1.一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,包括如下步驟:
(1)磨料切割系統(tǒng)中切割工具的噴頭上安裝電磁探頭,切割工具的支撐桿上徑向均布地安裝至少兩個聲波傳感器,所述電磁探頭和所述聲波傳感器連接于地面監(jiān)測系統(tǒng);所述地面監(jiān)測系統(tǒng)由電源、電壓調(diào)節(jié)模塊、電磁監(jiān)測模塊、聲波監(jiān)測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、計算機組成,所述電磁探頭和所述聲波傳感器分別通過所述電磁監(jiān)測模塊和所述聲波監(jiān)測模塊連接所述數(shù)據(jù)采集模塊,所述數(shù)據(jù)采集模塊連接所述計算機;
(2)所述磨料切割系統(tǒng)對泥線以下的套管進行高壓磨料射流切割,所述電源通過所述電壓調(diào)節(jié)模塊為所述電磁監(jiān)測模塊、所述聲波監(jiān)測模塊和所述數(shù)據(jù)采集模塊供電;
(3)所述電磁監(jiān)測模塊向所述電磁探頭發(fā)射正弦波信號,并對所述電磁探頭接收到的感應電動勢進行調(diào)理,之后由數(shù)據(jù)采集模塊采集為感應電動勢的幅值;
同時,所述聲波監(jiān)測模塊對所述聲波傳感器檢測到的聲波信號進行調(diào)理,并由數(shù)據(jù)采集模塊采集為其在特定頻率段的功率譜密度;
(4)數(shù)據(jù)采集模塊將電磁探頭接收到的感應電動勢的幅值和聲波信號在特定頻率段的功率譜密度傳輸給計算機,計算機判斷套管是否被切透,判斷方法為當所述電磁探頭接收的感應電動勢的幅值由大到小變化并保持為恒定值,并且聲波傳感器輸出的聲波信號在特定頻率段的功率譜密度保持為恒定值后突然降低并保持新的恒定值時,則判斷當前套管已被切透。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,所述地面監(jiān)測系統(tǒng)中,所述電源用于通過所述電壓調(diào)節(jié)模塊向所述電磁監(jiān)測模塊、所述聲波監(jiān)測模塊、所述數(shù)據(jù)采集模塊供電;所述電磁監(jiān)測模塊用于向所述電磁探頭發(fā)送正弦波信號,同時接收和調(diào)理所述電磁探頭測得的感應電動勢,并傳送給所述數(shù)據(jù)采集模塊;所述聲波監(jiān)測模塊用于接收和調(diào)理所述聲波傳感器測得的聲波信號,并傳送給所述數(shù)據(jù)采集模塊;所述數(shù)據(jù)采集模塊用于對感應電動勢和聲波信號進行采集后傳送到計算機;所述計算機用于結(jié)合電磁探頭接收的感應電動勢的幅值和聲波傳感器輸出的聲波信號在特定頻率段的功率譜密度,判斷套管是否被切透。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,所述磨料切割系統(tǒng)包括置于井筒內(nèi)的所述切割工具,所述切割工具由液壓管線供給含有磨料的高壓射流,所述切割工具的噴頭上安裝有所述電磁探頭,所述切割工具的支撐桿 上徑向均布地安裝至少兩個聲波傳感器,所述電磁探頭的連接導線和所述聲波傳感器的連接導線匯集后由多芯電纜與地面監(jiān)測系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,多層套管之間為水泥環(huán),最外側(cè)套管外面為地層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,所述電磁探頭由鐵芯、發(fā)射線圈、絕緣套、接收線圈、無磁外殼組成,并通過設(shè)置于無磁外殼的固定孔安裝在所述切割工具的噴頭上;所述發(fā)射線圈繞制在所述鐵芯外部,所述發(fā)射線圈和所述鐵芯共同設(shè)置于所述絕緣套中,所述接收線圈繞制在所述絕緣套外部,所述鐵芯、所述發(fā)射線圈、所述絕緣套以及所述接收線圈共同安裝在所述無磁外殼中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,步驟(3)中所述電磁監(jiān)測模塊產(chǎn)生幅值恒定的低頻正弦波信號,并進行驅(qū)動和放大后施加到電磁探頭的發(fā)射線圈上;
其中,低頻正弦波信號的頻率f應滿足:
式中μ是套管的磁導率(H/m),σ是套管的電導率(S/m),δ是各層套管壁厚的總和(m),f是低頻信號的頻率(Hz)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,步驟(3)中所述電磁監(jiān)測模塊對所述電磁探頭接收到的感應電動勢進行的調(diào)理包括放大和濾波。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,步驟(3)中所述數(shù)據(jù)采集模塊對采集到的感應電動勢進行數(shù)字相敏檢波,以從相位上消除所述發(fā)射線圈在所述接收線圈中產(chǎn)生的直接耦合,得到所述電磁探頭接收到的感應電動勢的幅值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,步驟(3)中所述聲波監(jiān)測模塊對所述聲波傳感器檢測到的聲波信號進行調(diào)理包括對各所述聲波傳感器的聲波信號同步采集,比較后選擇信號幅值最大的聲波傳感器的聲波信號進行放大。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓磨料射流海上套管切割狀態(tài)判別方法,其特征在于,步驟(3)中所述數(shù)據(jù)采集模塊對放大后的聲波信號進行數(shù)據(jù)采集,包括時頻轉(zhuǎn)換以將采集后的數(shù)字信號變換到頻率域,并選取特定頻率段的功率譜密度。