上節所(suo)描述的(de)(de)鉆桿檢(jian)測(ce)一般都是起鉆之后在管子(zi)站、井(jing)場或井(jing)隊進行的(de)(de)。鉆桿存放(fang)現(xian)場如圖7-6所(suo)示。這種方式比較復雜，需要增(zeng)加(jia)運輸環(huan)節，并且(qie)檢(jian)測(ce)設備復雜，成本(ben)(ben)較高，占(zhan)地面積廣。在滿足檢(jian)測(ce)要求的(de)(de)基礎上，如果能在起鉆的(de)(de)提升過程(cheng)中，在井(jing)口實現(xian)對(dui)鉆桿的(de)(de)初步檢(jian)測(ce)，將會大大降低檢(jian)測(ce)成本(ben)(ben)，提高檢(jian)測(ce)效率。
針對(dui)鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)測(ce)的實(shi)際需求(qiu)，這里介紹一種用于(yu)起鉆(zhan)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)在井口對(dui)鉆(zhan)桿(gan)進行漏磁檢(jian)測(ce)的系(xi)統(tong)。該設備(bei)能在鉆(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)的過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)完成(cheng)鉆(zhan)桿(gan)的檢(jian)測(ce)，不僅省去(qu)了后(hou)續在管子站、井場或井隊的檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)(cheng)，而且易于(yu)實(shi)現自動(dong)化(hua)，大(da)大(da)降低了現場工(gong)人(ren)的勞動(dong)強度(du)，簡(jian)化(hua)了檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)(cheng)，節約了檢(jian)測(ce)成(cheng)本。
一、整體方案(an)
井(jing)(jing)口(kou)實(shi)際工況復雜(za)，根據井(jing)(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿起鉆(zhan)(zhan)的工藝流程以及(ji)井(jing)(jing)口(kou)常用(yong)工具的配備(bei)，井(jing)(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿漏磁檢測總體方案如圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)(tou)所示(shi)方向為鉆(zhan)(zhan)桿提升方向。氣動鉆(zhan)(zhan)桿卡(ka)瓦(wa)安放在井(jing)(jing)口(kou)平臺(tai)，勵(li)磁線圈軸向隔開一定距離并通過(guo)勵(li)磁線圈安裝(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)安裝(zhuang)在氣動鉆(zhan)(zhan)桿卡(ka)瓦(wa)平臺(tai)上，探頭(tou)(tou)跟蹤(zong)機(ji)構(gou)(gou)安裝(zhuang)在兩(liang)個(ge)勵(li)磁線圈之間，鉆(zhan)(zhan)桿吊(diao)卡(ka)在起吊(diao)鋼絲繩的作用(yong)下，完成鉆(zhan)(zhan)桿的起鉆(zhan)(zhan)。
井(jing)口鉆桿漏磁檢測(ce)流程分為(wei)以下幾步：
1）氣動鉆(zhan)桿卡瓦(wa)氣缸通氣，卡瓦(wa)體沿階梯卡瓦(wa)座錐面上行時向外張開(kai)，松開(kai)鉆(zhan)桿，鉆(zhan)桿在(zai)鉆(zhan)桿吊(diao)卡的作用下由鋼絲繩勻速(su)起吊(diao)。
2）在(zai)鉆桿(gan)起(qi)吊過程(cheng)中(zhong)，對勵磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈通以(yi)直流電，勵磁(ci)(ci)線(xian)(xian)圈在(zai)軸向(xiang)產(chan)生(sheng)穩定的磁(ci)(ci)場，該磁(ci)(ci)場將(jiang)鉆桿(gan)管體磁(ci)(ci)化(hua)到飽(bao)和或(huo)近飽(bao)和狀態，當鉆桿(gan)管體存在(zai)缺陷時，缺陷處(chu)便會產(chan)生(sheng)相應的漏(lou)磁(ci)(ci)場。
