上(shang)節所(suo)描述(shu)的(de)(de)鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)(ce)(ce)一般都(dou)是(shi)起鉆(zhan)之后在管子(zi)站、井(jing)場(chang)或井(jing)隊進行的(de)(de)。鉆(zhan)桿存放現(xian)場(chang)如圖7-6所(suo)示(shi)。這種(zhong)方(fang)式(shi)比較復雜(za)，需(xu)要增加運(yun)輸環節，并(bing)且檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設備復雜(za)，成本較高，占地面積廣。在滿(man)足(zu)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)要求的(de)(de)基(ji)礎上(shang)，如果能在起鉆(zhan)的(de)(de)提(ti)升過(guo)程中(zhong)，在井(jing)口實現(xian)對(dui)鉆(zhan)桿的(de)(de)初步檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，將會大(da)大(da)降(jiang)低檢(jian)測(ce)(ce)(ce)成本，提(ti)高檢(jian)測(ce)(ce)(ce)效率。
針對(dui)鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)實際(ji)需求(qiu)，這里介紹一(yi)種用于起鉆(zhan)過程中(zhong)在井(jing)(jing)口對(dui)鉆(zhan)桿(gan)進行漏磁檢(jian)(jian)(jian)測(ce)的(de)系統。該設備能在鉆(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)的(de)過程中(zhong)完成鉆(zhan)桿(gan)的(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)，不(bu)僅(jin)省去了(le)后續在管子站、井(jing)(jing)場(chang)或(huo)井(jing)(jing)隊的(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)過程，而且易于實現自動化(hua)，大大降低(di)了(le)現場(chang)工人的(de)勞動強(qiang)度(du)，簡化(hua)了(le)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)過程，節約了(le)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)成本。
一(yi)、整體方(fang)案
井口(kou)實(shi)際工況復雜，根據(ju)井口(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)起鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的工藝流程以及井口(kou)常用(yong)工具的配備，井口(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)漏磁檢(jian)測總體方案(an)如圖7-7所示(shi)，箭(jian)頭(tou)所示(shi)方向為鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)提(ti)升方向。氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)卡瓦安(an)(an)放在(zai)井口(kou)平臺(tai)，勵(li)磁線(xian)圈軸向隔開一定距離并通(tong)過勵(li)磁線(xian)圈安(an)(an)裝機(ji)構安(an)(an)裝在(zai)氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)卡瓦平臺(tai)上(shang)，探(tan)頭(tou)跟蹤機(ji)構安(an)(an)裝在(zai)兩個勵(li)磁線(xian)圈之間，鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)吊(diao)卡在(zai)起吊(diao)鋼絲繩的作用(yong)下(xia)，完成(cheng)鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的起鉆(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)。
井口鉆桿漏磁檢(jian)測流程分(fen)為(wei)以(yi)下幾步：
1）氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦(wa)氣缸(gang)通氣，卡(ka)瓦(wa)體沿(yan)階梯卡(ka)瓦(wa)座錐面上行(xing)時向外張開，松開鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)，鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)在鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)吊(diao)卡(ka)的作用下由鋼絲(si)繩(sheng)勻速起吊(diao)。
