上節(jie)所描述的(de)(de)(de)鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)(jian)(jian)測一般(ban)都是起(qi)鉆(zhan)之后在(zai)管子站、井場或(huo)井隊進行的(de)(de)(de)。鉆(zhan)桿(gan)存放現場如圖(tu)7-6所示。這(zhe)種方式比較復(fu)雜(za)(za)，需要(yao)增加運輸環節(jie)，并且檢(jian)(jian)(jian)測設(she)備復(fu)雜(za)(za)，成本較高，占地面積廣(guang)。在(zai)滿足檢(jian)(jian)(jian)測要(yao)求的(de)(de)(de)基礎上，如果能在(zai)起(qi)鉆(zhan)的(de)(de)(de)提(ti)升過程中，在(zai)井口實現對鉆(zhan)桿(gan)的(de)(de)(de)初(chu)步檢(jian)(jian)(jian)測，將會大大降低檢(jian)(jian)(jian)測成本，提(ti)高檢(jian)(jian)(jian)測效率。
針對(dui)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)檢(jian)(jian)測(ce)的實(shi)際需求(qiu)，這里介紹一(yi)種(zhong)用于(yu)起鉆(zhan)(zhan)過(guo)程(cheng)中(zhong)在(zai)井口對(dui)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)進行(xing)漏(lou)磁檢(jian)(jian)測(ce)的系統。該設備能在(zai)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)起鉆(zhan)(zhan)的過(guo)程(cheng)中(zhong)完(wan)成鉆(zhan)(zhan)桿(gan)的檢(jian)(jian)測(ce)，不僅省去了(le)后續在(zai)管子站、井場或井隊的檢(jian)(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，而且易于(yu)實(shi)現自(zi)動化(hua)，大(da)大(da)降低了(le)現場工(gong)人(ren)的勞動強度，簡(jian)化(hua)了(le)檢(jian)(jian)測(ce)過(guo)程(cheng)，節約了(le)檢(jian)(jian)測(ce)成本(ben)。
一、整(zheng)體方案
井口實際工(gong)況復(fu)雜，根(gen)據井口鉆桿起(qi)鉆的工(gong)藝(yi)流程(cheng)以及井口常(chang)用工(gong)具的配(pei)備，井口鉆桿漏磁檢測總體方(fang)案如(ru)圖7-7所示(shi)，箭頭(tou)所示(shi)方(fang)向(xiang)(xiang)為鉆桿提升方(fang)向(xiang)(xiang)。氣(qi)動鉆桿卡(ka)瓦(wa)安(an)放在井口平(ping)臺，勵磁線圈軸向(xiang)(xiang)隔開一定距離并通過勵磁線圈安(an)裝(zhuang)機構安(an)裝(zhuang)在氣(qi)動鉆桿卡(ka)瓦(wa)平(ping)臺上(shang)，探頭(tou)跟蹤機構安(an)裝(zhuang)在兩個(ge)勵磁線圈之間，鉆桿吊卡(ka)在起(qi)吊鋼(gang)絲繩的作用下，完成鉆桿的起(qi)鉆。
井口鉆桿(gan)漏磁檢測流程分為以(yi)下幾步：
1）氣(qi)動鉆(zhan)桿卡(ka)瓦(wa)氣(qi)缸(gang)通(tong)氣(qi)，卡(ka)瓦(wa)體(ti)沿階梯卡(ka)瓦(wa)座(zuo)錐面上行時向外(wai)張(zhang)開，松開鉆(zhan)桿，鉆(zhan)桿在鉆(zhan)桿吊卡(ka)的作用下(xia)由鋼(gang)絲(si)繩勻速起吊。
2）在鉆(zhan)桿起(qi)吊過程(cheng)中，對勵(li)磁(ci)線(xian)圈通以(yi)直流(liu)電，勵(li)磁(ci)線(xian)圈在軸(zhou)向(xiang)產生穩定的磁(ci)場，該磁(ci)場將(jiang)鉆(zhan)桿管體磁(ci)化到飽(bao)和或近飽(bao)和狀態，當鉆(zhan)桿管體存在缺(que)陷(xian)時，缺(que)陷(xian)處便會(hui)產生相應的漏(lou)磁(ci)場。
