上節(jie)所描述(shu)的(de)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢測(ce)一(yi)般都是起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)之后(hou)在(zai)管子站(zhan)、井(jing)場(chang)或井(jing)隊(dui)進行的(de)。鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)存放現場(chang)如(ru)圖(tu)7-6所示。這種方式比較復(fu)雜，需要增(zeng)加運輸環節(jie)，并且檢測(ce)設備復(fu)雜，成本較高，占地面積廣。在(zai)滿足(zu)檢測(ce)要求的(de)基礎上，如(ru)果能在(zai)起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)的(de)提升過程中，在(zai)井(jing)口實現對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的(de)初步(bu)檢測(ce)，將(jiang)會大(da)大(da)降低檢測(ce)成本，提高檢測(ce)效率。
針對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿檢(jian)測(ce)的實際需求，這(zhe)里介紹一種用于起鉆(zhan)(zhan)(zhan)過(guo)程(cheng)中在(zai)井口對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿進行漏磁檢(jian)測(ce)的系統。該(gai)設備能在(zai)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿起鉆(zhan)(zhan)(zhan)的過(guo)程(cheng)中完成(cheng)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿的檢(jian)測(ce)，不(bu)僅省去了后續在(zai)管子站(zhan)、井場(chang)或井隊的檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，而且易(yi)于實現自動化，大大降低(di)了現場(chang)工人(ren)的勞動強(qiang)度，簡化了檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，節約了檢(jian)測(ce)成(cheng)本。
一(yi)、整體方案
井(jing)口(kou)(kou)實際工況復雜，根(gen)據井(jing)口(kou)(kou)鉆桿(gan)起鉆的(de)(de)工藝流程以及(ji)井(jing)口(kou)(kou)常(chang)用(yong)工具的(de)(de)配備，井(jing)口(kou)(kou)鉆桿(gan)漏磁檢測總(zong)體方(fang)案如圖(tu)7-7所(suo)示，箭頭(tou)所(suo)示方(fang)向(xiang)(xiang)為鉆桿(gan)提升方(fang)向(xiang)(xiang)。氣(qi)(qi)動(dong)鉆桿(gan)卡瓦(wa)(wa)安放在(zai)井(jing)口(kou)(kou)平臺，勵(li)磁線(xian)(xian)圈軸(zhou)向(xiang)(xiang)隔開一定(ding)距離并通過勵(li)磁線(xian)(xian)圈安裝機(ji)構安裝在(zai)氣(qi)(qi)動(dong)鉆桿(gan)卡瓦(wa)(wa)平臺上(shang)，探頭(tou)跟蹤機(ji)構安裝在(zai)兩個勵(li)磁線(xian)(xian)圈之間，鉆桿(gan)吊卡在(zai)起吊鋼絲(si)繩的(de)(de)作用(yong)下，完成鉆桿(gan)的(de)(de)起鉆。
井(jing)口(kou)鉆桿漏磁檢測流程分為(wei)以下幾步：
1）氣(qi)動鉆桿(gan)卡(ka)瓦氣(qi)缸通氣(qi)，卡(ka)瓦體沿階梯卡(ka)瓦座錐面上行時向外張開，松開鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在(zai)鉆桿(gan)吊卡(ka)的作用下(xia)由(you)鋼(gang)絲繩(sheng)勻速起吊。
2）在(zai)鉆(zhan)(zhan)桿起吊過程中，對勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)通以直流電，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)在(zai)軸向(xiang)產生(sheng)穩定的磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，該磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)將鉆(zhan)(zhan)桿管(guan)體(ti)磁(ci)(ci)化到(dao)飽和或(huo)近(jin)飽和狀態，當鉆(zhan)(zhan)桿管(guan)體(ti)存在(zai)缺(que)陷(xian)時，缺(que)陷(xian)處便會產生(sheng)相應的漏磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。
