上節(jie)所(suo)描述(shu)的鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)測(ce)一般都(dou)是起(qi)(qi)鉆(zhan)之后在(zai)(zai)管子站、井(jing)場或(huo)井(jing)隊(dui)進行的。鉆(zhan)桿(gan)存放(fang)現場如圖7-6所(suo)示(shi)。這種方式比較(jiao)復雜(za)，需要增(zeng)加運(yun)輸環節(jie)，并且檢(jian)測(ce)設備復雜(za)，成本較(jiao)高(gao)，占地面積廣。在(zai)(zai)滿足檢(jian)測(ce)要求(qiu)的基礎上，如果能在(zai)(zai)起(qi)(qi)鉆(zhan)的提(ti)升過(guo)程中(zhong)，在(zai)(zai)井(jing)口實(shi)現對鉆(zhan)桿(gan)的初步檢(jian)測(ce)，將會(hui)大大降(jiang)低檢(jian)測(ce)成本，提(ti)高(gao)檢(jian)測(ce)效率。
針對鉆(zhan)桿檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)實際需求，這里介紹一種用于起鉆(zhan)過(guo)程(cheng)(cheng)中在井口(kou)對鉆(zhan)桿進行漏磁檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)的(de)系(xi)統。該(gai)設(she)備能(neng)在鉆(zhan)桿起鉆(zhan)的(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中完成鉆(zhan)桿的(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)，不僅(jin)省去(qu)了(le)后續在管子站、井場或井隊的(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)過(guo)程(cheng)(cheng)，而且易于實現(xian)自動化，大大降(jiang)低了(le)現(xian)場工人的(de)勞動強度，簡化了(le)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)過(guo)程(cheng)(cheng)，節約了(le)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)成本。
一(yi)、整體方(fang)案
井口(kou)實際(ji)工(gong)(gong)況復雜，根據井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)的工(gong)(gong)藝流程(cheng)以(yi)及(ji)井口(kou)常用工(gong)(gong)具的配備，井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)漏磁(ci)(ci)檢測總體(ti)方案如圖(tu)7-7所示，箭(jian)頭所示方向(xiang)為鉆(zhan)桿(gan)提升方向(xiang)。氣動(dong)鉆(zhan)桿(gan)卡瓦(wa)安(an)放在(zai)井口(kou)平臺，勵磁(ci)(ci)線(xian)圈軸向(xiang)隔開一定距(ju)離(li)并(bing)通過勵磁(ci)(ci)線(xian)圈安(an)裝機構安(an)裝在(zai)氣動(dong)鉆(zhan)桿(gan)卡瓦(wa)平臺上，探(tan)頭跟蹤機構安(an)裝在(zai)兩個勵磁(ci)(ci)線(xian)圈之間，鉆(zhan)桿(gan)吊(diao)卡在(zai)起吊(diao)鋼絲繩的作用下，完成鉆(zhan)桿(gan)的起鉆(zhan)。
井(jing)口鉆桿漏磁檢測流(liu)程分為以(yi)下(xia)幾步：
1）氣(qi)動鉆桿卡瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡瓦(wa)體沿(yan)階梯(ti)卡瓦(wa)座錐面(mian)上行時(shi)向外張開，松開鉆桿，鉆桿在鉆桿吊(diao)卡的作用下(xia)由鋼絲(si)繩勻速(su)起(qi)吊(diao)。
2）在(zai)鉆桿(gan)起吊過(guo)程中，對勵磁(ci)線圈(quan)通以(yi)直流電，勵磁(ci)線圈(quan)在(zai)軸(zhou)向產生穩定的磁(ci)場(chang)(chang)，該磁(ci)場(chang)(chang)將鉆桿(gan)管體(ti)磁(ci)化到飽(bao)和或近(jin)飽(bao)和狀態，當(dang)鉆桿(gan)管體(ti)存(cun)在(zai)缺陷時，缺陷處便(bian)會產生相應的漏磁(ci)場(chang)(chang)。
3）安裝在(zai)兩勵磁(ci)(ci)線圈之間的(de)探頭跟蹤機(ji)構上布(bu)置有檢(jian)測(ce)探頭，檢(jian)測(ce)探頭內裝有磁(ci)(ci)傳感(gan)器(qi)，當鉆桿中存在(zai)缺陷(xian)時，漏(lou)磁(ci)(ci)傳感(gan)器(qi)對(dui)漏(lou)磁(ci)(ci)場進行(xing)拾取，將漏(lou)磁(ci)(ci)信號轉(zhuan)換為電信號，之后依次經過放大、濾(lv)波、A-D轉(zhuan)化，最后進入計算機(ji)的(de)上位機(ji)軟件進行(xing)顯示和處理(li)。
