上節(jié)所描述的鉆桿檢測(cè)一般都是起鉆之后在管子站、井場(chǎng)或井隊(duì)進(jìn)行的。鉆桿存放現(xiàn)場(chǎng)如圖7-6所示。這種方式比較復(fù)雜，需要增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)，并且檢測(cè)設(shè)備復(fù)雜，成本較高，占地面積廣。在滿足檢測(cè)要求的基礎(chǔ)上，如果能在起鉆的提升過程中，在井口實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿的初步檢測(cè)，將會(huì)大大降低檢測(cè)成本，提高檢測(cè)效率。
針對(duì)鉆桿檢測(cè)的實(shí)際需求，這里介紹一種用于起鉆過程中在井口對(duì)鉆桿進(jìn)行漏磁檢測(cè)的系統(tǒng)。該設(shè)備能在鉆桿起鉆的過程中完成鉆桿的檢測(cè)，不僅省去了后續(xù)在管子站、井場(chǎng)或井隊(duì)的檢測(cè)過程，而且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，大大降低了現(xiàn)場(chǎng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)化了檢測(cè)過程，節(jié)約了檢測(cè)成本。
一、整體方案
井口實(shí)際工況復(fù)雜，根據(jù)井口鉆桿起鉆的工藝流程以及井口常用工具的配備，井口鉆桿漏磁檢測(cè)總體方案如圖7-7所示，箭頭所示方向?yàn)殂@桿提升方向。氣動(dòng)鉆桿卡瓦安放在井口平臺(tái)，勵(lì)磁線圈軸向隔開一定距離并通過勵(lì)磁線圈安裝機(jī)構(gòu)安裝在氣動(dòng)鉆桿卡瓦平臺(tái)上，探頭跟蹤機(jī)構(gòu)安裝在兩個(gè)勵(lì)磁線圈之間，鉆桿吊卡在起吊鋼絲繩的作用下，完成鉆桿的起鉆。
井口鉆桿漏磁檢測(cè)流程分為以下幾步：
1）氣動(dòng)鉆桿卡瓦氣缸通氣，卡瓦體沿階梯卡瓦座錐面上行時(shí)向外張開，松開鉆桿，鉆桿在鉆桿吊卡的作用下由鋼絲繩勻速起吊。
2）在鉆桿起吊過程中，對(duì)勵(lì)磁線圈通以直流電，勵(lì)磁線圈在軸向產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)將鉆桿管體磁化到飽和或近飽和狀態(tài)，當(dāng)鉆桿管體存在缺陷時(shí)，缺陷處便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的漏磁場(chǎng)。
3）安裝在兩勵(lì)磁線圈之間的探頭跟蹤機(jī)構(gòu)上布置有檢測(cè)探頭，檢測(cè)探頭內(nèi)裝有磁傳感器，當(dāng)鉆桿中存在缺陷時(shí)，漏磁傳感器對(duì)漏磁場(chǎng)進(jìn)行拾取，將漏磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，之后依次經(jīng)過放大、濾波、A-D轉(zhuǎn)化，最后進(jìn)入計(jì)算機(jī)的上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示和處理。
4）鉆桿檢測(cè)完成之后，液壓大鉗提升，對(duì)鉆桿接頭螺紋進(jìn)行拆扣，之后便可以進(jìn)行下一根鉆桿的起鉆和檢測(cè)。
二、勵(lì)磁線圈
井口鉆桿檢測(cè)儀器安裝在氣動(dòng)鉆桿卡瓦上。對(duì)于勵(lì)磁線圈，需要考慮其制作工藝和安裝方式；對(duì)于勵(lì)磁線圈安裝機(jī)構(gòu)，要有足夠的強(qiáng)度。勵(lì)磁線圈及其安裝機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖7-8所示，勵(lì)磁線圈外殼采用不銹鋼板焊接而成，漆包線在不銹鋼外殼內(nèi)均勻繞制。勵(lì)磁線圈通過安裝孔實(shí)現(xiàn)固定，由上、下蓋板，殼體以及支撐板組成。如圖7-9所示為井口鉆桿漏磁檢測(cè)儀器的三維模型，主要由勵(lì)磁線圈、安裝機(jī)構(gòu)和探頭跟蹤機(jī)構(gòu)組成。
三、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
井口鉆桿漏磁檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，如圖7-10所示。根據(jù)API Spec 5D制作測(cè)試標(biāo)樣管缺陷，測(cè)試標(biāo)樣管及其缺陷分布如圖7-11所示，缺陷主要參數(shù)見表7-1。試驗(yàn)中，氣動(dòng)鉆桿卡瓦氣缸通氣，卡瓦平臺(tái)上升，鉆桿吊卡起吊鉆桿，漏磁檢測(cè)儀器對(duì)標(biāo)樣管的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)樣管測(cè)試數(shù)據(jù)如圖7-12所示。
圖7-12中，缺陷類型從左向右依次是φ3.2mm通孔、φ1.6mm通孔、橫向缺陷N5（刻槽深度為壁厚的5％，下同）以及橫向缺陷N10。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，井口鉆桿漏磁檢測(cè)儀器能夠檢測(cè)出API Spec 5D所規(guī)定的人工缺陷，且具有較好的信噪比。另外，檢測(cè)信號(hào)背景噪聲較大，這是由于提升過程中鉆桿的抖動(dòng)產(chǎn)生的，可以通過濾波算法消除。
