上節(jie)所描述的(de)鉆(zhan)(zhan)桿檢測一般都(dou)是起鉆(zhan)(zhan)之后在(zai)管(guan)子站、井場或井隊(dui)進行的(de)。鉆(zhan)(zhan)桿存放(fang)現(xian)場如圖(tu)7-6所示。這種方式(shi)比較(jiao)復雜，需要增(zeng)加(jia)運輸環節(jie)，并且檢測設(she)備復雜，成本(ben)較(jiao)高(gao)，占地面積廣。在(zai)滿(man)足檢測要求的(de)基礎(chu)上，如果能(neng)在(zai)起鉆(zhan)(zhan)的(de)提升過程中，在(zai)井口實現(xian)對鉆(zhan)(zhan)桿的(de)初步檢測，將會大大降低檢測成本(ben)，提高(gao)檢測效率。
針對鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的實際(ji)需(xu)求，這里介紹一種用于(yu)起鉆(zhan)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)在(zai)(zai)井(jing)口對鉆(zhan)桿(gan)進行漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的系統。該設備能在(zai)(zai)鉆(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)的過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)完成鉆(zhan)桿(gan)的檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，不僅省去(qu)了(le)后續在(zai)(zai)管(guan)子站、井(jing)場(chang)或(huo)井(jing)隊的檢(jian)(jian)測(ce)(ce)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，而且(qie)易(yi)于(yu)實現自動化(hua)(hua)，大大降低了(le)現場(chang)工人的勞(lao)動強度，簡化(hua)(hua)了(le)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，節約了(le)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)成本。
一(yi)、整(zheng)體方案
井(jing)(jing)口(kou)(kou)實際(ji)工況復(fu)雜(za)，根(gen)據(ju)井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)的工藝流(liu)程以及(ji)井(jing)(jing)口(kou)(kou)常用(yong)工具的配備，井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿(gan)漏磁檢測總體方案如圖7-7所示，箭頭所示方向為鉆(zhan)桿(gan)提(ti)升方向。氣動鉆(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)安放在(zai)井(jing)(jing)口(kou)(kou)平(ping)臺，勵磁線(xian)圈軸向隔開(kai)一定距離并通(tong)過勵磁線(xian)圈安裝機(ji)構安裝在(zai)氣動鉆(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)平(ping)臺上，探頭跟蹤機(ji)構安裝在(zai)兩個勵磁線(xian)圈之間，鉆(zhan)桿(gan)吊卡(ka)(ka)在(zai)起(qi)吊鋼絲(si)繩的作用(yong)下(xia)，完(wan)成鉆(zhan)桿(gan)的起(qi)鉆(zhan)。
井口鉆桿漏磁檢測流程分(fen)為以下幾步：
1）氣動(dong)鉆(zhan)桿卡瓦氣缸通(tong)氣，卡瓦體(ti)沿階(jie)梯卡瓦座錐(zhui)面(mian)上行(xing)時向外張開(kai)，松開(kai)鉆(zhan)桿，鉆(zhan)桿在(zai)鉆(zhan)桿吊(diao)卡的作用下(xia)由鋼(gang)絲繩勻速起吊(diao)。
2）在鉆桿(gan)起(qi)吊過(guo)程中(zhong)，對(dui)勵(li)磁線圈(quan)通以直流電，勵(li)磁線圈(quan)在軸向產生穩定的(de)磁場，該(gai)磁場將鉆桿(gan)管(guan)體磁化到飽和(he)或(huo)近飽和(he)狀態，當(dang)鉆桿(gan)管(guan)體存在缺陷時，缺陷處(chu)便會產生相應的(de)漏磁場。
3）安裝(zhuang)在兩勵(li)磁(ci)線圈(quan)之(zhi)(zhi)間的(de)探頭跟蹤機構上布置有檢(jian)(jian)測(ce)探頭，檢(jian)(jian)測(ce)探頭內裝(zhuang)有磁(ci)傳(chuan)感器，當鉆桿中存在缺陷(xian)時(shi)，漏磁(ci)傳(chuan)感器對漏磁(ci)場進行(xing)拾取(qu)，將漏磁(ci)信(xin)號(hao)轉換(huan)為電信(xin)號(hao)，之(zhi)(zhi)后(hou)依次經過放(fang)大、濾波、A-D轉化，最(zui)后(hou)進入計算機的(de)上位機軟件進行(xing)顯示和(he)處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢測完成之后，液壓大鉗提(ti)升，對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)接(jie)頭螺紋進(jin)(jin)行拆扣(kou)，之后便可(ke)以進(jin)(jin)行下一根(gen)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的起鉆(zhan)(zhan)和(he)檢測。
二、勵磁線圈
井口(kou)鉆桿(gan)(gan)檢測(ce)儀器(qi)安裝(zhuang)在氣動鉆桿(gan)(gan)卡(ka)瓦上。對于(yu)勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)，需要考慮(lv)其制作工藝和(he)(he)安裝(zhuang)方(fang)式(shi)；對于(yu)勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)安裝(zhuang)機(ji)構(gou)，要有(you)足夠的強度。勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)及其安裝(zhuang)機(ji)構(gou)的結構(gou)如圖7-8所(suo)(suo)示(shi)，勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)外(wai)(wai)殼采用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)板焊接而成(cheng)，漆包(bao)線(xian)在不銹(xiu)鋼(gang)外(wai)(wai)殼內均(jun)勻繞制。勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)通過(guo)安裝(zhuang)孔實現固(gu)定(ding)，由上、下蓋板，殼體以(yi)及支(zhi)撐板組成(cheng)。如圖7-9所(suo)(suo)示(shi)為井口(kou)鉆桿(gan)(gan)漏磁(ci)檢測(ce)儀器(qi)的三維(wei)模型，主(zhu)要由勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)、安裝(zhuang)機(ji)構(gou)和(he)(he)探頭跟(gen)蹤機(ji)構(gou)組成(cheng)。
三、現場(chang)應用(yong)
井口鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測系統現(xian)場應用，如(ru)圖7-10所示。根據API Spec 5D制作測試標樣管缺(que)陷(xian)，測試標樣管及(ji)其(qi)缺(que)陷(xian)分(fen)布如(ru)圖7-11所示，缺(que)陷(xian)主要參數見(jian)表(biao)7-1。試驗中，氣(qi)動(dong)鉆(zhan)桿卡瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡瓦(wa)平(ping)臺上升，鉆(zhan)桿吊卡起吊鉆(zhan)桿，漏磁(ci)檢測儀(yi)器對標樣管的(de)缺(que)陷(xian)進行檢測，標樣管測試數據如(ru)圖7-12所示。
圖7-12中(zhong)(zhong)，缺陷類(lei)型從左向右依次是φ3.2mm通孔(kong)、φ1.6mm通孔(kong)、橫(heng)向缺陷N5（刻槽深(shen)度為壁厚的(de)(de)(de)5％，下同）以(yi)及(ji)橫(heng)向缺陷N10。由試驗(yan)結(jie)果可以(yi)看出，井口鉆桿(gan)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)(de)人(ren)工缺陷，且具有較(jiao)好的(de)(de)(de)信噪(zao)比。另外，檢(jian)測(ce)信號(hao)背景(jing)噪(zao)聲(sheng)較(jiao)大，這(zhe)是由于提升過(guo)程中(zhong)(zhong)鉆桿(gan)的(de)(de)(de)抖(dou)動產生的(de)(de)(de)，可以(yi)通過(guo)濾波(bo)算法(fa)消除。