4）鉆桿(gan)檢測完成之(zhi)(zhi)后，液(ye)壓(ya)大鉗(qian)提(ti)升，對鉆桿(gan)接(jie)頭螺(luo)紋進行(xing)拆扣，之(zhi)(zhi)后便可以進行(xing)下(xia)一(yi)根鉆桿(gan)的起鉆和檢測。
二、勵磁(ci)線圈
井口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測儀器(qi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在氣動鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦(wa)上。對于(yu)勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)，需要考(kao)慮其制作工藝和(he)安(an)裝(zhuang)(zhuang)方式；對于(yu)勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)安(an)裝(zhuang)(zhuang)機構，要有足夠的(de)(de)強(qiang)度。勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)及(ji)其安(an)裝(zhuang)(zhuang)機構的(de)(de)結構如(ru)圖7-8所(suo)示(shi)，勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)外殼(ke)(ke)(ke)采用(yong)不銹鋼板(ban)焊接而成(cheng)，漆包線(xian)(xian)(xian)在不銹鋼外殼(ke)(ke)(ke)內均勻繞制。勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)通(tong)過安(an)裝(zhuang)(zhuang)孔實現(xian)固定(ding)，由上、下蓋板(ban)，殼(ke)(ke)(ke)體以及(ji)支撐板(ban)組(zu)成(cheng)。如(ru)圖7-9所(suo)示(shi)為井口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿漏磁檢(jian)測儀器(qi)的(de)(de)三維模型，主要由勵磁線(xian)(xian)(xian)圈(quan)、安(an)裝(zhuang)(zhuang)機構和(he)探(tan)頭跟蹤機構組(zu)成(cheng)。
三(san)、現(xian)場應用
井口(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁檢測(ce)(ce)系統現(xian)場應(ying)用，如(ru)(ru)圖7-10所示(shi)(shi)(shi)。根據(ju)(ju)API Spec 5D制作(zuo)測(ce)(ce)試標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)缺(que)陷(xian)，測(ce)(ce)試標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)及其缺(que)陷(xian)分布如(ru)(ru)圖7-11所示(shi)(shi)(shi)，缺(que)陷(xian)主要參數(shu)見表7-1。試驗(yan)中，氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦氣缸(gang)通(tong)氣，卡(ka)瓦平臺上(shang)升，鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)吊卡(ka)起吊鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)，漏磁檢測(ce)(ce)儀器對標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)的缺(que)陷(xian)進行檢測(ce)(ce)，標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)測(ce)(ce)試數(shu)據(ju)(ju)如(ru)(ru)圖7-12所示(shi)(shi)(shi)。
圖7-12中，缺(que)陷(xian)類型從左向右依次是(shi)φ3.2mm通(tong)(tong)孔、φ1.6mm通(tong)(tong)孔、橫(heng)向缺(que)陷(xian)N5（刻槽深度為壁厚(hou)的(de)(de)5％，下(xia)同(tong)）以及橫(heng)向缺(que)陷(xian)N10。由(you)試驗結(jie)果可(ke)以看出，井口(kou)鉆桿漏(lou)磁檢測(ce)儀器能夠檢測(ce)出API Spec 5D所規定的(de)(de)人工缺(que)陷(xian)，且具(ju)有較好(hao)的(de)(de)信噪比。另外，檢測(ce)信號背景噪聲較大，這是(shi)由(you)于提(ti)升過程中鉆桿的(de)(de)抖動產生的(de)(de)，可(ke)以通(tong)(tong)過濾波(bo)算法消(xiao)除(chu)。
