上節所描述的(de)鉆桿檢測(ce)(ce)(ce)一般(ban)都是起鉆之(zhi)后在(zai)管子站、井場或(huo)井隊進(jin)行的(de)。鉆桿存放(fang)現(xian)(xian)場如(ru)圖7-6所示。這(zhe)種方(fang)式(shi)比較復(fu)雜，需要(yao)增加運輸環(huan)節，并(bing)且(qie)檢測(ce)(ce)(ce)設(she)備(bei)復(fu)雜，成本(ben)較高，占(zhan)地面(mian)積廣。在(zai)滿足檢測(ce)(ce)(ce)要(yao)求的(de)基礎上，如(ru)果能在(zai)起鉆的(de)提(ti)升過程中(zhong)，在(zai)井口實現(xian)(xian)對鉆桿的(de)初步檢測(ce)(ce)(ce)，將會大大降低(di)檢測(ce)(ce)(ce)成本(ben)，提(ti)高檢測(ce)(ce)(ce)效率。
針對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢(jian)測(ce)的(de)實際需求，這里介紹一種用于(yu)起鉆(zhan)(zhan)過(guo)程(cheng)中在(zai)(zai)井(jing)口對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)進(jin)行漏磁檢(jian)測(ce)的(de)系(xi)統。該設備(bei)能(neng)在(zai)(zai)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)(zhan)的(de)過(guo)程(cheng)中完成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的(de)檢(jian)測(ce)，不僅(jin)省去了后續(xu)在(zai)(zai)管子站、井(jing)場或井(jing)隊的(de)檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，而且(qie)易于(yu)實現(xian)自動化，大大降(jiang)低了現(xian)場工人的(de)勞動強度，簡化了檢(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，節約了檢(jian)測(ce)成本(ben)。
一(yi)、整體方案
井(jing)(jing)口(kou)(kou)實際工(gong)況復雜，根據井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿(gan)(gan)起鉆(zhan)的工(gong)藝流程以及(ji)井(jing)(jing)口(kou)(kou)常用工(gong)具的配備，井(jing)(jing)口(kou)(kou)鉆(zhan)桿(gan)(gan)漏磁(ci)檢測(ce)總(zong)體方案(an)如圖7-7所示，箭頭所示方向(xiang)(xiang)為鉆(zhan)桿(gan)(gan)提(ti)升(sheng)方向(xiang)(xiang)。氣動鉆(zhan)桿(gan)(gan)卡(ka)(ka)(ka)瓦安(an)放在(zai)(zai)井(jing)(jing)口(kou)(kou)平(ping)臺(tai)，勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)軸向(xiang)(xiang)隔開一定距離并(bing)通過勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)安(an)裝(zhuang)機構安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)氣動鉆(zhan)桿(gan)(gan)卡(ka)(ka)(ka)瓦平(ping)臺(tai)上，探頭跟蹤機構安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)兩(liang)個勵(li)磁(ci)線圈(quan)(quan)之間(jian)，鉆(zhan)桿(gan)(gan)吊卡(ka)(ka)(ka)在(zai)(zai)起吊鋼絲繩的作用下，完成(cheng)鉆(zhan)桿(gan)(gan)的起鉆(zhan)。
井口鉆(zhan)桿(gan)漏(lou)磁(ci)檢測流程分為(wei)以(yi)下(xia)幾步：
1）氣動(dong)鉆桿(gan)卡(ka)瓦(wa)氣缸通氣，卡(ka)瓦(wa)體沿(yan)階梯卡(ka)瓦(wa)座錐(zhui)面上行時向外(wai)張(zhang)開(kai)，松開(kai)鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在(zai)鉆桿(gan)吊卡(ka)的作(zuo)用下由鋼絲繩勻速(su)起吊。
2）在鉆桿(gan)起吊過程中，對勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)通以直流電(dian)，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈(quan)在軸向產生穩定的磁(ci)場(chang)，該磁(ci)場(chang)將鉆桿(gan)管體(ti)磁(ci)化到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿(gan)管體(ti)存在缺陷(xian)時(shi)，缺陷(xian)處便會產生相應的漏磁(ci)場(chang)。
