上節(jie)所(suo)描述的(de)鉆(zhan)桿(gan)(gan)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)一(yi)般(ban)都是起(qi)鉆(zhan)之后在管子(zi)站、井場或(huo)井隊進(jin)行(xing)的(de)。鉆(zhan)桿(gan)(gan)存(cun)放(fang)現場如圖(tu)7-6所(suo)示(shi)。這種方式比較(jiao)復(fu)雜，需要(yao)增(zeng)加運輸環節(jie)，并且檢(jian)測(ce)(ce)(ce)設備(bei)復(fu)雜，成(cheng)本較(jiao)高(gao)，占地面積廣。在滿足(zu)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)要(yao)求的(de)基礎上，如果能在起(qi)鉆(zhan)的(de)提升過(guo)程中，在井口實(shi)現對鉆(zhan)桿(gan)(gan)的(de)初步檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，將(jiang)會大(da)大(da)降低檢(jian)測(ce)(ce)(ce)成(cheng)本，提高(gao)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)效率。
針(zhen)對鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測(ce)的(de)(de)實際需求，這里介紹(shao)一種用于(yu)起(qi)鉆(zhan)(zhan)過程中(zhong)在井口對鉆(zhan)(zhan)桿進(jin)行漏(lou)磁檢(jian)測(ce)的(de)(de)系統(tong)。該設備能(neng)在鉆(zhan)(zhan)桿起(qi)鉆(zhan)(zhan)的(de)(de)過程中(zhong)完成鉆(zhan)(zhan)桿的(de)(de)檢(jian)測(ce)，不僅省(sheng)去了后續(xu)在管子站、井場(chang)或井隊的(de)(de)檢(jian)測(ce)過程，而且易于(yu)實現(xian)自動化(hua)，大(da)大(da)降低了現(xian)場(chang)工人的(de)(de)勞動強度(du)，簡(jian)化(hua)了檢(jian)測(ce)過程，節(jie)約了檢(jian)測(ce)成本。
一、整體方案
井(jing)口(kou)(kou)實際工(gong)(gong)況復雜，根據井(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起(qi)鉆(zhan)(zhan)的(de)工(gong)(gong)藝流(liu)程以及井(jing)口(kou)(kou)常用工(gong)(gong)具的(de)配備(bei)，井(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢測(ce)總(zong)體方(fang)案如圖7-7所(suo)示(shi)(shi)，箭頭所(suo)示(shi)(shi)方(fang)向(xiang)為鉆(zhan)(zhan)桿(gan)提升方(fang)向(xiang)。氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦安放在井(jing)口(kou)(kou)平(ping)臺，勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)軸向(xiang)隔(ge)開一定距(ju)離并通過勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)安裝機構安裝在氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡(ka)(ka)瓦平(ping)臺上，探(tan)頭跟蹤(zong)機構安裝在兩個勵(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊卡(ka)(ka)在起(qi)吊鋼(gang)絲繩的(de)作(zuo)用下，完(wan)成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)起(qi)鉆(zhan)(zhan)。
井口鉆桿漏(lou)磁(ci)檢測流程(cheng)分為(wei)以下幾步：
1）氣動(dong)鉆桿(gan)卡(ka)瓦(wa)氣缸通氣，卡(ka)瓦(wa)體沿階梯卡(ka)瓦(wa)座錐面上行時向(xiang)外張(zhang)開(kai)，松(song)開(kai)鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在鉆桿(gan)吊卡(ka)的作用下由鋼絲(si)繩勻速起(qi)吊。
2）在鉆(zhan)桿(gan)(gan)起吊(diao)過程中，對勵磁(ci)(ci)線圈(quan)通以直流電，勵磁(ci)(ci)線圈(quan)在軸(zhou)向產生穩定的磁(ci)(ci)場(chang)(chang)，該磁(ci)(ci)場(chang)(chang)將鉆(zhan)桿(gan)(gan)管體磁(ci)(ci)化到飽和或(huo)近飽和狀態，當鉆(zhan)桿(gan)(gan)管體存(cun)在缺陷時，缺陷處便會產生相應(ying)的漏(lou)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)。
