標題:鉆桿管體的漏磁檢測淺析
2014-8-27 8:30:07發表該新聞已被瀏覽過1409次          作者:

2014-03-26
來源:中國檢測網  www.chinatesting.com.cn
關鍵詞:鉆桿管體,漏磁檢測,
  鉆桿屬于薄壁管,在鉆井過程中承受軸向力、彎矩、離心力、扭轉力以及動載的作用,工況條件極其惡劣。特別是深井、斜井,鉆桿中微小的缺陷就可能導致井下鉆具事故。隨著鉆井技術的不斷發展,為提高機械鉆速,井下動力鉆具的使用增多,鉆柱轉速提高,對鉆桿質量的要求也越來越高。
  一、鉆桿探傷技術現狀及漏磁檢測技術的特點
  油田目前通常采用的超聲波和磁粉探傷,只能檢測鉆桿螺紋,不能檢測管體。管體檢測則靠檢測人員觀察管體外壁有無刺穿和嚴重外傷(劃槽、焊疤、腐蝕坑等)。壁厚檢測則是使用CTS-22型單點測厚儀在跟兩端接頭各1.5m處及管體中間三個部位的周向共取12個點測厚。上述檢測方法無法達到鉆桿管體探傷要求,易產生漏檢。
  漏磁檢測技術是近年來新發展起來的無損探傷技術,原理與磁粉探傷相同,不僅能對鉆桿管體進行全面檢測,而且可以利用電子技術獲得直觀的量化檢測結果。它檢測準確、速度快,尤其適合于大批量鉆桿的檢測工作。
  二、漏磁檢測技術裝置的工作原理及影響檢測精度的因素
  漏磁探傷機系統能完成管體內外部橫向缺陷檢測、管體壁厚檢測和鋼級比較鑒別。系統采取探頭固定、鉆桿前進的工作方式,利用在探頭前方的固定磁化線圈產生的高能磁場將鉆桿磁化到飽和或近飽和狀態。鉆桿如果存在缺陷或壁厚損失,則出現磁場泄漏,探頭經過時可檢測到磁場變化,并通過A/D轉換為數字信號,經計算機處理成為直觀的圖形。
  1.橫向檢測原理
  橫向檢測系統的固定式環形磁力線圈在管體上產生強大的縱向磁場,可直達管體軸心。任何與管體軸心成90°和某些入射角的內、外表面缺陷,例如麻點、橫裂口或者別類三維缺陷,將引起管體表面顯現磁場通量扭曲的變化重疊橫向探頭裝有氣動執行頭(探靴),能形成多達120%的覆蓋范圍。當管體缺陷在橫向探頭下通過時,便會有信號電壓產生,經放大后多路送至控制柜中的數字信號處理機,通過計算機處理,得到檢測結果。
  2.壁厚檢測原理
  壁厚是利用非接觸傳感環,應用霍爾傳感技術的磁通量理淪進行測量。傳感環安裝在空氣驅動頭上,由光電控制,不與管壁接觸。傳感環在固定位置包繞管段測量,壁厚傳感環分成四個90°(象限)環狀弧,每個環狀弧包含多級電磁傳感霍爾元件,相連布置形成一個環繞管材的完整回路。雖然四個象限閉合時,相臨環狀弧之間有縫隙,無法形成一個完整的回路。但因壁厚測量是應用霍爾元件測量記錄四個傳感環狀弧的管材圓周的磁通量以及總的平均壁厚損失,所以每一象限之間的微小縫隙不會對總的磁通量強度構成影響。
  3.影響漏磁檢測精確性的因素
  以美國AGS5700型漏磁探傷儀為例,雖然有較為突出的優點,但由于技術土的原因,也可能出現漏檢,特別是與管軸線成45°的缺陷。此外,該儀器尤法檢測出與表向平行的缺陷。還有就是它對于管體的折疊缺陷和壁厚測量效果不是很好,其壁厚檢測結果僅為近似值,也可能出現誤檢。
  除儀器因素外,電氣、環境溫度、濕度、噪聲等都會影響檢測結果。
  應盡可能排除或減輕外界因素的影響,尤其是每次檢測工作必須對檢測裝置的靈敏度進行校驗。
  三、漏磁檢測技術的應用
  勝利油田黃河鉆井某公司應用漏磁檢測裝置對鉆桿進行探傷,相對于傳統檢測方式,準確性得到提高。鉆桿的檢測速度在20m/min,平均每4min可完成五根鉆桿的全部檢測,比人工檢測效率大為提高。檢測準確率高,漏檢概率大大降低,為油田安全生產提供了基礎保障。
  由于檢測準確率大幅提高,為強化鉆桿管理提供了基礎數據。目前,采用數據庫系統,根據鉆桿存在的缺陷類型和損傷程度實現了鉆桿的分級管理,并可動態跟蹤鉆桿的使用,為鉆桿質量評價、使用壽命預測提供了條件。對于存在嚴重缺陷,尤其是以前不能準確檢出隱性缺陷的鉆桿,可及時、準確地報廢,為油田安全生產提供了保障。
  由于目前鉆桿老化嚴重,鉆桿使用制度還存在一定的缺陷,今后應該進一步完善鉆桿數據管理系統,在探傷檢測的基礎上,跟蹤鉆桿的使用,加強鉆桿不同工況下使用壽命預測研究。


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