上節(jie)所(suo)(suo)描述的(de)鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)測一般都是起鉆(zhan)之后在管子(zi)站(zhan)、井(jing)場或井(jing)隊(dui)進行(xing)的(de)。鉆(zhan)桿(gan)存放現場如(ru)圖7-6所(suo)(suo)示。這(zhe)種方(fang)式(shi)比較(jiao)復雜(za)，需要增加(jia)運輸(shu)環節(jie)，并且檢(jian)測設備復雜(za)，成本(ben)較(jiao)高(gao)，占地面積(ji)廣(guang)。在滿足檢(jian)測要求的(de)基礎上，如(ru)果能在起鉆(zhan)的(de)提升過程中，在井(jing)口實現對鉆(zhan)桿(gan)的(de)初步(bu)檢(jian)測，將(jiang)會(hui)大大降(jiang)低(di)檢(jian)測成本(ben)，提高(gao)檢(jian)測效率。
針(zhen)對(dui)鉆桿(gan)檢(jian)測(ce)的(de)實(shi)際需求，這(zhe)里(li)介紹一種(zhong)用于起鉆過程(cheng)中在(zai)(zai)井口(kou)對(dui)鉆桿(gan)進行(xing)漏磁檢(jian)測(ce)的(de)系統(tong)。該設備能在(zai)(zai)鉆桿(gan)起鉆的(de)過程(cheng)中完成鉆桿(gan)的(de)檢(jian)測(ce)，不(bu)僅省(sheng)去了(le)(le)后續在(zai)(zai)管子站(zhan)、井場或井隊的(de)檢(jian)測(ce)過程(cheng)，而且易于實(shi)現自動(dong)化，大大降低了(le)(le)現場工人的(de)勞動(dong)強度(du)，簡化了(le)(le)檢(jian)測(ce)過程(cheng)，節約了(le)(le)檢(jian)測(ce)成本。
一、整(zheng)體方案
井(jing)口(kou)實際工(gong)況復(fu)雜，根(gen)據(ju)井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)(zhan)的(de)(de)工(gong)藝流程以及(ji)井(jing)口(kou)常用(yong)工(gong)具的(de)(de)配(pei)備，井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁檢測總體(ti)方案如圖(tu)7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方向(xiang)為(wei)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提升方向(xiang)。氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)安(an)放在(zai)井(jing)口(kou)平臺，勵磁線(xian)圈軸向(xiang)隔開(kai)一(yi)定距離(li)并通(tong)過勵磁線(xian)圈安(an)裝(zhuang)機構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)平臺上，探頭(tou)跟蹤機構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)兩個勵磁線(xian)圈之間(jian)，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊(diao)卡(ka)(ka)在(zai)起吊(diao)鋼絲繩的(de)(de)作用(yong)下，完成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)(de)起鉆(zhan)(zhan)。
井口鉆桿漏(lou)磁檢測流程分為以下(xia)幾(ji)步：
1）氣動鉆桿(gan)卡瓦氣缸通氣，卡瓦體(ti)沿階(jie)梯卡瓦座錐(zhui)面上行時向外張開，松(song)開鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在鉆桿(gan)吊(diao)卡的(de)作用(yong)下由鋼絲(si)繩勻速起吊(diao)。
2）在(zai)鉆(zhan)桿(gan)起吊過(guo)程(cheng)中，對勵磁(ci)線圈通(tong)以直流(liu)電，勵磁(ci)線圈在(zai)軸向產(chan)(chan)生穩定的磁(ci)場(chang)(chang)，該磁(ci)場(chang)(chang)將鉆(zhan)桿(gan)管(guan)體磁(ci)化到飽(bao)和(he)或近飽(bao)和(he)狀態，當(dang)鉆(zhan)桿(gan)管(guan)體存在(zai)缺(que)陷(xian)(xian)時，缺(que)陷(xian)(xian)處便會產(chan)(chan)生相(xiang)應的漏磁(ci)場(chang)(chang)。
