介質(zhì)上，也可以完成現(xiàn)場(chǎng)資料處理，并通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳送到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行專(zhuān)家診斷，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集。

通井機(jī)12通過(guò)井架13與油管6連接，作為動(dòng)力傳送和移動(dòng)井下管柱。將油管6及井下系統(tǒng)送至檢測(cè)位置。

電源管理器14主要為地面系統(tǒng)和井下系統(tǒng)不間斷供電，并對(duì)井下系統(tǒng)提供50Hz的交流同步信號(hào)。在一實(shí)施例中，電源管理器14選擇UPS電源，保證整個(gè)系統(tǒng)供電的可靠性，一方面對(duì)地面設(shè)備直接供電，另一方面通過(guò)電纜對(duì)井下設(shè)備進(jìn)行供電。

在一實(shí)施例中，前端機(jī)9發(fā)送檢測(cè)信號(hào)給調(diào)制解調(diào)器7，調(diào)制解調(diào)器7將檢測(cè)信號(hào)調(diào)制 后，發(fā)送調(diào)制后的檢測(cè)信號(hào)給遙傳短節(jié)4，遙傳短節(jié)4將調(diào)制后的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)識(shí)別和解調(diào)，并將解調(diào)后的檢測(cè)信號(hào)發(fā)送給相控陣電路短節(jié)3，相控陣電路短節(jié)3中包括：(1)超聲發(fā)射電路：控制相控陣探頭短節(jié)發(fā)射聲波掃描信號(hào)，進(jìn)行周向360度的掃描；(2)接收放大電路：對(duì)接收到的檢測(cè)信號(hào)及掃描信號(hào)均進(jìn)行放大；(3)數(shù)據(jù)采集和控制電路：根據(jù)地面系統(tǒng)發(fā)送的命令向探頭短節(jié)發(fā)送控制信號(hào)，并采集掃面之后得到的回波幅度、回波時(shí)間等數(shù)據(jù)；(4)同步電路：用于產(chǎn)生同步信號(hào)，并將該信號(hào)作為整個(gè)系統(tǒng)時(shí)間起始標(biāo)志，同步電路采用電源同步和磁通門(mén)同步兩種方式。

檢測(cè)過(guò)程為利用地面的通井機(jī)12和井架13將油管6、遙傳短節(jié)4、井下超聲相控陣電路短節(jié)3和相控陣探頭短節(jié)2送至井下檢測(cè)位置，由前端機(jī)9發(fā)出信號(hào)，通過(guò)CPCI總線(xiàn)8傳輸至調(diào)制解調(diào)器7調(diào)制信號(hào)，然后通過(guò)7芯鎧裝電纜5將調(diào)制信號(hào)傳輸給遙傳短節(jié)4，通過(guò)相控陣電路短節(jié)3控制相控陣探頭短節(jié)2發(fā)射聲波掃描信號(hào)，進(jìn)行周向360度的掃描，同時(shí)利用地面通井機(jī)12和井架13移動(dòng)整個(gè)管柱，帶動(dòng)相控陣探頭短節(jié)2進(jìn)行軸向掃描，被反射的掃描信號(hào)被相控陣探頭短節(jié)2接收后，通過(guò)相控陣電路短節(jié)3和遙傳短節(jié)4的處理，通過(guò)7芯鎧裝電纜5傳輸至地面，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器7將信號(hào)解調(diào)后通過(guò)CPCI總線(xiàn)8采集至前端機(jī)9，然后將信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)10傳輸至主機(jī)22進(jìn)行分析處理和3D成像，最終得到對(duì)被檢測(cè)篩管1破損位置、形狀及尺寸等信息的直觀描述。