上節(jie)所描述(shu)的(de)(de)鉆(zhan)桿檢測(ce)(ce)(ce)一(yi)般都(dou)是起鉆(zhan)之后在管子(zi)站、井(jing)場(chang)或井(jing)隊(dui)進行的(de)(de)。鉆(zhan)桿存放現(xian)場(chang)如圖7-6所示。這種方(fang)式比(bi)較復雜，需要增加運(yun)輸環節(jie)，并(bing)且檢測(ce)(ce)(ce)設備復雜，成本較高，占地(di)面(mian)積廣。在滿足檢測(ce)(ce)(ce)要求的(de)(de)基(ji)礎上，如果能在起鉆(zhan)的(de)(de)提升(sheng)過程中(zhong)，在井(jing)口實現(xian)對鉆(zhan)桿的(de)(de)初步檢測(ce)(ce)(ce)，將會大(da)大(da)降低檢測(ce)(ce)(ce)成本，提高檢測(ce)(ce)(ce)效率。
針對(dui)(dui)鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)(ce)的實際需求(qiu)，這里介紹(shao)一種用于起(qi)鉆(zhan)過(guo)程(cheng)中在井(jing)口對(dui)(dui)鉆(zhan)桿進行漏磁檢(jian)測(ce)(ce)的系(xi)統。該設(she)備能在鉆(zhan)桿起(qi)鉆(zhan)的過(guo)程(cheng)中完成鉆(zhan)桿的檢(jian)測(ce)(ce)，不僅省去了后續在管(guan)子站、井(jing)場或井(jing)隊(dui)的檢(jian)測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)，而且易于實現自動(dong)化，大(da)(da)大(da)(da)降低了現場工人的勞動(dong)強(qiang)度，簡(jian)化了檢(jian)測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)，節約(yue)了檢(jian)測(ce)(ce)成本。
一、整(zheng)體方(fang)案
井(jing)(jing)口(kou)(kou)實際工(gong)況復雜，根據井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿起(qi)(qi)鉆(zhan)的(de)工(gong)藝流(liu)程以及井(jing)(jing)口(kou)(kou)常(chang)用(yong)工(gong)具的(de)配備，井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿漏磁檢測總體方(fang)(fang)案如圖(tu)7-7所示(shi)，箭頭所示(shi)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)為鉆(zhan)桿提升方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)。氣動(dong)鉆(zhan)桿卡瓦安(an)放在(zai)井(jing)(jing)口(kou)(kou)平(ping)(ping)臺，勵(li)磁線(xian)(xian)圈軸向(xiang)(xiang)隔開一定(ding)距離并通過勵(li)磁線(xian)(xian)圈安(an)裝機構安(an)裝在(zai)氣動(dong)鉆(zhan)桿卡瓦平(ping)(ping)臺上，探頭跟(gen)蹤機構安(an)裝在(zai)兩(liang)個(ge)勵(li)磁線(xian)(xian)圈之間，鉆(zhan)桿吊(diao)卡在(zai)起(qi)(qi)吊(diao)鋼絲繩的(de)作用(yong)下，完成(cheng)鉆(zhan)桿的(de)起(qi)(qi)鉆(zhan)。
井口(kou)鉆桿漏(lou)磁檢(jian)測流(liu)程(cheng)分為以下(xia)幾步：
1）氣動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)卡瓦(wa)氣缸通氣，卡瓦(wa)體沿階梯(ti)卡瓦(wa)座錐面上行時(shi)向外張(zhang)開，松開鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)在(zai)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)吊卡的作用下由鋼(gang)絲繩勻速起吊。
2）在鉆桿(gan)起吊過程中，對勵磁(ci)(ci)線圈通以直流電，勵磁(ci)(ci)線圈在軸向產生(sheng)穩定(ding)的磁(ci)(ci)場，該磁(ci)(ci)場將鉆桿(gan)管體(ti)磁(ci)(ci)化(hua)到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿(gan)管體(ti)存在缺陷時(shi)，缺陷處(chu)便會產生(sheng)相(xiang)應的漏磁(ci)(ci)場。