3）安裝在兩勵磁(ci)(ci)線圈之間的探(tan)頭(tou)跟蹤機(ji)構上布置有(you)檢測探(tan)頭(tou)，檢測探(tan)頭(tou)內裝有(you)磁(ci)(ci)傳(chuan)感(gan)(gan)器，當鉆桿中存(cun)在缺陷時，漏磁(ci)(ci)傳(chuan)感(gan)(gan)器對(dui)漏磁(ci)(ci)場(chang)進(jin)(jin)行拾取，將漏磁(ci)(ci)信號(hao)轉(zhuan)換為電信號(hao)，之后(hou)依次經過放大、濾波(bo)、A-D轉(zhuan)化，最(zui)后(hou)進(jin)(jin)入計算機(ji)的上位機(ji)軟件進(jin)(jin)行顯示和處理。
4）鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)檢測完(wan)成之后，液壓大鉗提升，對鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)接頭螺紋進行拆扣，之后便可以進行下一(yi)根鉆(zhan)(zhan)桿(gan)(gan)的起鉆(zhan)(zhan)和(he)檢測。
二(er)、勵磁(ci)線圈
井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)儀(yi)器安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)在氣動鉆(zhan)桿(gan)卡瓦上(shang)。對于勵磁(ci)(ci)(ci)線圈，需要考慮其(qi)制作工藝(yi)和安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)方式；對于勵磁(ci)(ci)(ci)線圈安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機構(gou)，要有足夠的(de)強度。勵磁(ci)(ci)(ci)線圈及其(qi)安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機構(gou)的(de)結構(gou)如(ru)(ru)圖7-8所示，勵磁(ci)(ci)(ci)線圈外殼(ke)(ke)采用不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)(ban)焊接(jie)而成(cheng)(cheng)(cheng)，漆(qi)包線在不銹(xiu)鋼(gang)外殼(ke)(ke)內均(jun)勻繞制。勵磁(ci)(ci)(ci)線圈通(tong)過安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)孔實(shi)現固定，由上(shang)、下(xia)蓋板(ban)(ban)，殼(ke)(ke)體(ti)以(yi)及支撐板(ban)(ban)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)。如(ru)(ru)圖7-9所示為井口(kou)鉆(zhan)桿(gan)漏磁(ci)(ci)(ci)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)儀(yi)器的(de)三維模型，主(zhu)要由勵磁(ci)(ci)(ci)線圈、安(an)(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)機構(gou)和探頭跟蹤(zong)機構(gou)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)。
三、現場(chang)應用(yong)
井(jing)口(kou)鉆(zhan)(zhan)桿漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)系統現場應用，如(ru)(ru)圖7-10所(suo)示(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)試標樣(yang)(yang)管(guan)缺陷，測(ce)試標樣(yang)(yang)管(guan)及(ji)其缺陷分(fen)布如(ru)(ru)圖7-11所(suo)示(shi)，缺陷主要參數見表7-1。試驗(yan)中，氣(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦氣(qi)缸通氣(qi)，卡瓦平臺上升(sheng)，鉆(zhan)(zhan)桿吊(diao)(diao)卡起吊(diao)(diao)鉆(zhan)(zhan)桿，漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)儀器對標樣(yang)(yang)管(guan)的缺陷進行檢(jian)測(ce)，標樣(yang)(yang)管(guan)測(ce)試數據如(ru)(ru)圖7-12所(suo)示(shi)。
圖7-12中(zhong)，缺陷類型(xing)從左(zuo)向右依次(ci)是(shi)(shi)φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫向缺陷N5（刻(ke)槽深(shen)度為壁(bi)厚的5％，下同）以及橫向缺陷N10。由試(shi)驗結(jie)果可以看(kan)出(chu)，井口(kou)鉆(zhan)桿漏磁檢(jian)(jian)測儀器能夠檢(jian)(jian)測出(chu)API Spec 5D所規(gui)定(ding)的人工缺陷，且具有較好的信(xin)噪比。另(ling)外(wai)，檢(jian)(jian)測信(xin)號背景噪聲(sheng)較大，這是(shi)(shi)由于提(ti)升過(guo)程(cheng)中(zhong)鉆(zhan)桿的抖動(dong)產生的，可以通過(guo)濾波算(suan)法(fa)消除。
