上(shang)節(jie)(jie)所(suo)描述的鉆桿(gan)檢(jian)測(ce)一般都是起鉆之后在(zai)(zai)管子站(zhan)、井(jing)(jing)場或井(jing)(jing)隊進行的。鉆桿(gan)存放現場如圖7-6所(suo)示(shi)。這種方式比較復雜，需要(yao)增(zeng)加(jia)運輸環節(jie)(jie)，并(bing)且檢(jian)測(ce)設備復雜，成本較高，占地面積(ji)廣。在(zai)(zai)滿足檢(jian)測(ce)要(yao)求(qiu)的基(ji)礎上(shang)，如果能在(zai)(zai)起鉆的提(ti)升過程中，在(zai)(zai)井(jing)(jing)口實現對鉆桿(gan)的初步檢(jian)測(ce)，將會大(da)大(da)降(jiang)低檢(jian)測(ce)成本，提(ti)高檢(jian)測(ce)效(xiao)率。
針(zhen)對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢(jian)測的(de)(de)(de)實際(ji)需求，這里介紹一種用于(yu)起鉆(zhan)(zhan)(zhan)過(guo)程(cheng)中在井(jing)口對鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)進行漏磁檢(jian)測的(de)(de)(de)系統。該設備能在鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)起鉆(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中完成鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的(de)(de)(de)檢(jian)測，不(bu)僅省去了(le)(le)后續在管子(zi)站、井(jing)場或井(jing)隊的(de)(de)(de)檢(jian)測過(guo)程(cheng)，而且易于(yu)實現自動(dong)化，大大降低(di)了(le)(le)現場工人(ren)的(de)(de)(de)勞動(dong)強度，簡化了(le)(le)檢(jian)測過(guo)程(cheng)，節約了(le)(le)檢(jian)測成本。
一(yi)、整體方案
井(jing)(jing)(jing)口(kou)實際(ji)工(gong)況復(fu)雜(za)，根據井(jing)(jing)(jing)口(kou)鉆桿(gan)(gan)起鉆的(de)(de)工(gong)藝(yi)流程以及井(jing)(jing)(jing)口(kou)常用工(gong)具的(de)(de)配備(bei)，井(jing)(jing)(jing)口(kou)鉆桿(gan)(gan)漏磁檢測總體方案如(ru)圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方向(xiang)為鉆桿(gan)(gan)提升方向(xiang)。氣動鉆桿(gan)(gan)卡瓦安(an)放在(zai)井(jing)(jing)(jing)口(kou)平(ping)臺(tai)，勵(li)磁線圈(quan)(quan)軸(zhou)向(xiang)隔開一(yi)定距離并通過(guo)勵(li)磁線圈(quan)(quan)安(an)裝機構(gou)安(an)裝在(zai)氣動鉆桿(gan)(gan)卡瓦平(ping)臺(tai)上(shang)，探頭(tou)跟蹤機構(gou)安(an)裝在(zai)兩(liang)個勵(li)磁線圈(quan)(quan)之間，鉆桿(gan)(gan)吊(diao)卡在(zai)起吊(diao)鋼絲繩(sheng)的(de)(de)作用下(xia)，完成鉆桿(gan)(gan)的(de)(de)起鉆。
井口鉆桿漏磁檢測流程分為(wei)以下幾步：
1）氣(qi)(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿卡(ka)(ka)瓦氣(qi)(qi)缸通氣(qi)(qi)，卡(ka)(ka)瓦體沿階(jie)梯卡(ka)(ka)瓦座錐面(mian)上行時向外張開(kai)，松開(kai)鉆(zhan)(zhan)桿，鉆(zhan)(zhan)桿在(zai)鉆(zhan)(zhan)桿吊卡(ka)(ka)的作用下(xia)由鋼絲(si)繩勻速起吊。
2）在鉆(zhan)桿起吊過(guo)程中，對勵磁(ci)線圈(quan)通(tong)以直流電，勵磁(ci)線圈(quan)在軸向產生穩定(ding)的磁(ci)場(chang)，該磁(ci)場(chang)將鉆(zhan)桿管體(ti)磁(ci)化(hua)到飽和或近飽和狀態，當鉆(zhan)桿管體(ti)存在缺陷時，缺陷處便會產生相應(ying)的漏磁(ci)場(chang)。