3）安(an)裝在(zai)兩勵磁線圈之間的探(tan)(tan)頭跟(gen)蹤機構(gou)上(shang)布置有(you)檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭，檢測(ce)(ce)探(tan)(tan)頭內裝有(you)磁傳(chuan)感器(qi)，當(dang)鉆桿中存(cun)在(zai)缺陷時，漏磁傳(chuan)感器(qi)對漏磁場進(jin)行拾取，將漏磁信號轉換(huan)為電信號，之后(hou)依次經過放大、濾波、A-D轉化，最后(hou)進(jin)入計算(suan)機的上(shang)位機軟件進(jin)行顯示和處理。
4）鉆桿(gan)檢測完(wan)成(cheng)之后(hou)，液壓大鉗(qian)提升，對鉆桿(gan)接頭螺紋進(jin)行拆扣(kou)，之后(hou)便可以進(jin)行下(xia)一根鉆桿(gan)的起鉆和檢測。
二、勵磁線圈
井(jing)口(kou)鉆(zhan)桿檢測(ce)儀器安裝在(zai)氣(qi)動(dong)鉆(zhan)桿卡瓦上。對于勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)，需要(yao)(yao)考(kao)慮其(qi)制作工藝和安裝方式；對于勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)安裝機構(gou)，要(yao)(yao)有足(zu)夠(gou)的強度。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)及(ji)其(qi)安裝機構(gou)的結構(gou)如圖7-8所示(shi)，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)外殼(ke)采(cai)用不銹(xiu)(xiu)鋼板焊接而成，漆包線(xian)在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼外殼(ke)內均勻繞制。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)通過(guo)安裝孔實(shi)現固定，由(you)上、下蓋(gai)板，殼(ke)體以(yi)及(ji)支撐板組成。如圖7-9所示(shi)為井(jing)口(kou)鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測(ce)儀器的三維模型，主要(yao)(yao)由(you)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)(quan)、安裝機構(gou)和探(tan)頭跟(gen)蹤機構(gou)組成。
三、現場應(ying)用
井口鉆(zhan)(zhan)桿漏磁檢測(ce)系(xi)統現場(chang)應(ying)用，如(ru)圖(tu)7-10所示。根據API Spec 5D制作測(ce)試標(biao)樣(yang)管缺陷，測(ce)試標(biao)樣(yang)管及其缺陷分布如(ru)圖(tu)7-11所示，缺陷主要參(can)數見表7-1。試驗中，氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦(wa)氣(qi)缸通氣(qi)，卡瓦(wa)平臺(tai)上升，鉆(zhan)(zhan)桿吊卡起吊鉆(zhan)(zhan)桿，漏磁檢測(ce)儀器(qi)對(dui)標(biao)樣(yang)管的(de)缺陷進行檢測(ce)，標(biao)樣(yang)管測(ce)試數據如(ru)圖(tu)7-12所示。
圖(tu)7-12中(zhong)(zhong)，缺(que)陷(xian)類型從(cong)左向(xiang)右依次是(shi)φ3.2mm通(tong)孔、φ1.6mm通(tong)孔、橫(heng)向(xiang)缺(que)陷(xian)N5（刻(ke)槽(cao)深度為壁(bi)厚的(de)5％，下同）以及橫(heng)向(xiang)缺(que)陷(xian)N10。由試驗結果可以看出，井(jing)口(kou)鉆桿漏磁(ci)檢(jian)測(ce)儀(yi)器能夠檢(jian)測(ce)出API Spec 5D所規定(ding)的(de)人(ren)工(gong)缺(que)陷(xian)，且具(ju)有較(jiao)好的(de)信噪(zao)比(bi)。另(ling)外，檢(jian)測(ce)信號背景噪(zao)聲較(jiao)大(da)，這(zhe)是(shi)由于提(ti)升過程中(zhong)(zhong)鉆桿的(de)抖動產生(sheng)的(de)，可以通(tong)過濾波算(suan)法消除。
