上節(jie)(jie)所(suo)描述的(de)鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測一般(ban)都是起鉆(zhan)(zhan)之(zhi)后在(zai)管子站、井(jing)場(chang)或井(jing)隊進行(xing)的(de)。鉆(zhan)(zhan)桿存放現(xian)場(chang)如圖7-6所(suo)示。這種方式(shi)比較(jiao)復雜，需(xu)要增加運輸環節(jie)(jie)，并且檢(jian)測設備(bei)復雜，成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，占地面積廣。在(zai)滿足檢(jian)測要求的(de)基礎上，如果能在(zai)起鉆(zhan)(zhan)的(de)提(ti)升過程中，在(zai)井(jing)口實(shi)現(xian)對鉆(zhan)(zhan)桿的(de)初步檢(jian)測，將會(hui)大大降(jiang)低檢(jian)測成(cheng)本(ben)，提(ti)高(gao)檢(jian)測效率。
針(zhen)對鉆(zhan)桿(gan)檢測的(de)(de)實際需求，這(zhe)里(li)介紹一(yi)種用(yong)于起(qi)鉆(zhan)過程中(zhong)在(zai)井(jing)口對鉆(zhan)桿(gan)進(jin)行漏磁檢測的(de)(de)系統。該設備能(neng)在(zai)鉆(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)的(de)(de)過程中(zhong)完(wan)成(cheng)鉆(zhan)桿(gan)的(de)(de)檢測，不僅省去了(le)后續(xu)在(zai)管子站、井(jing)場或井(jing)隊的(de)(de)檢測過程，而且易(yi)于實現自(zi)動化，大大降低了(le)現場工人的(de)(de)勞動強度，簡化了(le)檢測過程，節約了(le)檢測成(cheng)本。
一、整(zheng)體(ti)方案
井口(kou)(kou)實際工(gong)況復雜，根(gen)據井口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿起鉆(zhan)(zhan)的(de)(de)工(gong)藝流(liu)程以(yi)及井口(kou)(kou)常(chang)用(yong)(yong)工(gong)具的(de)(de)配備，井口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿漏磁(ci)檢測總(zong)體方(fang)案如圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方(fang)向為(wei)鉆(zhan)(zhan)桿提升方(fang)向。氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦安(an)放在(zai)(zai)(zai)井口(kou)(kou)平臺，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈軸向隔(ge)開(kai)一定距離并通過勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈安(an)裝(zhuang)機構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦平臺上，探頭(tou)跟(gen)蹤(zong)機構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)(zai)兩(liang)個(ge)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈之(zhi)間，鉆(zhan)(zhan)桿吊卡在(zai)(zai)(zai)起吊鋼絲繩的(de)(de)作用(yong)(yong)下，完成鉆(zhan)(zhan)桿的(de)(de)起鉆(zhan)(zhan)。
井口(kou)鉆桿漏磁檢測流程分(fen)為(wei)以下幾(ji)步：
1）氣(qi)(qi)動鉆(zhan)桿(gan)(gan)卡瓦(wa)氣(qi)(qi)缸通氣(qi)(qi)，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(gan)(gan)，鉆(zhan)桿(gan)(gan)在鉆(zhan)桿(gan)(gan)吊卡的作用(yong)下由鋼絲(si)繩(sheng)勻(yun)速起吊。
2）在鉆(zhan)桿起吊過程中，對(dui)勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)通以直流電，勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)在軸向(xiang)產生穩定的磁(ci)(ci)場，該磁(ci)(ci)場將鉆(zhan)桿管(guan)(guan)體(ti)磁(ci)(ci)化(hua)到飽和(he)或近飽和(he)狀態(tai)，當鉆(zhan)桿管(guan)(guan)體(ti)存(cun)在缺(que)陷時，缺(que)陷處便會產生相應(ying)的漏磁(ci)(ci)場。
3）安(an)裝在(zai)兩勵磁(ci)線圈之(zhi)間的(de)探頭(tou)跟蹤機構上布置有檢(jian)測(ce)探頭(tou)，檢(jian)測(ce)探頭(tou)內(nei)裝有磁(ci)傳感器(qi)，當鉆桿(gan)中存(cun)在(zai)缺(que)陷時，漏(lou)磁(ci)傳感器(qi)對漏(lou)磁(ci)場進行(xing)拾取(qu)，將漏(lou)磁(ci)信號轉(zhuan)(zhuan)換為電(dian)信號，之(zhi)后依次經過放大、濾(lv)波、A-D轉(zhuan)(zhuan)化，最(zui)后進入計算機的(de)上位機軟件進行(xing)顯示和處理。
4）鉆桿(gan)(gan)檢(jian)測完(wan)成之后，液壓大鉗提(ti)升，對(dui)鉆桿(gan)(gan)接頭(tou)螺紋進(jin)行(xing)拆扣，之后便可以進(jin)行(xing)下一根鉆桿(gan)(gan)的起鉆和(he)檢(jian)測。
二、勵磁線(xian)圈
井口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢測儀(yi)器(qi)安裝在(zai)(zai)氣動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦上(shang)。對(dui)(dui)于勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)，需要(yao)考慮其制(zhi)作工(gong)藝和(he)安裝方(fang)式；對(dui)(dui)于勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)安裝機(ji)構(gou)，要(yao)有(you)足夠(gou)的強度。勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)及其安裝機(ji)構(gou)的結構(gou)如圖7-8所示，勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)外(wai)殼采用不(bu)銹鋼板(ban)焊接而成(cheng)，漆包(bao)線(xian)在(zai)(zai)不(bu)銹鋼外(wai)殼內均勻繞制(zhi)。勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)通(tong)過安裝孔實現固定，由上(shang)、下蓋板(ban)，殼體以及支撐板(ban)組成(cheng)。如圖7-9所示為井口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)(ci)檢測儀(yi)器(qi)的三維模(mo)型，主要(yao)由勵(li)(li)磁(ci)(ci)線(xian)圈(quan)(quan)、安裝機(ji)構(gou)和(he)探頭跟蹤機(ji)構(gou)組成(cheng)。
三、現場應用
井口鉆桿(gan)(gan)漏磁檢測系統現場應用，如圖7-10所示。根據(ju)API Spec 5D制(zhi)作測試標樣管缺(que)陷，測試標樣管及(ji)其缺(que)陷分布如圖7-11所示，缺(que)陷主要參數(shu)見表7-1。試驗(yan)中(zhong)，氣動(dong)鉆桿(gan)(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)氣缸通氣，卡(ka)(ka)瓦(wa)平臺上升，鉆桿(gan)(gan)吊卡(ka)(ka)起吊鉆桿(gan)(gan)，漏磁檢測儀器對(dui)標樣管的缺(que)陷進行檢測，標樣管測試數(shu)據(ju)如圖7-12所示。
圖7-12中(zhong)，缺陷類(lei)型(xing)從左(zuo)向右依(yi)次(ci)是(shi)φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫向缺陷N5（刻(ke)槽(cao)深(shen)度為壁厚(hou)的5％，下(xia)同）以及(ji)橫向缺陷N10。由試驗結果可以看出(chu)，井口鉆桿漏磁檢(jian)測(ce)儀器能夠檢(jian)測(ce)出(chu)API Spec 5D所規定的人工(gong)缺陷，且具有(you)較好的信噪比。另外，檢(jian)測(ce)信號(hao)背景噪聲較大，這是(shi)由于提升過程中(zhong)鉆桿的抖(dou)動產(chan)生(sheng)的，可以通過濾波算法消(xiao)除。
