上節所(suo)描述的(de)(de)鉆桿檢測(ce)一(yi)般都(dou)是(shi)起鉆之后在(zai)管(guan)子站、井場或井隊進行的(de)(de)。鉆桿存(cun)放現(xian)場如(ru)圖7-6所(suo)示。這種方(fang)式比(bi)較復(fu)雜(za)，需(xu)要增(zeng)加運輸(shu)環節，并(bing)且檢測(ce)設備(bei)復(fu)雜(za)，成本較高(gao)，占地面積廣。在(zai)滿足檢測(ce)要求(qiu)的(de)(de)基(ji)礎上，如(ru)果能在(zai)起鉆的(de)(de)提升過程中，在(zai)井口實現(xian)對鉆桿的(de)(de)初步檢測(ce)，將(jiang)會大(da)大(da)降低檢測(ce)成本，提高(gao)檢測(ce)效率。
針(zhen)對(dui)鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)的實(shi)際需(xu)求，這(zhe)里介紹一種用于(yu)起(qi)鉆(zhan)過(guo)程(cheng)中(zhong)在井口(kou)對(dui)鉆(zhan)桿進行漏磁檢(jian)測(ce)的系統(tong)。該(gai)設備能在鉆(zhan)桿起(qi)鉆(zhan)的過(guo)程(cheng)中(zhong)完(wan)成(cheng)鉆(zhan)桿的檢(jian)測(ce)，不(bu)僅省去了后續在管(guan)子站(zhan)、井場(chang)或井隊的檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，而(er)且易(yi)于(yu)實(shi)現(xian)自動(dong)化(hua)，大(da)大(da)降(jiang)低了現(xian)場(chang)工人的勞動(dong)強度(du)，簡化(hua)了檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，節約(yue)了檢(jian)測(ce)成(cheng)本。
一、整(zheng)體方案
井口(kou)(kou)實(shi)際工(gong)況復雜(za)，根據(ju)井口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的(de)(de)工(gong)藝(yi)流程(cheng)以及井口(kou)(kou)常(chang)用工(gong)具的(de)(de)配備(bei)，井口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢(jian)測總體方(fang)案如(ru)圖7-7所(suo)示，箭(jian)頭(tou)所(suo)示方(fang)向為鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提(ti)升(sheng)方(fang)向。氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦安(an)放(fang)在(zai)井口(kou)(kou)平臺(tai)，勵(li)(li)磁(ci)線圈軸向隔(ge)開一(yi)定(ding)距離并通(tong)過勵(li)(li)磁(ci)線圈安(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦平臺(tai)上，探頭(tou)跟蹤機(ji)構(gou)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)兩(liang)個勵(li)(li)磁(ci)線圈之間，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊卡(ka)在(zai)起(qi)吊鋼絲繩的(de)(de)作用下，完(wan)成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)。
井口鉆桿漏(lou)磁檢測流程分為以下(xia)幾步：
1）氣(qi)動鉆桿卡(ka)(ka)瓦(wa)(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡(ka)(ka)瓦(wa)(wa)體沿(yan)階(jie)梯卡(ka)(ka)瓦(wa)(wa)座錐面上(shang)行時向外(wai)張開(kai)，松開(kai)鉆桿，鉆桿在鉆桿吊卡(ka)(ka)的作(zuo)用(yong)下由鋼絲繩勻速起吊。
2）在(zai)(zai)鉆桿(gan)(gan)起吊過程中，對勵磁(ci)線圈通以直流電，勵磁(ci)線圈在(zai)(zai)軸(zhou)向產生(sheng)穩定(ding)的(de)磁(ci)場，該磁(ci)場將鉆桿(gan)(gan)管(guan)體(ti)磁(ci)化(hua)到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿(gan)(gan)管(guan)體(ti)存在(zai)(zai)缺(que)陷時，缺(que)陷處便會產生(sheng)相應(ying)的(de)漏磁(ci)場。
