上節所(suo)描(miao)述的鉆(zhan)桿檢(jian)(jian)(jian)測(ce)一般都是(shi)起鉆(zhan)之后(hou)在(zai)管子(zi)站、井場或(huo)井隊進行的。鉆(zhan)桿存(cun)放現場如(ru)圖7-6所(suo)示(shi)。這(zhe)種(zhong)方(fang)式比較復(fu)雜，需要(yao)增加運輸(shu)環(huan)節，并(bing)且檢(jian)(jian)(jian)測(ce)設備復(fu)雜，成本(ben)較高，占地(di)面積廣。在(zai)滿足(zu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)要(yao)求的基礎上，如(ru)果能在(zai)起鉆(zhan)的提升過(guo)程中(zhong)，在(zai)井口(kou)實現對鉆(zhan)桿的初步檢(jian)(jian)(jian)測(ce)，將(jiang)會(hui)大大降低檢(jian)(jian)(jian)測(ce)成本(ben)，提高檢(jian)(jian)(jian)測(ce)效率。
針對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)檢(jian)測(ce)(ce)的實(shi)際需求(qiu)，這里介紹(shao)一(yi)種用于起鉆(zhan)(zhan)(zhan)過程(cheng)中在(zai)(zai)井口對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)進(jin)行漏(lou)磁檢(jian)測(ce)(ce)的系統。該(gai)設備能在(zai)(zai)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)(zhan)(zhan)的過程(cheng)中完成(cheng)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)的檢(jian)測(ce)(ce)，不僅省去了后續在(zai)(zai)管(guan)子站、井場(chang)或井隊的檢(jian)測(ce)(ce)過程(cheng)，而(er)且易于實(shi)現(xian)自動化(hua)，大(da)大(da)降低了現(xian)場(chang)工人(ren)的勞動強度，簡化(hua)了檢(jian)測(ce)(ce)過程(cheng)，節約了檢(jian)測(ce)(ce)成(cheng)本。
一(yi)、整體方案
井(jing)(jing)口實際工況復雜，根據井(jing)(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的工藝流程以及井(jing)(jing)口常用工具的配(pei)備(bei)，井(jing)(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢測總(zong)體方(fang)(fang)(fang)案如(ru)圖7-7所示，箭頭所示方(fang)(fang)(fang)向為鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提升方(fang)(fang)(fang)向。氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦(wa)安放在(zai)井(jing)(jing)口平臺，勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)軸向隔開一定距離并(bing)通過(guo)勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)安裝(zhuang)機(ji)(ji)構(gou)(gou)安裝(zhuang)在(zai)氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦(wa)平臺上，探頭跟蹤(zong)機(ji)(ji)構(gou)(gou)安裝(zhuang)在(zai)兩個勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊卡在(zai)起(qi)吊鋼絲繩(sheng)的作用下，完成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的起(qi)鉆(zhan)(zhan)。
井口鉆桿漏磁檢測流程(cheng)分為以下幾(ji)步：
1）氣(qi)(qi)動鉆桿卡(ka)瓦氣(qi)(qi)缸通氣(qi)(qi)，卡(ka)瓦體沿階(jie)梯卡(ka)瓦座錐面(mian)上(shang)行時向外張開(kai)，松開(kai)鉆桿，鉆桿在鉆桿吊卡(ka)的作(zuo)用下由鋼絲繩勻速起(qi)吊。
2）在鉆(zhan)桿起吊過(guo)程中，對勵磁線(xian)(xian)圈通以直(zhi)流電，勵磁線(xian)(xian)圈在軸(zhou)向產生穩定的(de)磁場(chang)，該磁場(chang)將(jiang)鉆(zhan)桿管體磁化(hua)到飽(bao)和或近飽(bao)和狀態，當鉆(zhan)桿管體存(cun)在缺陷時(shi)，缺陷處(chu)便(bian)會產生相(xiang)應的(de)漏磁場(chang)。
3）安裝在(zai)兩勵磁(ci)線圈之間(jian)的探頭跟蹤機構(gou)上布置有(you)檢(jian)測探頭，檢(jian)測探頭內(nei)裝有(you)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器，當鉆桿中存在(zai)缺陷時(shi)，漏磁(ci)傳(chuan)感(gan)器對漏磁(ci)場(chang)進行(xing)拾取，將漏磁(ci)信號轉(zhuan)換(huan)為電信號，之后(hou)依次經過(guo)放大、濾波、A-D轉(zhuan)化，最后(hou)進入計算(suan)機的上位機軟件進行(xing)顯示和處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測完成(cheng)之(zhi)后，液壓大鉗提升(sheng)，對鉆(zhan)(zhan)桿接頭螺紋進行拆扣(kou)，之(zhi)后便(bian)可以(yi)進行下一根鉆(zhan)(zhan)桿的起鉆(zhan)(zhan)和檢(jian)測。
二(er)、勵磁線圈
井口鉆桿檢測(ce)(ce)儀(yi)器安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)氣動鉆桿卡瓦(wa)上。對于勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)，需要考慮其制作(zuo)工藝和安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)方式(shi)；對于勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構，要有足夠的(de)強度。勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)及其安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構的(de)結構如(ru)圖7-8所示，勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)外殼(ke)采用不銹鋼板焊接而成，漆(qi)包線(xian)(xian)(xian)(xian)在(zai)不銹鋼外殼(ke)內均(jun)勻繞制。勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)通(tong)過安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)孔(kong)實現固定，由上、下(xia)蓋板，殼(ke)體以及支撐板組(zu)成。如(ru)圖7-9所示為井口鉆桿漏磁檢測(ce)(ce)儀(yi)器的(de)三維模型，主要由勵磁線(xian)(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)、安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構和探頭跟(gen)蹤機(ji)(ji)構組(zu)成。
三、現場應用
井口(kou)鉆(zhan)桿漏(lou)磁檢測(ce)系統現場應(ying)用，如圖7-10所(suo)示(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)試標(biao)(biao)樣(yang)管缺(que)陷(xian)(xian)，測(ce)試標(biao)(biao)樣(yang)管及其缺(que)陷(xian)(xian)分布如圖7-11所(suo)示(shi)，缺(que)陷(xian)(xian)主要參數見表(biao)7-1。試驗(yan)中，氣動鉆(zhan)桿卡瓦氣缸(gang)通(tong)氣，卡瓦平臺上升，鉆(zhan)桿吊(diao)卡起吊(diao)鉆(zhan)桿，漏(lou)磁檢測(ce)儀(yi)器對標(biao)(biao)樣(yang)管的缺(que)陷(xian)(xian)進行(xing)檢測(ce)，標(biao)(biao)樣(yang)管測(ce)試數據如圖7-12所(suo)示(shi)。
圖7-12中，缺陷類(lei)型(xing)從左向(xiang)(xiang)右依次是(shi)φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫向(xiang)(xiang)缺陷N5（刻槽深度為(wei)壁厚(hou)的5％，下同）以(yi)及橫向(xiang)(xiang)缺陷N10。由試驗結果(guo)可以(yi)看出，井口鉆(zhan)桿漏(lou)磁檢測(ce)(ce)儀器能夠檢測(ce)(ce)出API Spec 5D所(suo)規定(ding)的人(ren)工缺陷，且具(ju)有較好的信(xin)噪比(bi)。另外，檢測(ce)(ce)信(xin)號(hao)背景噪聲較大，這是(shi)由于提(ti)升過程中鉆(zhan)桿的抖(dou)動產(chan)生的，可以(yi)通過濾(lv)波(bo)算法消除。