3）安裝(zhuang)在兩勵磁(ci)(ci)(ci)線圈之間的探(tan)頭(tou)跟(gen)蹤機(ji)構上布置有檢(jian)測探(tan)頭(tou)，檢(jian)測探(tan)頭(tou)內裝(zhuang)有磁(ci)(ci)(ci)傳感器，當鉆桿中存在缺陷時，漏磁(ci)(ci)(ci)傳感器對漏磁(ci)(ci)(ci)場進行(xing)拾取，將漏磁(ci)(ci)(ci)信(xin)號(hao)轉換為(wei)電信(xin)號(hao)，之后依次經(jing)過放大、濾波、A-D轉化(hua)，最(zui)后進入計(ji)算機(ji)的上位機(ji)軟(ruan)件進行(xing)顯示和處理。
4）鉆(zhan)桿(gan)檢(jian)測完成(cheng)之(zhi)后(hou)，液壓大鉗(qian)提升，對(dui)鉆(zhan)桿(gan)接(jie)頭螺紋進(jin)行拆扣，之(zhi)后(hou)便可以進(jin)行下一(yi)根鉆(zhan)桿(gan)的起鉆(zhan)和(he)檢(jian)測。
二、勵磁線圈
井口(kou)鉆(zhan)桿檢(jian)測(ce)儀器安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)氣(qi)動鉆(zhan)桿卡(ka)瓦上。對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈，需(xu)要(yao)考慮其制作工藝和(he)安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)方式(shi)；對于(yu)勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)，要(yao)有足(zu)夠的(de)強度。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈及其安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)的(de)結構(gou)如(ru)圖(tu)7-8所示(shi)，勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈外殼采(cai)用不銹(xiu)鋼板(ban)(ban)(ban)焊接而(er)成(cheng)(cheng)，漆包線(xian)在(zai)不銹(xiu)鋼外殼內均勻繞制。勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈通過安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)孔實現(xian)固(gu)定，由上、下(xia)蓋板(ban)(ban)(ban)，殼體以及支撐板(ban)(ban)(ban)組成(cheng)(cheng)。如(ru)圖(tu)7-9所示(shi)為井口(kou)鉆(zhan)桿漏(lou)磁(ci)檢(jian)測(ce)儀器的(de)三維模型，主要(yao)由勵(li)(li)磁(ci)線(xian)圈、安裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)機(ji)構(gou)和(he)探頭跟蹤機(ji)構(gou)組成(cheng)(cheng)。
三、現場應用
井口鉆(zhan)(zhan)桿(gan)漏磁(ci)檢測(ce)系統現場應用，如(ru)圖7-10所(suo)示。根據(ju)API Spec 5D制作測(ce)試(shi)標樣管缺(que)陷(xian)(xian)，測(ce)試(shi)標樣管及其缺(que)陷(xian)(xian)分布如(ru)圖7-11所(suo)示，缺(que)陷(xian)(xian)主要參數見表7-1。試(shi)驗中，氣(qi)(qi)動鉆(zhan)(zhan)桿(gan)卡瓦氣(qi)(qi)缸通氣(qi)(qi)，卡瓦平(ping)臺上升，鉆(zhan)(zhan)桿(gan)吊(diao)卡起(qi)吊(diao)鉆(zhan)(zhan)桿(gan)，漏磁(ci)檢測(ce)儀器對標樣管的(de)缺(que)陷(xian)(xian)進行檢測(ce)，標樣管測(ce)試(shi)數據(ju)如(ru)圖7-12所(suo)示。
圖7-12中，缺陷類型(xing)從左向右依次是φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫(heng)向缺陷N5（刻槽深度(du)為壁厚(hou)的5％，下同）以及橫(heng)向缺陷N10。由試驗結(jie)果可(ke)以看出(chu)，井(jing)口鉆(zhan)桿漏磁檢(jian)測儀器(qi)能夠(gou)檢(jian)測出(chu)API Spec 5D所規定的人工缺陷，且具有較(jiao)好的信噪比。另外，檢(jian)測信號(hao)背景(jing)噪聲較(jiao)大，這是由于提(ti)升過(guo)程中鉆(zhan)桿的抖動產生的，可(ke)以通過(guo)濾(lv)波(bo)算法(fa)消除。
