金属套管广泛应用于石油的开采作业,受地层物质、高温高压环境等因素的长期影响,套管腐蚀甚至穿孔现象成为了必然。因此,准确检测金属套管的腐蚀程度具有实际价值与现实意义。“金属套管检测仪近场单元及数据处理设计”是国家某重大科技专项的子课题,其目的是设计能精确反映出金属套管属性的方法,为准确检测套管缺陷及计算壁厚提供可靠的数据依据。本文基于近场涡流电磁场理论,并从实际测井环境出发,完成了检测仪器近场单元的硬件电路与软件设计,实现了金属套管属性的反演算法。本文首先简要阐述检测仪近场单元的近场涡流理论,并依此理论给出实际工程的双线圈参数设计;接着建立金属管道内近场区域线圈传播阻抗理论模型,并从阻抗表达式中剥离出金属管道电磁属性相关量表达式;然后,借助有限元仿真软件ANSYS模拟近场涡流实验环境,建立近场涡流传播阻抗理论数据库,并利用MATLAB计算传播阻抗理论值;其次,在工程化研制中,结合理论实际,对发射信号与接收信号进行调理,并以放大滤波等模拟信号处理为辅,以FPGA+DSP数字信号处理为核心,准确地测量出发射信号与接收信号的相位差;最后针对测量相位差与传播阻抗理论值的关系,对数据拟合分析,阐述了LM+QN和LS-SVR反演算法,并以实际测井数据反演出测量管道的内径、磁导率等相关物理属性,验证比较两种算法的可靠性与优越性。通过对仪器的系统调试以及测试数据的分析处理,试验结果验证了金属套管检测仪的可行性及其检测精度,表明其达到了仪器测量腐蚀度的设计要求。