3）安裝在兩(liang)勵(li)磁線圈(quan)之間的探頭(tou)跟(gen)蹤機(ji)構(gou)上布(bu)置有檢測探頭(tou)，檢測探頭(tou)內裝有磁傳感器，當鉆桿中存(cun)在缺陷(xian)時，漏磁傳感器對漏磁場進行拾(shi)取(qu)，將(jiang)漏磁信號轉換為電信號，之后依次經過(guo)放大(da)、濾波、A-D轉化(hua)，最后進入計算機(ji)的上位機(ji)軟件進行顯示(shi)和處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢測完成之后，液壓(ya)大鉗提升，對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)接頭螺紋進(jin)行(xing)拆(chai)扣，之后便可以進(jin)行(xing)下(xia)一根鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的起鉆(zhan)(zhan)和檢測。
二(er)、勵磁線圈
井(jing)口鉆桿(gan)檢(jian)測儀(yi)器安(an)裝(zhuang)在(zai)氣動鉆桿(gan)卡瓦(wa)上(shang)(shang)。對(dui)于勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)，需要(yao)考慮(lv)其制(zhi)作工藝和安(an)裝(zhuang)方(fang)式(shi)；對(dui)于勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)安(an)裝(zhuang)機構(gou)，要(yao)有足夠的強(qiang)度(du)。勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)及其安(an)裝(zhuang)機構(gou)的結(jie)構(gou)如圖7-8所示(shi)，勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)外(wai)殼采(cai)用不銹鋼板焊(han)接而成，漆包線(xian)(xian)(xian)在(zai)不銹鋼外(wai)殼內(nei)均勻繞制(zhi)。勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)通(tong)過安(an)裝(zhuang)孔實現固(gu)定，由(you)上(shang)(shang)、下蓋板，殼體以(yi)及支撐(cheng)板組成。如圖7-9所示(shi)為井(jing)口鉆桿(gan)漏磁(ci)檢(jian)測儀(yi)器的三(san)維模型，主(zhu)要(yao)由(you)勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)(quan)、安(an)裝(zhuang)機構(gou)和探頭跟蹤機構(gou)組成。
三、現場應用
井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)漏(lou)磁檢測系統現場應用，如圖(tu)(tu)7-10所(suo)示。根據(ju)(ju)API Spec 5D制作測試標(biao)樣(yang)管(guan)缺陷，測試標(biao)樣(yang)管(guan)及其缺陷分布(bu)如圖(tu)(tu)7-11所(suo)示，缺陷主要(yao)參數見表7-1。試驗(yan)中，氣動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)卡瓦氣缸通氣，卡瓦平臺上升，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)吊(diao)(diao)卡起吊(diao)(diao)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)，漏(lou)磁檢測儀器對標(biao)樣(yang)管(guan)的缺陷進行檢測，標(biao)樣(yang)管(guan)測試數據(ju)(ju)如圖(tu)(tu)7-12所(suo)示。
圖7-12中，缺(que)(que)陷類型從左向右依次是(shi)φ3.2mm通(tong)(tong)孔、φ1.6mm通(tong)(tong)孔、橫向缺(que)(que)陷N5（刻槽深度(du)為壁厚的(de)(de)5％，下同）以及橫向缺(que)(que)陷N10。由(you)試驗結果(guo)可以看(kan)出(chu)(chu)，井(jing)口鉆桿漏磁檢測(ce)儀器(qi)能(neng)夠檢測(ce)出(chu)(chu)API Spec 5D所規(gui)定的(de)(de)人工(gong)缺(que)(que)陷，且具有較好(hao)的(de)(de)信(xin)噪比。另外(wai)，檢測(ce)信(xin)號背景噪聲較大，這(zhe)是(shi)由(you)于提升(sheng)過(guo)程中鉆桿的(de)(de)抖動產生的(de)(de)，可以通(tong)(tong)過(guo)濾波算法消除。
