上節(jie)所描述(shu)的(de)(de)鉆(zhan)桿(gan)檢測(ce)一(yi)般都(dou)是起鉆(zhan)之后在(zai)(zai)管子站(zhan)、井場或井隊進行的(de)(de)。鉆(zhan)桿(gan)存放現場如(ru)圖7-6所示。這種方式比較(jiao)復(fu)雜，需(xu)要增加(jia)運輸環節(jie)，并且檢測(ce)設備復(fu)雜，成本較(jiao)高，占(zhan)地面(mian)積廣。在(zai)(zai)滿足(zu)檢測(ce)要求的(de)(de)基礎(chu)上，如(ru)果能(neng)在(zai)(zai)起鉆(zhan)的(de)(de)提升過程中，在(zai)(zai)井口實現對鉆(zhan)桿(gan)的(de)(de)初步檢測(ce)，將(jiang)會大(da)大(da)降低(di)檢測(ce)成本，提高檢測(ce)效率(lv)。

  針對鉆(zhan)桿檢測(ce)(ce)的(de)(de)(de)實際需求，這里介紹一種用于起鉆(zhan)過(guo)程(cheng)中在(zai)井口對鉆(zhan)桿進行(xing)漏(lou)磁(ci)檢測(ce)(ce)的(de)(de)(de)系統。該設(she)備能在(zai)鉆(zhan)桿起鉆(zhan)的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)中完成(cheng)鉆(zhan)桿的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)，不僅省去了(le)(le)后續在(zai)管子站、井場或井隊的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)，而(er)且(qie)易(yi)于實現自動化，大大降低了(le)(le)現場工人的(de)(de)(de)勞動強度，簡化了(le)(le)檢測(ce)(ce)過(guo)程(cheng)，節約了(le)(le)檢測(ce)(ce)成(cheng)本。

一、整體(ti)方案(an)

  井(jing)口(kou)實(shi)際工(gong)況復雜，根據井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)的(de)工(gong)藝流程(cheng)以及井(jing)口(kou)常用工(gong)具(ju)的(de)配備，井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢(jian)測總體(ti)方案如圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方向(xiang)(xiang)為(wei)鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)提(ti)升方向(xiang)(xiang)。氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦安(an)放在井(jing)口(kou)平(ping)臺，勵(li)磁(ci)線圈(quan)軸(zhou)向(xiang)(xiang)隔開一(yi)定距離并通過勵(li)磁(ci)線圈(quan)安(an)裝(zhuang)機構(gou)安(an)裝(zhuang)在氣動鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦平(ping)臺上，探(tan)頭(tou)跟蹤(zong)機構(gou)安(an)裝(zhuang)在兩(liang)個勵(li)磁(ci)線圈(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)吊卡在起(qi)吊鋼絲繩的(de)作用下，完成鉆(zhan)(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)(zhan)。

  井口鉆桿漏磁檢(jian)測流程分為(wei)以下幾步：

   1）氣動鉆桿卡(ka)瓦氣缸通氣，卡(ka)瓦體沿階梯卡(ka)瓦座錐(zhui)面上行時向外(wai)張(zhang)開(kai)，松開(kai)鉆桿，鉆桿在鉆桿吊卡(ka)的作用下由(you)鋼絲(si)繩勻速起吊。

   2）在(zai)(zai)鉆(zhan)桿(gan)起吊過程中，對勵磁線圈通以直流電，勵磁線圈在(zai)(zai)軸向(xiang)產生(sheng)穩定(ding)的磁場(chang)，該磁場(chang)將(jiang)鉆(zhan)桿(gan)管體磁化到飽和或(huo)近(jin)飽和狀(zhuang)態，當鉆(zhan)桿(gan)管體存在(zai)(zai)缺陷(xian)時(shi)，缺陷(xian)處便會(hui)產生(sheng)相應(ying)的漏磁場(chang)。

