上節所描述的(de)(de)(de)(de)鉆(zhan)桿檢測(ce)(ce)一般都是起(qi)鉆(zhan)之后在(zai)(zai)管子站、井(jing)(jing)場或井(jing)(jing)隊進行的(de)(de)(de)(de)。鉆(zhan)桿存(cun)放現(xian)場如(ru)圖7-6所示。這(zhe)種方式比較(jiao)復(fu)(fu)雜，需(xu)要(yao)增加運輸環節，并且檢測(ce)(ce)設備復(fu)(fu)雜，成本較(jiao)高，占地面積廣(guang)。在(zai)(zai)滿足檢測(ce)(ce)要(yao)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上，如(ru)果能(neng)在(zai)(zai)起(qi)鉆(zhan)的(de)(de)(de)(de)提升過程中，在(zai)(zai)井(jing)(jing)口實現(xian)對鉆(zhan)桿的(de)(de)(de)(de)初步檢測(ce)(ce)，將會大大降(jiang)低檢測(ce)(ce)成本，提高檢測(ce)(ce)效率。
針對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢測的(de)(de)實際需(xu)求，這里(li)介紹一種用于(yu)起鉆(zhan)(zhan)過(guo)程中(zhong)在(zai)井口對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)進行漏磁(ci)檢測的(de)(de)系統(tong)。該設備能在(zai)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)(zhan)的(de)(de)過(guo)程中(zhong)完成(cheng)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)(de)檢測，不僅省去了(le)(le)后續(xu)在(zai)管(guan)子(zi)站、井場或井隊(dui)的(de)(de)檢測過(guo)程，而且易于(yu)實現自(zi)動化，大大降(jiang)低了(le)(le)現場工人的(de)(de)勞動強度，簡(jian)化了(le)(le)檢測過(guo)程，節約了(le)(le)檢測成(cheng)本。
一、整體方案
井(jing)口(kou)(kou)實際工況復雜，根(gen)據井(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)工藝(yi)流程以及井(jing)口(kou)(kou)常用工具的(de)(de)配備，井(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿漏磁(ci)檢(jian)測總體方案如(ru)圖7-7所示，箭頭所示方向為鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿提(ti)升方向。氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿卡瓦安放在(zai)井(jing)口(kou)(kou)平臺(tai)，勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)軸(zhou)向隔開(kai)一定距離并通過勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)安裝(zhuang)機構(gou)安裝(zhuang)在(zai)氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿卡瓦平臺(tai)上，探頭跟(gen)蹤(zong)機構(gou)安裝(zhuang)在(zai)兩個勵(li)(li)磁(ci)線圈(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿吊卡在(zai)起(qi)吊鋼絲繩的(de)(de)作(zuo)用下，完成鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿的(de)(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)。
井口鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢(jian)測流(liu)程分為以下幾(ji)步：
1）氣(qi)(qi)動(dong)鉆桿卡(ka)瓦(wa)氣(qi)(qi)缸(gang)通(tong)氣(qi)(qi)，卡(ka)瓦(wa)體沿階梯卡(ka)瓦(wa)座(zuo)錐面上(shang)行(xing)時(shi)向外張開(kai)，松開(kai)鉆桿，鉆桿在(zai)鉆桿吊卡(ka)的作用下由鋼絲繩勻速(su)起(qi)吊。
