本發(fā)明屬于目標(biāo)探測(cè)，涉及一種連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置及使用方法。
背景技術(shù)：
1、目前油田為提高井下信息管理效率，在油氣井完井過(guò)程中將光纖永久性的布置于套管外壁上，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下動(dòng)態(tài)狀況監(jiān)測(cè)，以便分析井下信息從而調(diào)整開(kāi)發(fā)方案。油氣井完井后都要進(jìn)行射孔作業(yè)，當(dāng)套管外部署了光纖時(shí)，若按照常規(guī)螺旋均勻布孔方式進(jìn)行射孔，很可能對(duì)套管外光纖造成損傷甚至斷裂。因此，如何在射孔前精確定位套管外光纖的具體方位是必須解決的技術(shù)難題。
2、目前，井下光纖探測(cè)與定位主要依靠美國(guó)hunting公司的dc-mot(dc-magneticorientation?tool直流磁定向工具)儀器。dc-mot是一款井下單點(diǎn)測(cè)試工具，該工具利用電機(jī)輔助探頭測(cè)量的方式對(duì)某一測(cè)量點(diǎn)實(shí)施周向探測(cè)。在探測(cè)過(guò)程中電機(jī)連帶探頭作周向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)360度后即可得到一組數(shù)據(jù)，隨后通過(guò)對(duì)這一周向上的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，找出測(cè)量金屬質(zhì)量最高的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，判定為光纖所在位置。該方法的主要缺點(diǎn)是無(wú)法連續(xù)測(cè)量，需要提前找到被測(cè)卡箍位置，將儀器靜置于該位置，將探頭旋轉(zhuǎn)360度，再對(duì)這一周上的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，才能找出光纖位置，效率低下。該儀器主要存在以下問(wèn)題：需要提前知道卡箍位置，再由人工進(jìn)行定位；探測(cè)過(guò)程需要靜止在某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量不連續(xù)，速度慢；dc-mot儀器只能測(cè)得接箍位置，深度每間隔十米有一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，導(dǎo)致縱向分辨率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行井下光纖探測(cè)與定位時(shí)，需要提前知道卡箍位置，再由人工進(jìn)行定位；探測(cè)過(guò)程需要靜止在某一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量不連續(xù)，速度慢；dc-mot儀器只能測(cè)得接箍位置，深度每間隔十米有一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，導(dǎo)致縱向分辨率低的問(wèn)題，提供一種連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置及使用方法。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、一種連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，包括：鎧裝光纖、金屬套管、井下探測(cè)儀、動(dòng)力裝置和計(jì)算機(jī)；
4、鎧裝光纖布設(shè)在金屬套管上，金屬套管被水泥環(huán)進(jìn)行包裹；井下探測(cè)儀外接動(dòng)力裝置，井下探測(cè)儀在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下在金屬套管內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)；井下探測(cè)儀電連接計(jì)算機(jī)，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)。
5、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：
6、進(jìn)一步的，金屬套管上設(shè)置有光纖卡箍和套管卡箍；套管卡箍設(shè)置在光纖卡箍?jī)?nèi)部；光纖卡箍固定鎧裝光纖；金屬套管有若干節(jié)；套管卡箍設(shè)置在相鄰金屬套管的連接處，固定相鄰的金屬套管。
7、進(jìn)一步的，井下探測(cè)儀包括上扶正器、下扶正器、第一套管、發(fā)射線圈、第二套管、傳感器陣列和主控芯片；上扶正器和下扶正器分別設(shè)置在第一套管的兩端；發(fā)射線圈設(shè)置在第二套管的內(nèi)部；第二套管設(shè)置在第一套管的內(nèi)部；傳感器陣列均勻的設(shè)置在發(fā)射線圈的四周，且傳感器陣列嵌入第二套管的內(nèi)部；傳感器陣列和發(fā)射線圈電連接主控芯片，主控芯片電連接計(jì)算機(jī)。
8、進(jìn)一步的，傳感器陣列為32個(gè)傳感器均勻設(shè)置在發(fā)射線圈的周圍。
9、進(jìn)一步的，下扶正器的結(jié)構(gòu)與上扶正器的結(jié)構(gòu)一致。
10、進(jìn)一步的，上扶正器外接動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置通過(guò)上扶正器帶動(dòng)井下探測(cè)儀在金屬套管內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)。
11、一種連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置的使用方法，包括：金屬套管和鎧裝光纖放置在充滿水泥漿的鉆井內(nèi)部；通過(guò)動(dòng)力裝置將設(shè)置于金屬套管內(nèi)部的井下探測(cè)儀沿著金屬套管的管壁緩慢上升；發(fā)射線圈和傳感器陣列沿著金屬套管內(nèi)壁連續(xù)測(cè)量金屬套管周圍一定范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化；傳感器陣列將所測(cè)量到的數(shù)據(jù)發(fā)送至主控芯片，主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并發(fā)送至計(jì)算機(jī)；測(cè)量完成全井段的磁場(chǎng)分布后，將井下磁性探測(cè)儀提出鉆井口。
