基于激光传感器的变形套管内部形态三维重构

陈晨1，2，樊恒1，李飞1，2（1.西安石油大学电子工程学院；2.西安市油气及新能源开发装备智能化重点实验室）

摘要：页岩气套管受工程因素及地质因素的影响会发生变形。套管内部结构改变会造成流体通过能力降低、堵塞等损害，而页岩气套管直径通常在139. 7 mm左右，一般的检测设备很难进入或直接检测内部变形过程及变形后的结构。为此，在试验条件下，通过模拟套管的受力情况得到变形套管，并设计了一种基于激光测距传感器的非接触式套管内变形自动测量装置；提出了与装置配套的小尺寸套管内剖面圆周遍历检测方法，对检测得到的大量样本点进行筛选，再利用三次样条插值算法对离散数据进行平滑处理，复构出清晰、直观的套管内部三维图。研究及试验结果表明：设计的装置可实现套管内部的直接检测且方便更换激光传感器以适用于不同尺寸管道的内部检测；所绘制的三维重构图可以清晰直观地表征出变形位置的内部具体数据及形貌，并实现对套管内任意处半径的自动精准检测，其测量精度小于±0. 1 mm。所得结论可为页岩气套管的检测提供参考。

关键词：页岩气套管；内变形；自动检测；三维重构；激光测距；三次条样插值；套管检测