3）安裝(zhuang)在兩(liang)勵磁(ci)線圈之間的探頭(tou)跟(gen)蹤(zong)機構上布置有檢測(ce)探頭(tou)，檢測(ce)探頭(tou)內裝(zhuang)有磁(ci)傳(chuan)感器(qi)，當鉆桿中存(cun)在缺陷時，漏磁(ci)傳(chuan)感器(qi)對(dui)漏磁(ci)場進行拾取，將(jiang)漏磁(ci)信號轉(zhuan)換為電信號，之后依次經過放大、濾波、A-D轉(zhuan)化，最后進入計(ji)算機的上位機軟件進行顯(xian)示和處理。
4）鉆桿(gan)檢測(ce)完成(cheng)之(zhi)(zhi)后，液壓大鉗(qian)提升，對鉆桿(gan)接頭螺(luo)紋(wen)進(jin)(jin)行拆扣(kou)，之(zhi)(zhi)后便可以進(jin)(jin)行下一(yi)根(gen)鉆桿(gan)的起鉆和檢測(ce)。
二(er)、勵磁線(xian)圈
井口(kou)鉆(zhan)桿檢測儀(yi)器安(an)(an)(an)裝(zhuang)在(zai)氣動鉆(zhan)桿卡瓦上(shang)。對于勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)，需要(yao)考慮其(qi)制作工藝(yi)和(he)安(an)(an)(an)裝(zhuang)方式；對于勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構，要(yao)有足夠的強度。勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)及其(qi)安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構的結構如圖7-8所示，勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)外殼采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼板(ban)焊接而(er)成，漆包(bao)線(xian)在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼外殼內均(jun)勻繞制。勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)通過安(an)(an)(an)裝(zhuang)孔實現固定，由(you)(you)上(shang)、下蓋(gai)板(ban)，殼體以及支撐板(ban)組成。如圖7-9所示為井口(kou)鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測儀(yi)器的三維模型，主要(yao)由(you)(you)勵磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)、安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構和(he)探(tan)頭(tou)跟蹤機構組成。
三(san)、現場應用
井口鉆桿(gan)(gan)漏磁檢測系(xi)統現(xian)場應用，如圖7-10所(suo)示。根據API Spec 5D制作測試(shi)標樣(yang)管(guan)缺(que)陷(xian)，測試(shi)標樣(yang)管(guan)及(ji)其缺(que)陷(xian)分布如圖7-11所(suo)示，缺(que)陷(xian)主要參(can)數見表7-1。試(shi)驗中，氣(qi)動鉆桿(gan)(gan)卡(ka)瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡(ka)瓦(wa)平(ping)臺上升，鉆桿(gan)(gan)吊卡(ka)起吊鉆桿(gan)(gan)，漏磁檢測儀(yi)器對標樣(yang)管(guan)的缺(que)陷(xian)進行檢測，標樣(yang)管(guan)測試(shi)數據如圖7-12所(suo)示。
圖7-12中，缺(que)陷(xian)類型(xing)從左向(xiang)(xiang)右依次(ci)是(shi)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(bi)厚的(de)5％，下同）以(yi)及橫向(xiang)(xiang)缺(que)陷(xian)N10。由試驗結(jie)果可以(yi)看出(chu)，井口鉆桿漏(lou)磁檢測(ce)(ce)儀(yi)器能夠(gou)檢測(ce)(ce)出(chu)API Spec 5D所(suo)規定的(de)人工缺(que)陷(xian)，且具有較好的(de)信噪(zao)比。另外，檢測(ce)(ce)信號背景噪(zao)聲(sheng)較大(da)，這(zhe)是(shi)由于(yu)提升過(guo)程(cheng)中鉆桿的(de)抖動產生的(de)，可以(yi)通(tong)過(guo)濾波算法消除。