   3）安(an)裝在兩(liang)勵磁(ci)線圈之間的(de)探(tan)(tan)頭跟蹤(zong)機構上布置有(you)檢測探(tan)(tan)頭，檢測探(tan)(tan)頭內裝有(you)磁(ci)傳感器，當鉆桿中存在缺陷(xian)時，漏磁(ci)傳感器對漏磁(ci)場進行拾取，將(jiang)漏磁(ci)信號(hao)轉(zhuan)換為(wei)電信號(hao)，之后(hou)依(yi)次經過放大(da)、濾波、A-D轉(zhuan)化，最后(hou)進入計算機的(de)上位機軟件進行顯(xian)示和處理(li)。

   4）鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)測(ce)完成之后，液壓大鉗提(ti)升，對鉆(zhan)桿(gan)接(jie)頭(tou)螺紋(wen)進(jin)行拆扣，之后便可以進(jin)行下(xia)一根鉆(zhan)桿(gan)的(de)起鉆(zhan)和檢(jian)測(ce)。

二(er)、勵磁線圈

   井口鉆桿檢測儀(yi)器安(an)(an)裝在氣動鉆桿卡瓦上(shang)。對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)，需要(yao)考慮其制(zhi)作工(gong)藝和(he)安(an)(an)裝方式；對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)安(an)(an)裝機(ji)構，要(yao)有足夠(gou)的(de)強(qiang)度。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)及其安(an)(an)裝機(ji)構的(de)結構如圖7-8所示，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)外殼(ke)采用不銹鋼(gang)板(ban)焊接而(er)成(cheng)，漆包線(xian)在不銹鋼(gang)外殼(ke)內均(jun)勻繞制(zhi)。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)通(tong)過安(an)(an)裝孔實現固定，由上(shang)、下蓋(gai)板(ban)，殼(ke)體以及支撐板(ban)組(zu)成(cheng)。如圖7-9所示為(wei)井口鉆桿漏(lou)磁(ci)檢測儀(yi)器的(de)三(san)維(wei)模(mo)型，主(zhu)要(yao)由勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)、安(an)(an)裝機(ji)構和(he)探頭跟蹤機(ji)構組(zu)成(cheng)。

三、現(xian)場應用

   井口鉆桿(gan)(gan)漏(lou)磁檢(jian)測(ce)系統現場(chang)應(ying)用，如(ru)圖(tu)(tu)7-10所(suo)(suo)示(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)試標樣管(guan)(guan)缺(que)陷(xian)，測(ce)試標樣管(guan)(guan)及其缺(que)陷(xian)分布如(ru)圖(tu)(tu)7-11所(suo)(suo)示(shi)，缺(que)陷(xian)主要(yao)參數見表7-1。試驗中，氣(qi)動鉆桿(gan)(gan)卡(ka)瓦氣(qi)缸(gang)通氣(qi)，卡(ka)瓦平(ping)臺(tai)上升，鉆桿(gan)(gan)吊(diao)卡(ka)起吊(diao)鉆桿(gan)(gan)，漏(lou)磁檢(jian)測(ce)儀(yi)器對標樣管(guan)(guan)的缺(que)陷(xian)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)，標樣管(guan)(guan)測(ce)試數據如(ru)圖(tu)(tu)7-12所(suo)(suo)示(shi)。

   圖(tu)7-12中(zhong)，缺陷(xian)(xian)類型從左向(xiang)右(you)依(yi)次(ci)是(shi)φ3.2mm通(tong)(tong)孔(kong)、φ1.6mm通(tong)(tong)孔(kong)、橫向(xiang)缺陷(xian)(xian)N5（刻槽深(shen)度為(wei)壁厚的(de)(de)5％，下同(tong)）以及橫向(xiang)缺陷(xian)(xian)N10。由試驗結果可(ke)(ke)以看出，井口鉆(zhan)桿漏磁檢測儀器能夠檢測出API Spec 5D所規定的(de)(de)人工缺陷(xian)(xian)，且具有較(jiao)好的(de)(de)信(xin)噪比。另外，檢測信(xin)號背(bei)景噪聲(sheng)較(jiao)大，這(zhe)是(shi)由于(yu)提升過(guo)程中(zhong)鉆(zhan)桿的(de)(de)抖動產生的(de)(de)，可(ke)(ke)以通(tong)(tong)過(guo)濾波算法消除。