上節(jie)(jie)所(suo)描述的(de)鉆桿(gan)(gan)檢測(ce)(ce)一般都是(shi)起鉆之后在(zai)管子(zi)站、井場或井隊進(jin)行的(de)。鉆桿(gan)(gan)存放(fang)現場如圖7-6所(suo)示(shi)。這種方式比(bi)較復雜，需要(yao)增加運輸環節(jie)(jie)，并且檢測(ce)(ce)設備復雜，成本較高(gao)，占地面積廣。在(zai)滿足檢測(ce)(ce)要(yao)求(qiu)的(de)基礎上，如果(guo)能在(zai)起鉆的(de)提升過(guo)程中，在(zai)井口(kou)實現對鉆桿(gan)(gan)的(de)初步檢測(ce)(ce)，將會(hui)大(da)大(da)降低檢測(ce)(ce)成本，提高(gao)檢測(ce)(ce)效率。

  針對(dui)鉆(zhan)桿(gan)檢測的(de)(de)實(shi)際需求，這里介紹一種用(yong)于(yu)起鉆(zhan)過(guo)程(cheng)中在(zai)(zai)井口對(dui)鉆(zhan)桿(gan)進行漏磁檢測的(de)(de)系統(tong)。該設備(bei)能在(zai)(zai)鉆(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)的(de)(de)過(guo)程(cheng)中完成鉆(zhan)桿(gan)的(de)(de)檢測，不僅省去(qu)了后(hou)續在(zai)(zai)管子站、井場或井隊(dui)的(de)(de)檢測過(guo)程(cheng)，而(er)且易(yi)于(yu)實(shi)現自動(dong)化，大大降低(di)了現場工人的(de)(de)勞動(dong)強度，簡化了檢測過(guo)程(cheng)，節(jie)約了檢測成本。

一、整體方案

  井(jing)口(kou)(kou)(kou)實(shi)際工況復雜，根據井(jing)口(kou)(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的工藝流程以(yi)及井(jing)口(kou)(kou)(kou)常用工具的配(pei)備，井(jing)口(kou)(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁檢測總體方(fang)案如圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方(fang)向(xiang)為(wei)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提(ti)升方(fang)向(xiang)。氣動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦安(an)放在井(jing)口(kou)(kou)(kou)平(ping)臺，勵(li)(li)磁線圈(quan)軸(zhou)向(xiang)隔開一定距(ju)離并(bing)通(tong)過勵(li)(li)磁線圈(quan)安(an)裝機(ji)構(gou)安(an)裝在氣動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦平(ping)臺上，探頭(tou)跟蹤機(ji)構(gou)安(an)裝在兩個勵(li)(li)磁線圈(quan)之間(jian)，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊(diao)卡(ka)(ka)在起(qi)吊(diao)鋼絲繩的作(zuo)用下，完成(cheng)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的起(qi)鉆(zhan)(zhan)。

  井口鉆桿漏磁(ci)檢測流程分為以下幾步：

   1）氣(qi)動鉆桿(gan)卡(ka)(ka)瓦(wa)氣(qi)缸通(tong)氣(qi)，卡(ka)(ka)瓦(wa)體沿階梯(ti)卡(ka)(ka)瓦(wa)座(zuo)錐(zhui)面上行時(shi)向外張開，松開鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在鉆桿(gan)吊(diao)卡(ka)(ka)的作用(yong)下由鋼(gang)絲繩勻速起(qi)吊(diao)。

   2）在鉆桿起吊過程中(zhong)，對勵磁線圈通以(yi)直(zhi)流電(dian)，勵磁線圈在軸向產生(sheng)穩定的磁場，該磁場將鉆桿管體(ti)磁化到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿管體(ti)存(cun)在缺陷(xian)時，缺陷(xian)處便會(hui)產生(sheng)相應的漏磁場。

