多层金属管柱电磁探伤技术探究

发布时间：2018-11-28 19:09

【摘要】：套管损伤会直接影响到油气井的生产效率以及产生一系列的安全问题。国内大多数采用机械式装置检测套管,这种方法虽然操作简单,但是作业费用高,工作效率低。电磁探伤作为一种优秀的无损检测方法,已经成为在石油套管的损伤检测常规方法之一。但是目前对于采集到的数据的解释方法众多,相关理论的研究并不完善。本文从电磁感应理论基础出发,首先在一定的假设条件计算出涡流信号的解析解,研究该涡流信号及其相关性质。发射的瞬变电磁信号采用双极性脉冲信号,该信号的零值区间可以消除发射源信号的干扰,而且脉冲信号的非常宽的频率特性能够为提供更多的信息。其次建立了多层管柱瞬变电磁探伤正演模型,采用Comsol多物理场仿真软件为工具,采用有限元法计算得到了不同探头发射信号形成的磁场分布。最后,对管柱电磁探伤的反演模型进行了研究,采取阻尼最小二乘法进行数据处理,并通过试验进行验证。本文的理论分析以及仿真建模所得到的磁场分布,能够对课题的反演解释提供理论基础。通过反演分析以及试验可以确定多层金属管柱电磁探伤技术可以定性地对管柱的损伤情况进行检测,为石油行业中应用的油管和套管的损伤分析提供了依据。
[Abstract]:Casing damage will directly affect the production efficiency of oil and gas wells and a series of safety problems. The mechanical device is used to detect casing in most of our country. Although this method is simple to operate, it has high operating cost and low working efficiency. As an excellent nondestructive testing method, electromagnetic flaw detection has become one of the conventional methods in oil casing damage detection. However, there are many methods to interpret the collected data, and the relevant theoretical research is not perfect. Based on the theory of electromagnetic induction, the analytical solution of eddy current signal is first calculated under certain assumptions, and the eddy current signal and its related properties are studied. The transmitted transient electromagnetic signal uses the bipolar pulse signal. The zero range of the signal can eliminate the interference of the source signal, and the very wide frequency characteristic of the pulse signal can provide more information. Secondly, the forward modeling of transient electromagnetic flaw detection of multilayer pipe string is established. The magnetic field distribution of different probe emission signals is calculated by using Comsol multi-physical field simulation software and finite element method. Finally, the inverse model of electromagnetic flaw detection of pipe string is studied, and the data is processed by damped least square method, and verified by experiment. The theoretical analysis and the magnetic field distribution obtained from the simulation model can provide the theoretical basis for the inversion interpretation of the subject. Through inversion analysis and test, it can be determined that the electromagnetic flaw detection technology of multilayer metal pipe string can qualitatively detect the damage of pipe string, which provides the basis for the damage analysis of tubing and casing used in petroleum industry.
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE931.2;TG115.284

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本文编号：2363999