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原文传递套管损伤监测系统及方法

专利名称：	套管损伤监测系统及方法
摘要：	本申请提供一种套管损伤监测系统及方法，通过声波监测组件发出多个声波信号，并在预设时段内接收声波反射信号。然后，通过声波控制终端对声波反射信号进行处理，将处理后的声波反射信号发送至处理终端。处理终端根据声波反射信号的时间信息计算对应的纵波速度，并得到预设时段内的纵波速度变化模式，再根据预存的纵波速度与应变大小之间的关系曲线，得到不同纵波速度变化模式与不同应变等级之间的对应关系，根据该对应关系得到与预设时段内的纵波速度变化模式对应的应变等级，从而得到待测套管的损伤等级。如此，无需直接对套管进行检测，避免出现影响开采效益的问题，且利用纵波速度变化模式确定应变等级，避免不同岩石特性造成的结果误差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	西南石油大学
发明人：	熊健;万有维;刘向君;梁利喜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910417700.3
公开号：	CN110031553A
代理机构：	北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	唐维虎
分类号：	G01N29/07(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	610000 四川省成都市新都区新都大道8号
主权项：	1.一种套管损伤监测系统，其特征在于，所述套管损伤监测系统包括处理终端、声波控制终端及声波监测组件，所述声波控制终端分别与所述处理终端和所述声波监测组件连接，所述声波监测组件设置在待测套管的外壁，所述待测套管安装在岩石层内；所述声波监测组件用于向岩石层发出多个声波信号，并将预设时段内接收到的各个声波反射信号发送至所述声波控制终端；所述声波控制终端用于对接收到的各所述声波反射信号进行处理，并将处理后的各所述声波反射信号发送至所述处理终端；所述处理终端用于根据各所述声波反射信号的时间信息计算得到各所述声波反射信号对应的纵波速度，并根据所述预设时段内各个声波反射信号的纵波速度得到该预设时段内的纵波速度变化模式；所述处理终端还用于根据预存的纵波速度与应变大小之间的关系曲线，得到不同纵波速度变化模式与不同应变等级之间的对应关系，并根据该对应关系获得与所述预设时段内的纵波速度变化模式对应的应变等级，根据该应变等级得到所述待测套管的损伤等级。 2.根据权利要求1所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述声波监测组件包括发射换能器、第一接收换能器以及第二接收换能器，所述第一接收换能器设置在所述发射换能器和所述第二接收换能器之间，所述第一接收换能器和所述第二接收换能器间隔设置；所述发射换能器用于向岩石层发出多个声波信号；所述第一接收换能器和所述第二接收换能器用于接收声波反射信号，并将预设时段内接收到的各个声波反射信号发送至所述声波控制终端。 3.根据权利要求2所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述处理终端用于通过以下方式计算得到各所述声波反射信号对应的纵波速度：针对各所述声波反射信号，获得所述第一接收换能器接收到该声波反射信号的第一时间点以及所述第二接收换能器接收到该声波反射信号的第二时间点；根据所述声波反射信号对应的声波信号的发出时间点和所述第一时间点获得第一时差值，根据所述发出时间点和所述第二时间点获得第二时差值；根据所述第一时差值、所述第二时差值、所述第一接收换能器与所述第二接收换能器之间的间隔距离计算得到所述声波反射信号的纵波速度。 4.根据权利要求3所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述声波反射信号的纵波速度根据所述第一时差值、所述第二时差值和所述间隔距离按以下公式计算得到：其中，Vp表示纵波速度，L表示所述第一接收换能器和所述第二接收换能器之间的间隔距离，t1表示所述第一时差值，t2表示所述第二时差值。 5.根据权利要求2所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述声波监测组件还包括隔声器，所述隔声器设置在所述发射换能器和所述第一接收换能器之间，用于隔离所述发射换能器、所述第一接收换能器以及所述第二接收换能器之间的声波干扰。 6.根据权利要求1-5任意一项所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述声波监测组件包括多组，每组声波监测组件包括多个，多组声波监测组件分别设置于不同深度的岩石层中的待测套管外壁，各组声波监测组件中的多个声波监测组件分别设置于所述待测套管的不同方向上的外壁。 7.根据权利要求1-5任意一项所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述套管损伤监测系统还包括声波测试组件和应变装置；所述应变装置用于对测试岩石产生不同大小的应力；所述声波测试组件用于在所述测试岩石处于不同应力大小时，发出测试声波信号，并将接收到的测试声波反射信号发送至所述声波控制终端；所述声波控制终端用于对接收到的测试声波反射信号进行处理，并发送至所述处理终端；所述处理终端用于根据所述测试声波反射信号的时间信息获得该测试声波反射信号对应的纵波速度，并根据不同应力大小下的纵波速度及不同应力大小对应的应变大小得到所述纵波速度与应变大小之间的关系曲线。 8.根据权利要求7所述的套管损伤监测系统，其特征在于，所述处理终端中预存有岩石的不同应变等级与套管的不同损伤等级之间的对应关系；所述处理终端用于根据预存的不同应变等级与不同损伤等级之间的对应关系，获得与所述预设时段内监测到的应变等级对应的所述待测套管的损伤等级。 9.一种套管损伤监测方法，其特征在于，应用于套管损伤监测系统，所述套管损伤监测系统包括处理终端、声波控制终端及声波监测组件，所述声波控制终端分别与所述处理终端和所述声波监测组件连接，所述声波监测组件设置在待测套管的外壁，所述待测套管安装在岩石层内，所述监测方法包括：所述声波监测组件向岩石层发出多个声波信号，并将预设时段内接收到的各个声波反射信号发送至所述声波控制终端；所述声波控制终端对接收到的各所述声波反射信号进行处理，并将处理后的各所述声波反射信号发送至所述处理终端；所述处理终端根据各所述声波反射信号的时间信息计算得到各所述声波反射信号对应的纵波速度，并根据所述预设时段内各个声波反射信号的纵波速度得到该预设时段内的纵波速度变化模式；所述处理终端根据预存纵波速度与应变大小之间的关系曲线，得到不同纵波速度变化模式与不同应变等级之间的对应关系，并根据该对应关系获得与所述预设时段内的纵波速度变化模式对应的应变等级，根据该应变等级得到所述待测套管的损伤等级。 10.根据权利要求9所述的套管损伤监测方法，其特征在于，所述声波监测组件包括发射换能器、第一接收换能器以及第二接收换能器，所述第一接收换能器设置在所述发射换能器和所述第二接收换能器之间，所述第一接收换能器和所述第二接收换能器间隔设置；所述声波监测组件向岩石层发出多个声波信号，并将预设时段内接收到的各个声波反射信号发送至所述声波控制终端的步骤，包括：所述发射换能器向岩石层发出多个声波信号；所述第一接收换能器和所述第二接收换能器接收声波反射信号，并将预设时段内接收到的各个声波反射信号发送至所述声波控制终端。
所属类别：	发明专利