3）安裝在兩(liang)勵(li)磁線圈之間(jian)的(de)探頭(tou)跟(gen)蹤機構(gou)上(shang)布置有(you)檢測(ce)探頭(tou)，檢測(ce)探頭(tou)內裝有(you)磁傳感(gan)(gan)器，當鉆桿(gan)中存在缺陷時，漏磁傳感(gan)(gan)器對漏磁場進行拾取，將漏磁信號(hao)(hao)轉(zhuan)換(huan)為電信號(hao)(hao)，之后依次經過放大、濾波、A-D轉(zhuan)化，最后進入計算機的(de)上(shang)位機軟件進行顯示和處理(li)。
4）鉆桿檢測完(wan)成之后，液壓大鉗提升(sheng)，對鉆桿接頭螺紋進行拆扣(kou)，之后便(bian)可以進行下一根鉆桿的起鉆和檢測。
二、勵磁線圈
井口鉆桿檢(jian)測儀器(qi)安(an)裝(zhuang)在氣動鉆桿卡(ka)瓦上。對于勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈，需要(yao)(yao)考慮(lv)其制(zhi)作工藝和(he)安(an)裝(zhuang)方式(shi)；對于勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈安(an)裝(zhuang)機構(gou)(gou)，要(yao)(yao)有足(zu)夠的強度(du)。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈及其安(an)裝(zhuang)機構(gou)(gou)的結(jie)構(gou)(gou)如圖7-8所示，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈外殼采用(yong)不銹鋼(gang)板(ban)焊(han)接而(er)成(cheng)，漆(qi)包線(xian)在不銹鋼(gang)外殼內均勻繞制(zhi)。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈通過安(an)裝(zhuang)孔實現固定，由(you)上、下(xia)蓋板(ban)，殼體(ti)以及支(zhi)撐板(ban)組(zu)成(cheng)。如圖7-9所示為井口鉆桿漏磁(ci)檢(jian)測儀器(qi)的三維(wei)模型，主要(yao)(yao)由(you)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈、安(an)裝(zhuang)機構(gou)(gou)和(he)探頭跟蹤(zong)機構(gou)(gou)組(zu)成(cheng)。
三、現場(chang)應用
井口(kou)鉆桿漏磁檢(jian)測(ce)(ce)系統現場(chang)應用，如圖(tu)7-10所(suo)(suo)示(shi)。根據(ju)API Spec 5D制作測(ce)(ce)試(shi)標樣(yang)管(guan)缺(que)陷(xian)(xian)，測(ce)(ce)試(shi)標樣(yang)管(guan)及其(qi)缺(que)陷(xian)(xian)分(fen)布如圖(tu)7-11所(suo)(suo)示(shi)，缺(que)陷(xian)(xian)主要參數見表7-1。試(shi)驗中，氣(qi)動(dong)鉆桿卡(ka)瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡(ka)瓦(wa)平臺上(shang)升(sheng)，鉆桿吊卡(ka)起吊鉆桿，漏磁檢(jian)測(ce)(ce)儀(yi)器對標樣(yang)管(guan)的缺(que)陷(xian)(xian)進行檢(jian)測(ce)(ce)，標樣(yang)管(guan)測(ce)(ce)試(shi)數據(ju)如圖(tu)7-12所(suo)(suo)示(shi)。
圖7-12中(zhong)，缺陷(xian)類型從左向(xiang)(xiang)(xiang)右依次是φ3.2mm通(tong)孔、φ1.6mm通(tong)孔、橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)缺陷(xian)N5（刻槽(cao)深(shen)度為(wei)壁厚的5％，下同）以(yi)及橫(heng)向(xiang)(xiang)(xiang)缺陷(xian)N10。由試驗結果可以(yi)看出，井口(kou)鉆(zhan)桿漏(lou)磁檢(jian)測儀器能(neng)夠檢(jian)測出API Spec 5D所規定的人工缺陷(xian)，且具有較(jiao)好的信噪(zao)比。另外，檢(jian)測信號背景噪(zao)聲較(jiao)大，這是由于提升過程(cheng)中(zhong)鉆(zhan)桿的抖動產生的，可以(yi)通(tong)過濾(lv)波算法(fa)消(xiao)除。