3）安裝(zhuang)在兩勵磁線圈(quan)之間的探頭(tou)跟蹤機(ji)(ji)構(gou)上布置有檢(jian)測探頭(tou)，檢(jian)測探頭(tou)內裝(zhuang)有磁傳感器(qi)，當鉆桿中存在缺陷時(shi)，漏(lou)磁傳感器(qi)對漏(lou)磁場進(jin)行拾取(qu)，將漏(lou)磁信(xin)號轉換為電信(xin)號，之后依次經過放大(da)、濾波(bo)、A-D轉化，最(zui)后進(jin)入(ru)計(ji)算機(ji)(ji)的上位機(ji)(ji)軟(ruan)件(jian)進(jin)行顯(xian)示和處理。
4）鉆桿檢測(ce)完成之(zhi)后，液(ye)壓大鉗提(ti)升，對鉆桿接(jie)頭螺紋(wen)進行拆(chai)扣，之(zhi)后便可(ke)以進行下一根鉆桿的起鉆和檢測(ce)。
二、勵磁線(xian)圈
井(jing)口(kou)鉆桿(gan)檢(jian)測儀(yi)器安(an)裝(zhuang)在(zai)氣(qi)動鉆桿(gan)卡瓦上。對于勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)，需要考(kao)慮其制作工藝和安(an)裝(zhuang)方(fang)式；對于勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)安(an)裝(zhuang)機(ji)構(gou)，要有足(zu)夠的強度(du)。勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)及其安(an)裝(zhuang)機(ji)構(gou)的結構(gou)如(ru)圖7-8所示，勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)外(wai)殼(ke)采用不銹(xiu)鋼板焊接而成(cheng)，漆包線(xian)在(zai)不銹(xiu)鋼外(wai)殼(ke)內均勻繞制。勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)通過(guo)安(an)裝(zhuang)孔(kong)實現固(gu)定，由(you)上、下蓋板，殼(ke)體以及支撐板組(zu)成(cheng)。如(ru)圖7-9所示為(wei)井(jing)口(kou)鉆桿(gan)漏磁檢(jian)測儀(yi)器的三維模型，主要由(you)勵(li)(li)磁線(xian)圈(quan)、安(an)裝(zhuang)機(ji)構(gou)和探頭跟蹤機(ji)構(gou)組(zu)成(cheng)。
三、現場應用(yong)
井口(kou)鉆(zhan)桿漏磁(ci)檢測(ce)(ce)系統(tong)現場(chang)應用，如圖(tu)7-10所(suo)示(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)(ce)試(shi)(shi)標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)(guan)缺陷，測(ce)(ce)試(shi)(shi)標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)(guan)及(ji)其缺陷分布如圖(tu)7-11所(suo)示(shi)，缺陷主要(yao)參數見表(biao)7-1。試(shi)(shi)驗中(zhong)，氣(qi)動鉆(zhan)桿卡(ka)瓦氣(qi)缸通(tong)氣(qi)，卡(ka)瓦平(ping)臺上升(sheng)，鉆(zhan)桿吊(diao)卡(ka)起吊(diao)鉆(zhan)桿，漏磁(ci)檢測(ce)(ce)儀器對標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)(guan)的缺陷進(jin)行檢測(ce)(ce)，標(biao)樣(yang)管(guan)(guan)(guan)測(ce)(ce)試(shi)(shi)數據如圖(tu)7-12所(suo)示(shi)。
圖7-12中，缺(que)(que)陷(xian)類型從(cong)左向右依次是(shi)φ3.2mm通(tong)(tong)孔(kong)、φ1.6mm通(tong)(tong)孔(kong)、橫(heng)向缺(que)(que)陷(xian)N5（刻槽深度(du)為(wei)壁厚(hou)的5％，下同）以(yi)及橫(heng)向缺(que)(que)陷(xian)N10。由試(shi)驗(yan)結果可以(yi)看出，井口鉆桿(gan)漏磁檢(jian)(jian)測儀器能(neng)夠檢(jian)(jian)測出API Spec 5D所(suo)規定的人工缺(que)(que)陷(xian)，且具有較好的信噪(zao)比(bi)。另外，檢(jian)(jian)測信號背景噪(zao)聲較大，這是(shi)由于提(ti)升過程(cheng)中鉆桿(gan)的抖(dou)動產生的，可以(yi)通(tong)(tong)過濾波算法消除。