3）安裝(zhuang)在兩(liang)勵磁(ci)線圈之間(jian)的探(tan)頭跟蹤機(ji)構上(shang)布(bu)置有檢測探(tan)頭，檢測探(tan)頭內裝(zhuang)有磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)，當鉆桿中存在缺陷時(shi)，漏磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)對漏磁(ci)場進(jin)行(xing)拾取，將(jiang)漏磁(ci)信號(hao)轉換為電信號(hao)，之后依(yi)次經過放大(da)、濾波、A-D轉化，最后進(jin)入(ru)計算機(ji)的上(shang)位機(ji)軟(ruan)件進(jin)行(xing)顯示和處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢測完成之后(hou)，液壓大(da)鉗提升，對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)接頭(tou)螺紋進行(xing)拆扣，之后(hou)便可以進行(xing)下一根鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)和檢測。
二、勵磁線圈
井口(kou)鉆桿檢測(ce)儀器安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)在氣(qi)動鉆桿卡瓦上。對于(yu)勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)，需要(yao)考慮(lv)其(qi)制作(zuo)工藝和(he)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)方(fang)式；對于(yu)勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)(gou)，要(yao)有足(zu)夠的強度。勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)及其(qi)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)(gou)的結構(gou)(gou)(gou)如圖7-8所(suo)(suo)示，勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)外殼(ke)采用不銹鋼板(ban)(ban)焊接而成(cheng)，漆(qi)包線在不銹鋼外殼(ke)內均(jun)勻(yun)繞制。勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)通過安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)孔實(shi)現固定，由上、下蓋板(ban)(ban)，殼(ke)體以及支(zhi)撐板(ban)(ban)組成(cheng)。如圖7-9所(suo)(suo)示為井口(kou)鉆桿漏磁(ci)檢測(ce)儀器的三維模型，主(zhu)要(yao)由勵(li)(li)(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)、安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)(gou)和(he)探頭跟蹤機(ji)構(gou)(gou)(gou)組成(cheng)。
三、現場應用(yong)
井口鉆桿漏(lou)磁檢(jian)測(ce)系(xi)統現場(chang)應用，如圖7-10所示。根據API Spec 5D制作測(ce)試(shi)(shi)(shi)標樣(yang)(yang)管(guan)(guan)(guan)缺(que)陷(xian)(xian)，測(ce)試(shi)(shi)(shi)標樣(yang)(yang)管(guan)(guan)(guan)及其缺(que)陷(xian)(xian)分(fen)布如圖7-11所示，缺(que)陷(xian)(xian)主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)(shu)見(jian)表7-1。試(shi)(shi)(shi)驗(yan)中，氣動鉆桿卡(ka)瓦(wa)氣缸通氣，卡(ka)瓦(wa)平臺上升，鉆桿吊(diao)卡(ka)起吊(diao)鉆桿，漏(lou)磁檢(jian)測(ce)儀器對標樣(yang)(yang)管(guan)(guan)(guan)的缺(que)陷(xian)(xian)進行檢(jian)測(ce)，標樣(yang)(yang)管(guan)(guan)(guan)測(ce)試(shi)(shi)(shi)數(shu)(shu)據如圖7-12所示。
圖7-12中，缺(que)(que)陷(xian)(xian)類型從左向右依次是φ3.2mm通孔(kong)(kong)、φ1.6mm通孔(kong)(kong)、橫(heng)(heng)向缺(que)(que)陷(xian)(xian)N5（刻槽(cao)深度為壁(bi)厚的(de)(de)5％，下同）以(yi)及橫(heng)(heng)向缺(que)(que)陷(xian)(xian)N10。由試驗結果可(ke)以(yi)看(kan)出，井口鉆桿漏磁檢(jian)測(ce)儀(yi)器能夠檢(jian)測(ce)出API Spec 5D所規定的(de)(de)人(ren)工缺(que)(que)陷(xian)(xian)，且具有較(jiao)好的(de)(de)信噪比(bi)。另外，檢(jian)測(ce)信號背景噪聲較(jiao)大，這(zhe)是由于(yu)提(ti)升(sheng)過程中鉆桿的(de)(de)抖動(dong)產生的(de)(de)，可(ke)以(yi)通過濾(lv)波算法消除(chu)。