2）在(zai)鉆(zhan)桿(gan)起吊(diao)過(guo)程(cheng)中，對勵磁線圈通(tong)以直(zhi)流電，勵磁線圈在(zai)軸向產生(sheng)穩定的磁場，該磁場將鉆(zhan)桿(gan)管體(ti)磁化到飽和或(huo)近飽和狀(zhuang)態，當(dang)鉆(zhan)桿(gan)管體(ti)存在(zai)缺陷時，缺陷處便會產生(sheng)相應的漏磁場。
3）安裝在兩勵磁線(xian)圈之(zhi)間的(de)探頭跟蹤機構上布置(zhi)有(you)檢測(ce)探頭，檢測(ce)探頭內裝有(you)磁傳感器，當鉆(zhan)桿中存(cun)在缺陷(xian)時，漏(lou)磁傳感器對漏(lou)磁場(chang)進(jin)行拾取，將漏(lou)磁信號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)信號(hao)，之(zhi)后依次經(jing)過(guo)放大、濾(lv)波、A-D轉(zhuan)化，最后進(jin)入計算機的(de)上位機軟件進(jin)行顯示和處理。
4）鉆桿檢(jian)測完成之(zhi)后(hou)，液壓大鉗提升(sheng)，對(dui)鉆桿接頭螺紋進(jin)行(xing)拆扣，之(zhi)后(hou)便可以進(jin)行(xing)下(xia)一根鉆桿的起鉆和(he)檢(jian)測。
二、勵磁(ci)線(xian)圈
井口鉆桿(gan)(gan)檢(jian)測(ce)儀器安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在氣動鉆桿(gan)(gan)卡(ka)瓦上。對于(yu)勵(li)磁(ci)線圈，需要考慮其制作(zuo)工藝(yi)和(he)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)方式；對于(yu)勵(li)磁(ci)線圈安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構，要有足夠的強度。勵(li)磁(ci)線圈及其安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構的結構如圖7-8所(suo)示，勵(li)磁(ci)線圈外殼采(cai)用不(bu)銹鋼板(ban)焊接而成(cheng)(cheng)，漆包(bao)線在不(bu)銹鋼外殼內均(jun)勻繞制。勵(li)磁(ci)線圈通(tong)過安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)孔實現固定，由(you)上、下蓋板(ban)，殼體以及支撐板(ban)組成(cheng)(cheng)。如圖7-9所(suo)示為井口鉆桿(gan)(gan)漏磁(ci)檢(jian)測(ce)儀器的三(san)維模型，主(zhu)要由(you)勵(li)磁(ci)線圈、安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)(ji)構和(he)探(tan)頭(tou)跟蹤機(ji)(ji)構組成(cheng)(cheng)。
三、現場應(ying)用
井(jing)口(kou)鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測(ce)(ce)系統(tong)現(xian)場應用，如圖7-10所示(shi)(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)(ce)試(shi)(shi)標樣(yang)(yang)管缺陷(xian)，測(ce)(ce)試(shi)(shi)標樣(yang)(yang)管及其缺陷(xian)分布如圖7-11所示(shi)(shi)，缺陷(xian)主要參數見(jian)表7-1。試(shi)(shi)驗中，氣動鉆(zhan)桿卡(ka)瓦氣缸通氣，卡(ka)瓦平(ping)臺上升(sheng)，鉆(zhan)桿吊(diao)(diao)卡(ka)起吊(diao)(diao)鉆(zhan)桿，漏磁(ci)檢測(ce)(ce)儀器對標樣(yang)(yang)管的缺陷(xian)進行檢測(ce)(ce)，標樣(yang)(yang)管測(ce)(ce)試(shi)(shi)數據如圖7-12所示(shi)(shi)。
圖7-12中，缺(que)陷(xian)類(lei)型(xing)從左(zuo)向(xiang)右依次是φ3.2mm通(tong)孔、φ1.6mm通(tong)孔、橫向(xiang)缺(que)陷(xian)N5（刻槽深(shen)度為(wei)壁厚的(de)5％，下(xia)同）以及橫向(xiang)缺(que)陷(xian)N10。由試驗結果可以看出(chu)，井口鉆桿(gan)漏磁(ci)檢測儀器(qi)能夠檢測出(chu)API Spec 5D所規定的(de)人工(gong)缺(que)陷(xian)，且具有(you)較(jiao)好(hao)的(de)信(xin)噪(zao)比(bi)。另外，檢測信(xin)號背景噪(zao)聲較(jiao)大，這是由于提升過程中鉆桿(gan)的(de)抖動產生(sheng)的(de)，可以通(tong)過濾波(bo)算法消除(chu)。
