上節所描述的鉆桿(gan)檢(jian)測(ce)(ce)一般都是(shi)起(qi)鉆之后(hou)在管子站(zhan)、井(jing)場或井(jing)隊(dui)進行的。鉆桿(gan)存放(fang)現場如(ru)(ru)圖7-6所示。這種方式比較復雜(za)，需要增加運輸(shu)環節，并(bing)且(qie)檢(jian)測(ce)(ce)設備復雜(za)，成(cheng)本較高(gao)，占地(di)面積(ji)廣。在滿足(zu)檢(jian)測(ce)(ce)要求(qiu)的基礎上，如(ru)(ru)果能在起(qi)鉆的提升過程中(zhong)，在井(jing)口(kou)實現對鉆桿(gan)的初步(bu)檢(jian)測(ce)(ce)，將會大大降低檢(jian)測(ce)(ce)成(cheng)本，提高(gao)檢(jian)測(ce)(ce)效率。
針對(dui)鉆桿(gan)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)實(shi)際需求，這(zhe)里介紹一種用于起鉆過(guo)程中在(zai)井口對(dui)鉆桿(gan)進行(xing)漏磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)系(xi)統。該設(she)備(bei)能在(zai)鉆桿(gan)起鉆的(de)過(guo)程中完成(cheng)(cheng)鉆桿(gan)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，不僅省去了后續在(zai)管(guan)子站、井場或井隊的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)過(guo)程，而且易于實(shi)現自(zi)動(dong)化，大大降低了現場工(gong)人的(de)勞動(dong)強度，簡化了檢(jian)(jian)測(ce)(ce)過(guo)程，節(jie)約了檢(jian)(jian)測(ce)(ce)成(cheng)(cheng)本。
一、整體方(fang)案
井(jing)口(kou)實際工況復雜，根據井(jing)口(kou)鉆桿(gan)(gan)起鉆的工藝流程以及井(jing)口(kou)常用(yong)工具的配備，井(jing)口(kou)鉆桿(gan)(gan)漏磁(ci)檢測(ce)總(zong)體方案如圖7-7所示，箭頭所示方向為鉆桿(gan)(gan)提升方向。氣(qi)動鉆桿(gan)(gan)卡瓦(wa)安放在(zai)井(jing)口(kou)平(ping)(ping)臺(tai)，勵(li)磁(ci)線圈軸向隔開一(yi)定距(ju)離并通過(guo)勵(li)磁(ci)線圈安裝機構安裝在(zai)氣(qi)動鉆桿(gan)(gan)卡瓦(wa)平(ping)(ping)臺(tai)上，探頭跟蹤機構安裝在(zai)兩個勵(li)磁(ci)線圈之間(jian)，鉆桿(gan)(gan)吊卡在(zai)起吊鋼絲繩(sheng)的作用(yong)下，完成鉆桿(gan)(gan)的起鉆。
井口(kou)鉆桿漏磁(ci)檢測流程分(fen)為以下幾步：
1）氣動鉆(zhan)桿(gan)卡瓦(wa)氣缸通氣，卡瓦(wa)體沿階梯卡瓦(wa)座錐(zhui)面(mian)上(shang)行時向外張(zhang)開(kai)，松開(kai)鉆(zhan)桿(gan)，鉆(zhan)桿(gan)在(zai)鉆(zhan)桿(gan)吊卡的(de)作用下由鋼絲繩勻速(su)起(qi)吊。
2）在鉆桿起吊過程中，對勵磁(ci)線(xian)圈通以直流電，勵磁(ci)線(xian)圈在軸向產生(sheng)(sheng)穩定的(de)磁(ci)場，該磁(ci)場將鉆桿管(guan)體磁(ci)化到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿管(guan)體存在缺陷(xian)時，缺陷(xian)處便會(hui)產生(sheng)(sheng)相應的(de)漏磁(ci)場。
3）安裝在兩(liang)勵磁(ci)線圈之間的探(tan)頭(tou)跟(gen)蹤(zong)機(ji)構上(shang)布(bu)置(zhi)有(you)檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)，檢(jian)測(ce)探(tan)頭(tou)內裝有(you)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)，當鉆桿中存在缺陷時，漏磁(ci)傳(chuan)感(gan)器(qi)對漏磁(ci)場進(jin)行拾(shi)取，將漏磁(ci)信(xin)號(hao)轉換為電信(xin)號(hao)，之后依次經過放大、濾波(bo)、A-D轉化，最后進(jin)入計算機(ji)的上(shang)位機(ji)軟件進(jin)行顯(xian)示和處理。
