上(shang)(shang)節(jie)(jie)所描述的鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測(ce)(ce)(ce)一般都(dou)是起鉆(zhan)(zhan)之(zhi)后(hou)在管子站、井場或井隊(dui)進(jin)行的。鉆(zhan)(zhan)桿存放現(xian)場如圖7-6所示。這種(zhong)方式比(bi)較復雜，需要增加運輸環節(jie)(jie)，并且檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設備復雜，成(cheng)本較高，占地面(mian)積(ji)廣。在滿足檢(jian)測(ce)(ce)(ce)要求的基礎上(shang)(shang)，如果能在起鉆(zhan)(zhan)的提升過(guo)程中(zhong)，在井口實現(xian)對鉆(zhan)(zhan)桿的初步檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，將會大大降低(di)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)成(cheng)本，提高檢(jian)測(ce)(ce)(ce)效(xiao)率(lv)。
針對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)實際(ji)需求，這里(li)介紹一(yi)種(zhong)用于起(qi)鉆(zhan)(zhan)過程中(zhong)在井口對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)進行漏磁檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)系統。該(gai)設備能在鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的(de)過程中(zhong)完成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，不僅省去了(le)后續在管子站、井場或井隊(dui)的(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)過程，而且(qie)易于實現自動(dong)化，大大降低了(le)現場工人的(de)勞動(dong)強度，簡化了(le)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)過程，節(jie)約了(le)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)成本(ben)。
一(yi)、整體方案
井(jing)(jing)(jing)口(kou)(kou)實際工(gong)況復雜，根據井(jing)(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的(de)工(gong)藝流程(cheng)以及井(jing)(jing)(jing)口(kou)(kou)常(chang)用工(gong)具的(de)配(pei)備，井(jing)(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁檢測總體(ti)方(fang)(fang)案如圖7-7所示，箭頭(tou)所示方(fang)(fang)向為鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提升方(fang)(fang)向。氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦安放在井(jing)(jing)(jing)口(kou)(kou)平臺，勵(li)磁線(xian)圈(quan)軸向隔(ge)開一定距離并通(tong)過勵(li)磁線(xian)圈(quan)安裝(zhuang)機(ji)構安裝(zhuang)在氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦平臺上，探頭(tou)跟蹤機(ji)構安裝(zhuang)在兩個勵(li)磁線(xian)圈(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊(diao)(diao)卡在起(qi)吊(diao)(diao)鋼絲繩(sheng)的(de)作用下(xia)，完成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)。
井(jing)口鉆桿漏磁檢測流(liu)程分(fen)為以下幾步：
1）氣動鉆(zhan)桿(gan)卡瓦氣缸通氣，卡瓦體沿(yan)階(jie)梯卡瓦座錐面上行時向外張開，松開鉆(zhan)桿(gan)，鉆(zhan)桿(gan)在鉆(zhan)桿(gan)吊(diao)卡的作用下由鋼(gang)絲繩勻(yun)速起吊(diao)。
2）在鉆桿(gan)(gan)起吊過程中，對勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)通(tong)以(yi)直流電，勵磁(ci)(ci)(ci)線圈(quan)在軸向產生(sheng)穩定(ding)的磁(ci)(ci)(ci)場，該磁(ci)(ci)(ci)場將鉆桿(gan)(gan)管體磁(ci)(ci)(ci)化到飽(bao)和(he)或近飽(bao)和(he)狀態，當鉆桿(gan)(gan)管體存(cun)在缺陷時，缺陷處便(bian)會產生(sheng)相應的漏磁(ci)(ci)(ci)場。
3）安裝(zhuang)在(zai)兩勵(li)磁線圈(quan)之間(jian)的探頭(tou)跟蹤機構上布置有(you)檢測(ce)探頭(tou)，檢測(ce)探頭(tou)內裝(zhuang)有(you)磁傳感器，當鉆桿中存在(zai)缺(que)陷時(shi)，漏磁傳感器對漏磁場進行(xing)拾(shi)取，將漏磁信號轉(zhuan)換為(wei)電信號，之后依次經(jing)過放(fang)大、濾波、A-D轉(zhuan)化(hua)，最(zui)后進入計算機的上位機軟件進行(xing)顯示(shi)和處理。
4）鉆桿(gan)檢(jian)(jian)測(ce)完成之后，液壓大鉗提升，對鉆桿(gan)接頭螺紋進(jin)行拆(chai)扣，之后便可以進(jin)行下一(yi)根鉆桿(gan)的起鉆和檢(jian)(jian)測(ce)。
二、勵磁線圈
井口鉆桿(gan)檢測(ce)儀器安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)在氣動鉆桿(gan)卡瓦上。對(dui)于勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)，需要(yao)(yao)考慮(lv)其制作(zuo)工藝(yi)和安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)方式；對(dui)于勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)，要(yao)(yao)有足夠的強度。勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)及其安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)的結構(gou)(gou)如(ru)圖7-8所示，勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)外殼(ke)(ke)采用不銹鋼(gang)板(ban)焊接(jie)而成，漆包(bao)線(xian)(xian)在不銹鋼(gang)外殼(ke)(ke)內均(jun)勻繞制。勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)通過安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)孔實現固定，由(you)上、下蓋板(ban)，殼(ke)(ke)體以及支撐板(ban)組成。如(ru)圖7-9所示為井口鉆桿(gan)漏磁(ci)(ci)(ci)檢測(ce)儀器的三維(wei)模型(xing)，主要(yao)(yao)由(you)勵(li)磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈(quan)(quan)(quan)、安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)和探頭跟蹤機(ji)構(gou)(gou)組成。
三、現場應用
井口(kou)鉆(zhan)桿漏磁檢測(ce)(ce)系統現場應用，如(ru)圖7-10所示。根(gen)據(ju)API Spec 5D制作測(ce)(ce)試標樣(yang)管缺陷(xian)，測(ce)(ce)試標樣(yang)管及其缺陷(xian)分布如(ru)圖7-11所示，缺陷(xian)主要參數見表7-1。試驗中，氣(qi)動鉆(zhan)桿卡(ka)瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡(ka)瓦(wa)平臺上(shang)升，鉆(zhan)桿吊卡(ka)起(qi)吊鉆(zhan)桿，漏磁檢測(ce)(ce)儀器對標樣(yang)管的缺陷(xian)進行(xing)檢測(ce)(ce)，標樣(yang)管測(ce)(ce)試數據(ju)如(ru)圖7-12所示。
圖(tu)7-12中(zhong)，缺(que)(que)(que)(que)陷類型從左向右依次是φ3.2mm通(tong)(tong)孔(kong)、φ1.6mm通(tong)(tong)孔(kong)、橫向缺(que)(que)(que)(que)陷N5（刻槽深度為壁厚的5％，下同）以及橫向缺(que)(que)(que)(que)陷N10。由試驗(yan)結果可(ke)以看出(chu)，井口鉆(zhan)桿漏磁檢測(ce)儀(yi)器能夠檢測(ce)出(chu)API Spec 5D所規(gui)定的人(ren)工缺(que)(que)(que)(que)陷，且具有較好的信噪比。另外，檢測(ce)信號背景(jing)噪聲較大，這(zhe)是由于提升過程中(zhong)鉆(zhan)桿的抖(dou)動產生的，可(ke)以通(tong)(tong)過濾波算法(fa)消(xiao)除。