2）在鉆(zhan)桿起吊(diao)過(guo)程中，對勵磁(ci)線(xian)(xian)圈通以直流電，勵磁(ci)線(xian)(xian)圈在軸向產生穩定的(de)磁(ci)場，該磁(ci)場將鉆(zhan)桿管體磁(ci)化到飽和或近飽和狀態，當(dang)鉆(zhan)桿管體存在缺(que)陷時，缺(que)陷處便會產生相應的(de)漏(lou)磁(ci)場。
3）安裝在(zai)(zai)兩勵磁線圈之間的探頭(tou)(tou)跟蹤機構上(shang)布置有檢測探頭(tou)(tou)，檢測探頭(tou)(tou)內裝有磁傳(chuan)感器(qi)，當(dang)鉆(zhan)桿中存在(zai)(zai)缺陷時，漏磁傳(chuan)感器(qi)對漏磁場進行拾取，將漏磁信號轉換為電信號，之后依次經過(guo)放大(da)、濾波、A-D轉化，最后進入(ru)計算(suan)機的上(shang)位機軟件進行顯示和處理。
4）鉆(zhan)桿檢(jian)測完成之后，液壓大(da)鉗(qian)提升，對鉆(zhan)桿接頭螺紋進(jin)行拆扣，之后便(bian)可以(yi)進(jin)行下一根鉆(zhan)桿的起鉆(zhan)和(he)檢(jian)測。
二、勵磁線圈
井(jing)口鉆(zhan)桿檢測儀器安(an)裝在氣動鉆(zhan)桿卡瓦上。對于勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈，需要考慮其制作工藝和安(an)裝方式；對于勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈安(an)裝機(ji)(ji)構(gou)(gou)，要有足夠的(de)(de)強度(du)。勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈及其安(an)裝機(ji)(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)結構(gou)(gou)如(ru)圖(tu)7-8所示，勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈外殼(ke)采(cai)用(yong)不(bu)銹鋼板(ban)焊接(jie)而成，漆包線在不(bu)銹鋼外殼(ke)內均(jun)勻繞制。勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈通過安(an)裝孔實現固定，由上、下(xia)蓋板(ban)，殼(ke)體以(yi)及支撐(cheng)板(ban)組成。如(ru)圖(tu)7-9所示為井(jing)口鉆(zhan)桿漏(lou)磁(ci)(ci)檢測儀器的(de)(de)三維模型，主要由勵(li)(li)(li)磁(ci)(ci)線圈、安(an)裝機(ji)(ji)構(gou)(gou)和探頭(tou)跟蹤機(ji)(ji)構(gou)(gou)組成。
三(san)、現場應(ying)用
井口(kou)鉆桿(gan)漏磁(ci)檢測(ce)系統現場應用(yong)，如圖(tu)(tu)7-10所(suo)(suo)示(shi)(shi)。根據(ju)API Spec 5D制作測(ce)試(shi)標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)缺(que)陷，測(ce)試(shi)標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)及其缺(que)陷分布如圖(tu)(tu)7-11所(suo)(suo)示(shi)(shi)，缺(que)陷主要參數見(jian)表7-1。試(shi)驗(yan)中，氣動(dong)鉆桿(gan)卡(ka)瓦氣缸通氣，卡(ka)瓦平臺上(shang)升，鉆桿(gan)吊(diao)卡(ka)起吊(diao)鉆桿(gan)，漏磁(ci)檢測(ce)儀(yi)器對標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)的(de)缺(que)陷進行檢測(ce)，標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)測(ce)試(shi)數據(ju)如圖(tu)(tu)7-12所(suo)(suo)示(shi)(shi)。
圖(tu)7-12中，缺陷類(lei)型從左(zuo)向右依次是φ3.2mm通(tong)孔(kong)、φ1.6mm通(tong)孔(kong)、橫向缺陷N5（刻(ke)槽深(shen)度為壁厚的5％，下同）以及橫向缺陷N10。由試驗(yan)結果(guo)可以看(kan)出(chu)，井口鉆桿漏磁檢(jian)測(ce)儀器能(neng)夠檢(jian)測(ce)出(chu)API Spec 5D所規(gui)定的人(ren)工缺陷，且(qie)具有較(jiao)(jiao)好的信噪比。另(ling)外，檢(jian)測(ce)信號(hao)背景噪聲較(jiao)(jiao)大，這是由于提升過(guo)程中鉆桿的抖(dou)動產生(sheng)的，可以通(tong)過(guo)濾波算法(fa)消(xiao)除。