12、進(jìn)一步的，發(fā)射線圈和傳感器陣列沿著金屬套管內(nèi)壁連續(xù)測(cè)量金屬套管周圍一定范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，具體為：給發(fā)射線圈加載周期性寬帶脈沖電流信號(hào)，該信號(hào)會(huì)在周圍介質(zhì)中產(chǎn)生快速衰減的脈沖磁場(chǎng)，即一次場(chǎng)；在脈沖電流的間歇期，電流信號(hào)的劇烈變化將在套管周圍激發(fā)出感應(yīng)電流，稱為渦流或二次電流；由于導(dǎo)電介質(zhì)的熱損耗，感應(yīng)電流將隨時(shí)間迅速衰減，并在其周圍又產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)，即傳感器陣列接收到的二次場(chǎng)。
13、進(jìn)一步的，主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體為：確定磁場(chǎng)強(qiáng)度與套管卡箍、光纖卡箍及鎧裝光纖的對(duì)應(yīng)關(guān)系；傳感器標(biāo)號(hào)與管道環(huán)向方位對(duì)應(yīng)關(guān)系；基于光纖卡箍、套管卡箍所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)，推斷鎧裝光纖的周向方向上的位置；基于所獲取陣列數(shù)據(jù)，分析驗(yàn)證井下磁性探測(cè)儀對(duì)鎧裝光纖的探測(cè)和識(shí)別性能；分別對(duì)金屬套管、套管卡箍、光纖卡箍和鎧裝光纖的探測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比分析。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
15、本發(fā)明通過(guò)將鎧裝光纖布設(shè)在金屬套管上，金屬套管被水泥環(huán)進(jìn)行包裹；井下探測(cè)儀外接動(dòng)力裝置，井下探測(cè)儀在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下在金屬套管內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)；井下探測(cè)儀電連接計(jì)算機(jī)，將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送至計(jì)算機(jī)，本發(fā)明能夠有效的進(jìn)行井下光纖探測(cè)，提供檢測(cè)的效率。
16、進(jìn)一步的，本發(fā)明利用接收傳感器的環(huán)形接收陣列進(jìn)行分扇區(qū)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)定向探測(cè)以及區(qū)域劃分，為井下套外介質(zhì)的準(zhǔn)確反演解釋提供穩(wěn)定無(wú)誤的信息，可以準(zhǔn)確識(shí)別與定位套管外光纖等受檢測(cè)介質(zhì)。
1.一種連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，包括：鎧裝光纖、金屬套管(3)、井下探測(cè)儀(9)、動(dòng)力裝置和計(jì)算機(jī)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，所述金屬套管(3)上設(shè)置有光纖卡箍(7)和套管卡箍(8)；所述套管卡箍(8)設(shè)置在光纖卡箍(7)內(nèi)部；所述光纖卡箍(7)固定鎧裝光纖；所述金屬套管(3)有若干節(jié)；所述套管卡箍(8)設(shè)置在相鄰金屬套管(3)的連接處，固定相鄰的金屬套管(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，所述井下探測(cè)儀(9)包括上扶正器(5)、下扶正器(6)、第一套管(10)、發(fā)射線圈(2)、第二套管(4)、傳感器陣列(1)和主控芯片；所述上扶正器(5)和下扶正器(6)分別設(shè)置在第一套管(10)的兩端；所述發(fā)射線圈(2)設(shè)置在第二套管(4)的內(nèi)部；所述第二套管(4)設(shè)置在第一套管(10)的內(nèi)部；所述傳感器陣列(1)均勻的設(shè)置在發(fā)射線圈(2)的四周，且傳感器陣列(1)嵌入第二套管(4)的內(nèi)部；所述傳感器陣列(1)和發(fā)射線圈(2)電連接主控芯片，主控芯片電連接計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，所述傳感器陣列(1)為32個(gè)傳感器均勻設(shè)置在發(fā)射線圈(2)的周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，所述下扶正器(6)的結(jié)構(gòu)與上扶正器(5)的結(jié)構(gòu)一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置，其特征在于，所述上扶正器(5)外接動(dòng)力裝置，動(dòng)力裝置通過(guò)上扶正器(5)帶動(dòng)井下探測(cè)儀(9)在金屬套管(3)內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置的使用方法，其特征在于，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置的使用方法，其特征在于，所述發(fā)射線圈(2)和傳感器陣列(1)沿著金屬套管(3)內(nèi)壁連續(xù)測(cè)量金屬套管(3)周圍一定范圍內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，具體為：給發(fā)射線圈(2)加載周期性寬帶脈沖電流信號(hào)，該信號(hào)會(huì)在周圍介質(zhì)中產(chǎn)生快速衰減的脈沖磁場(chǎng)，即一次場(chǎng)；在脈沖電流的間歇期，電流信號(hào)的劇烈變化將在套管周圍激發(fā)出感應(yīng)電流，稱為渦流或二次電流；由于導(dǎo)電介質(zhì)的熱損耗，感應(yīng)電流將隨時(shí)間迅速衰減，并在其周圍又產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)，即傳感器陣列(1)接收到的二次場(chǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的連續(xù)檢測(cè)型套管外光纖定位裝置的使用方法，其特征在于，所述主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體為：確定磁場(chǎng)強(qiáng)度與套管卡箍(8)、光纖卡箍(7)及鎧裝光纖的對(duì)應(yīng)關(guān)系；傳感器標(biāo)號(hào)與管道環(huán)向方位對(duì)應(yīng)關(guān)系；基于光纖卡箍(7)、套管卡箍(8)所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化趨勢(shì)，推斷鎧裝光纖的周向方向上的位置；基于所獲取陣列數(shù)據(jù)，分析驗(yàn)證井下磁性探測(cè)儀(10)對(duì)鎧裝光纖的探測(cè)和識(shí)別性能；分別對(duì)金屬套管(3)、套管卡箍(8)、光纖卡箍(7)和鎧裝光纖的探測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比分析。