上節所描述(shu)的(de)鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)一(yi)般(ban)都是起鉆(zhan)之后在管子站、井場(chang)或井隊進行的(de)。鉆(zhan)桿存放(fang)現場(chang)如圖7-6所示。這種方式比較復雜，需要增加運輸環(huan)節，并且(qie)檢(jian)測(ce)設備復雜，成本較高，占地(di)面積廣。在滿足檢(jian)測(ce)要求的(de)基礎上，如果能在起鉆(zhan)的(de)提升(sheng)過程中，在井口(kou)實現對鉆(zhan)桿的(de)初步檢(jian)測(ce)，將會大大降(jiang)低檢(jian)測(ce)成本，提高檢(jian)測(ce)效(xiao)率。
針(zhen)對鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)的(de)(de)實際需求，這里介紹一種用(yong)于起(qi)鉆(zhan)過(guo)(guo)程(cheng)中在井(jing)口(kou)對鉆(zhan)桿進行漏磁檢(jian)測(ce)的(de)(de)系統。該設(she)備(bei)能(neng)在鉆(zhan)桿起(qi)鉆(zhan)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)中完成(cheng)鉆(zhan)桿的(de)(de)檢(jian)測(ce)，不僅省(sheng)去(qu)了(le)后(hou)續(xu)在管子站(zhan)、井(jing)場(chang)或(huo)井(jing)隊(dui)的(de)(de)檢(jian)測(ce)過(guo)(guo)程(cheng)，而且易于實現自動化(hua)，大大降低了(le)現場(chang)工(gong)人(ren)的(de)(de)勞動強度，簡(jian)化(hua)了(le)檢(jian)測(ce)過(guo)(guo)程(cheng)，節約了(le)檢(jian)測(ce)成(cheng)本。
一(yi)、整體方案
井(jing)口實(shi)際工(gong)況復雜，根(gen)據井(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿起鉆(zhan)(zhan)的工(gong)藝流程以及井(jing)口常用工(gong)具的配備(bei)，井(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿漏磁(ci)(ci)檢測總(zong)體(ti)方(fang)(fang)案如圖7-7所(suo)示(shi)(shi)，箭頭所(suo)示(shi)(shi)方(fang)(fang)向(xiang)為鉆(zhan)(zhan)桿提升方(fang)(fang)向(xiang)。氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦安(an)放(fang)在(zai)(zai)井(jing)口平臺，勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)軸向(xiang)隔開一定距離并通過勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)安(an)裝(zhuang)機(ji)構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)氣(qi)動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦平臺上，探頭跟蹤(zong)機(ji)構(gou)安(an)裝(zhuang)在(zai)(zai)兩個(ge)勵(li)磁(ci)(ci)線圈(quan)之間，鉆(zhan)(zhan)桿吊卡在(zai)(zai)起吊鋼絲繩(sheng)的作用下(xia)，完成鉆(zhan)(zhan)桿的起鉆(zhan)(zhan)。
井(jing)口(kou)鉆(zhan)桿(gan)漏磁檢測流(liu)程分為以(yi)下(xia)幾步：
1）氣(qi)(qi)動鉆桿(gan)卡(ka)瓦(wa)氣(qi)(qi)缸通氣(qi)(qi)，卡(ka)瓦(wa)體沿階梯卡(ka)瓦(wa)座錐面上(shang)行時向外張開(kai)，松開(kai)鉆桿(gan)，鉆桿(gan)在鉆桿(gan)吊(diao)卡(ka)的作用(yong)下由鋼絲繩勻速起(qi)吊(diao)。
2）在鉆桿起(qi)吊(diao)過程中(zhong)，對勵磁(ci)(ci)線(xian)圈通以(yi)直流(liu)電，勵磁(ci)(ci)線(xian)圈在軸向產生穩(wen)定的磁(ci)(ci)場，該磁(ci)(ci)場將鉆桿管體(ti)磁(ci)(ci)化(hua)到飽和(he)或近飽和(he)狀態，當鉆桿管體(ti)存在缺陷時，缺陷處便會產生相應的漏磁(ci)(ci)場。