   3）安裝在(zai)兩勵磁(ci)(ci)(ci)線圈之(zhi)(zhi)間的探頭(tou)跟蹤(zong)機構上布置(zhi)有檢測探頭(tou)，檢測探頭(tou)內(nei)裝有磁(ci)(ci)(ci)傳感器(qi)，當鉆桿(gan)中存在(zai)缺陷(xian)時，漏磁(ci)(ci)(ci)傳感器(qi)對漏磁(ci)(ci)(ci)場進(jin)行拾(shi)取(qu)，將(jiang)漏磁(ci)(ci)(ci)信號轉換為電(dian)信號，之(zhi)(zhi)后依次經(jing)過放大、濾(lv)波、A-D轉化，最后進(jin)入計算機的上位(wei)機軟件進(jin)行顯(xian)示和處理(li)。

   4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢測完成(cheng)之(zhi)后(hou)，液壓大鉗提升，對(dui)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)接頭螺紋進行拆扣(kou)，之(zhi)后(hou)便可(ke)以(yi)進行下一根(gen)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的起鉆(zhan)(zhan)和檢測。

二、勵(li)磁(ci)線圈

   井口鉆桿檢(jian)測儀器(qi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在(zai)氣動(dong)鉆桿卡瓦(wa)上。對(dui)于勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈，需要考慮其(qi)制(zhi)作工(gong)藝和安(an)裝(zhuang)(zhuang)方式；對(dui)于勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈安(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)，要有足夠的(de)強度。勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈及其(qi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)的(de)結構(gou)(gou)如圖(tu)7-8所示，勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈外殼采用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban)焊接而成，漆包線(xian)(xian)在(zai)不銹(xiu)鋼(gang)外殼內均勻繞(rao)制(zhi)。勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈通(tong)過安(an)裝(zhuang)(zhuang)孔實現固定，由(you)上、下蓋板(ban)(ban)，殼體以及支撐板(ban)(ban)組(zu)成。如圖(tu)7-9所示為井口鉆桿漏(lou)磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)測儀器(qi)的(de)三維模型，主要由(you)勵磁(ci)(ci)(ci)線(xian)(xian)圈、安(an)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)(gou)和探(tan)頭跟蹤機(ji)構(gou)(gou)組(zu)成。

三、現場應用

   井口鉆桿漏磁檢(jian)測(ce)系統現(xian)場應用，如圖7-10所(suo)示(shi)。根據(ju)API Spec 5D制作(zuo)測(ce)試(shi)標樣(yang)(yang)管缺陷(xian)，測(ce)試(shi)標樣(yang)(yang)管及其缺陷(xian)分(fen)布(bu)如圖7-11所(suo)示(shi)，缺陷(xian)主(zhu)要(yao)參數見表(biao)7-1。試(shi)驗中(zhong)，氣動鉆桿卡(ka)(ka)瓦氣缸通氣，卡(ka)(ka)瓦平臺(tai)上升，鉆桿吊卡(ka)(ka)起(qi)吊鉆桿，漏磁檢(jian)測(ce)儀器對標樣(yang)(yang)管的缺陷(xian)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)，標樣(yang)(yang)管測(ce)試(shi)數據(ju)如圖7-12所(suo)示(shi)。

   圖7-12中，缺陷(xian)類(lei)型從左向右依(yi)次是φ3.2mm通(tong)孔、φ1.6mm通(tong)孔、橫向缺陷(xian)N5（刻(ke)槽深(shen)度為壁厚的(de)5％，下(xia)同）以(yi)(yi)及橫向缺陷(xian)N10。由試驗(yan)結果可以(yi)(yi)看出，井口鉆桿漏磁檢測(ce)儀器能夠檢測(ce)出API Spec 5D所規定的(de)人工(gong)缺陷(xian)，且(qie)具有較好的(de)信噪比。另外，檢測(ce)信號(hao)背景噪聲較大，這(zhe)是由于提升過程中鉆桿的(de)抖動產(chan)生的(de)，可以(yi)(yi)通(tong)過濾(lv)波算法消除。