3）安(an)裝在(zai)兩勵磁(ci)線圈之(zhi)間的(de)探(tan)(tan)頭跟蹤機構上(shang)布(bu)置有(you)檢測探(tan)(tan)頭，檢測探(tan)(tan)頭內裝有(you)磁(ci)傳感器(qi)，當鉆(zhan)桿中存在(zai)缺(que)陷(xian)時，漏磁(ci)傳感器(qi)對漏磁(ci)場進行拾取，將漏磁(ci)信號轉換為(wei)電(dian)信號，之(zhi)后(hou)依次經(jing)過(guo)放大、濾波(bo)、A-D轉化，最(zui)后(hou)進入計算(suan)機的(de)上(shang)位機軟(ruan)件進行顯(xian)示和處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢測(ce)完成之(zhi)后(hou)(hou)，液壓大鉗(qian)提升(sheng)，對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)接頭螺紋進行(xing)拆扣，之(zhi)后(hou)(hou)便可以進行(xing)下一根鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的起鉆(zhan)(zhan)和檢測(ce)。
二、勵磁線圈
井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)檢測(ce)儀器安(an)(an)(an)裝(zhuang)在氣動(dong)鉆(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦上。對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈，需(xu)要考慮其制(zhi)作工藝和安(an)(an)(an)裝(zhuang)方式；對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構，要有足夠的(de)強度(du)。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈及(ji)其安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構的(de)結構如(ru)圖7-8所示，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈外殼(ke)(ke)采用不銹(xiu)鋼板(ban)焊接而成(cheng)(cheng)，漆包線(xian)(xian)(xian)在不銹(xiu)鋼外殼(ke)(ke)內均勻(yun)繞制(zhi)。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈通過安(an)(an)(an)裝(zhuang)孔實現(xian)固定，由上、下蓋板(ban)，殼(ke)(ke)體以及(ji)支(zhi)撐板(ban)組成(cheng)(cheng)。如(ru)圖7-9所示為(wei)井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢測(ce)儀器的(de)三(san)維模型，主(zhu)要由勵(li)(li)磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈、安(an)(an)(an)裝(zhuang)機構和探頭跟蹤(zong)機構組成(cheng)(cheng)。
三(san)、現場應用
井口鉆桿(gan)漏磁(ci)(ci)檢測(ce)系統(tong)現場(chang)應用(yong)，如(ru)(ru)圖(tu)7-10所示(shi)(shi)。根據API Spec 5D制(zhi)作測(ce)試(shi)標(biao)樣管缺(que)陷(xian)，測(ce)試(shi)標(biao)樣管及其缺(que)陷(xian)分(fen)布如(ru)(ru)圖(tu)7-11所示(shi)(shi)，缺(que)陷(xian)主要參數(shu)見表(biao)7-1。試(shi)驗中，氣(qi)(qi)動(dong)鉆桿(gan)卡瓦氣(qi)(qi)缸(gang)通氣(qi)(qi)，卡瓦平臺(tai)上升，鉆桿(gan)吊(diao)卡起吊(diao)鉆桿(gan)，漏磁(ci)(ci)檢測(ce)儀器(qi)對標(biao)樣管的缺(que)陷(xian)進行檢測(ce)，標(biao)樣管測(ce)試(shi)數(shu)據如(ru)(ru)圖(tu)7-12所示(shi)(shi)。
圖7-12中，缺陷(xian)(xian)類型從左(zuo)向右依次是φ3.2mm通(tong)(tong)孔、φ1.6mm通(tong)(tong)孔、橫向缺陷(xian)(xian)N5（刻槽深度為壁厚的5％，下(xia)同）以(yi)(yi)及橫向缺陷(xian)(xian)N10。由試驗結果可以(yi)(yi)看出(chu)，井口鉆(zhan)桿(gan)漏磁檢(jian)測(ce)儀器(qi)能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)出(chu)API Spec 5D所規定的人工缺陷(xian)(xian)，且具有較(jiao)好(hao)的信噪(zao)比。另(ling)外，檢(jian)測(ce)信號背(bei)景(jing)噪(zao)聲較(jiao)大，這是由于提升(sheng)過(guo)程中鉆(zhan)桿(gan)的抖動產生的，可以(yi)(yi)通(tong)(tong)過(guo)濾波算法消除。