3）安裝(zhuang)在兩勵磁(ci)線圈之間(jian)的(de)探(tan)頭跟蹤(zong)機(ji)(ji)構(gou)上布置(zhi)有檢(jian)測探(tan)頭，檢(jian)測探(tan)頭內裝(zhuang)有磁(ci)傳(chuan)感(gan)器，當鉆桿中存在缺(que)陷時，漏(lou)(lou)磁(ci)傳(chuan)感(gan)器對漏(lou)(lou)磁(ci)場(chang)進行拾取，將漏(lou)(lou)磁(ci)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換為電信(xin)號(hao)，之后(hou)依次(ci)經過放大、濾波、A-D轉(zhuan)化，最(zui)后(hou)進入計算機(ji)(ji)的(de)上位機(ji)(ji)軟(ruan)件進行顯示(shi)和(he)處理。
4）鉆桿(gan)檢測完成之后，液壓大鉗提升，對鉆桿(gan)接頭螺紋進行(xing)拆扣，之后便可以(yi)進行(xing)下一根鉆桿(gan)的起鉆和檢測。
二(er)、勵磁線圈
井(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿檢(jian)測儀器(qi)安(an)裝(zhuang)在(zai)氣動(dong)鉆(zhan)(zhan)桿卡瓦上(shang)。對于勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)，需要(yao)考慮其(qi)制作工藝和安(an)裝(zhuang)方式(shi)；對于勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)安(an)裝(zhuang)機構(gou)，要(yao)有足夠的強度(du)。勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)及(ji)其(qi)安(an)裝(zhuang)機構(gou)的結(jie)構(gou)如圖7-8所(suo)示，勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)外殼(ke)采用不銹鋼板焊接而成(cheng)(cheng)，漆包(bao)線(xian)(xian)(xian)在(zai)不銹鋼外殼(ke)內均勻繞制。勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)通過安(an)裝(zhuang)孔實現固定，由(you)(you)上(shang)、下蓋(gai)板，殼(ke)體以及(ji)支撐板組(zu)成(cheng)(cheng)。如圖7-9所(suo)示為井(jing)口鉆(zhan)(zhan)桿漏磁(ci)檢(jian)測儀器(qi)的三維模型，主要(yao)由(you)(you)勵磁(ci)線(xian)(xian)(xian)圈(quan)、安(an)裝(zhuang)機構(gou)和探頭跟蹤機構(gou)組(zu)成(cheng)(cheng)。
三(san)、現場應用(yong)
井口鉆(zhan)桿(gan)漏磁檢(jian)測(ce)(ce)系統現場應(ying)用，如(ru)圖(tu)7-10所示(shi)。根據API Spec 5D制作測(ce)(ce)試標(biao)樣管(guan)(guan)缺(que)(que)陷，測(ce)(ce)試標(biao)樣管(guan)(guan)及其(qi)缺(que)(que)陷分布如(ru)圖(tu)7-11所示(shi)，缺(que)(que)陷主要參數見表7-1。試驗中，氣動鉆(zhan)桿(gan)卡(ka)瓦氣缸通(tong)氣，卡(ka)瓦平臺(tai)上升，鉆(zhan)桿(gan)吊(diao)卡(ka)起吊(diao)鉆(zhan)桿(gan)，漏磁檢(jian)測(ce)(ce)儀器(qi)對標(biao)樣管(guan)(guan)的缺(que)(que)陷進(jin)行檢(jian)測(ce)(ce)，標(biao)樣管(guan)(guan)測(ce)(ce)試數據如(ru)圖(tu)7-12所示(shi)。
圖7-12中(zhong)，缺陷(xian)類型從(cong)左向右依次(ci)是φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫向缺陷(xian)N5（刻槽深度(du)為壁厚的(de)5％，下同(tong)）以(yi)及橫向缺陷(xian)N10。由試驗結果(guo)可以(yi)看(kan)出，井口鉆(zhan)桿漏(lou)磁檢(jian)測(ce)(ce)儀器能夠檢(jian)測(ce)(ce)出API Spec 5D所(suo)規定的(de)人工缺陷(xian)，且具有較好的(de)信噪(zao)比。另外，檢(jian)測(ce)(ce)信號(hao)背景噪(zao)聲較大，這是由于提升過(guo)程中(zhong)鉆(zhan)桿的(de)抖(dou)動(dong)產生的(de)，可以(yi)通過(guo)濾波算法消除(chu)。