4）鉆桿(gan)檢測完成之后，液壓大鉗提(ti)升，對鉆桿(gan)接頭螺紋(wen)進(jin)行拆扣，之后便可以進(jin)行下一根鉆桿(gan)的起鉆和(he)檢測。
二(er)、勵磁線圈
井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)(gan)檢測儀器安裝(zhuang)在氣動鉆(zhan)桿(gan)(gan)卡(ka)瓦上(shang)。對(dui)于勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)，需要考慮其制作工(gong)藝和(he)安裝(zhuang)方式；對(dui)于勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)安裝(zhuang)機構(gou)，要有足(zu)夠的(de)強(qiang)度。勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)及其安裝(zhuang)機構(gou)的(de)結構(gou)如圖7-8所(suo)示，勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)外殼(ke)(ke)采用不銹鋼板焊接(jie)而(er)成，漆包(bao)線(xian)(xian)(xian)在不銹鋼外殼(ke)(ke)內均勻繞制。勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)通過(guo)安裝(zhuang)孔實現固定，由上(shang)、下(xia)蓋板，殼(ke)(ke)體以(yi)及支(zhi)撐板組成。如圖7-9所(suo)示為井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)(gan)漏磁(ci)檢測儀器的(de)三維模型，主要由勵(li)(li)(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)、安裝(zhuang)機構(gou)和(he)探(tan)頭跟(gen)蹤機構(gou)組成。
三、現(xian)場應用
井口鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿漏磁(ci)(ci)檢測系(xi)統現場應(ying)用，如圖(tu)(tu)7-10所(suo)(suo)示(shi)。根據API Spec 5D制作測試標(biao)樣(yang)管(guan)缺(que)陷(xian)(xian)，測試標(biao)樣(yang)管(guan)及其(qi)缺(que)陷(xian)(xian)分布如圖(tu)(tu)7-11所(suo)(suo)示(shi)，缺(que)陷(xian)(xian)主要(yao)參(can)數見表(biao)7-1。試驗中，氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿卡瓦氣缸通氣，卡瓦平臺上升(sheng)，鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿吊卡起(qi)吊鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿，漏磁(ci)(ci)檢測儀(yi)器對標(biao)樣(yang)管(guan)的缺(que)陷(xian)(xian)進行(xing)檢測，標(biao)樣(yang)管(guan)測試數據如圖(tu)(tu)7-12所(suo)(suo)示(shi)。
圖(tu)7-12中，缺(que)陷(xian)類(lei)型從左向(xiang)(xiang)右依(yi)次(ci)是φ3.2mm通(tong)孔、φ1.6mm通(tong)孔、橫向(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)N5（刻槽深度為(wei)壁厚(hou)的(de)5％，下(xia)同）以(yi)及(ji)橫向(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)N10。由試驗(yan)結果可以(yi)看出，井口鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測儀器(qi)能夠檢測出API Spec 5D所(suo)規(gui)定(ding)的(de)人工缺(que)陷(xian)，且具有較好(hao)的(de)信噪(zao)比。另外，檢測信號背景噪(zao)聲較大，這是由于提升過程中鉆(zhan)桿的(de)抖動產生的(de)，可以(yi)通(tong)過濾(lv)波算法消除。
