上節(jié)所描述的鉆桿檢測一般都是起鉆之后在管子站、井場或井隊進行的。鉆桿存放現(xiàn)場如圖7-6所示。這種方式比較復(fù)雜，需要增加運輸環(huán)節(jié)，并且檢測設(shè)備復(fù)雜，成本較高，占地面積廣。在滿足檢測要求的基礎(chǔ)上，如果能在起鉆的提升過程中，在井口實現(xiàn)對鉆桿的初步檢測，將會大大降低檢測成本，提高檢測效率。
針對鉆桿檢測的實際需求，這里介紹一種用于起鉆過程中在井口對鉆桿進行漏磁檢測的系統(tǒng)。該設(shè)備能在鉆桿起鉆的過程中完成鉆桿的檢測，不僅省去了后續(xù)在管子站、井場或井隊的檢測過程，而且易于實現(xiàn)自動化，大大降低了現(xiàn)場工人的勞動強度，簡化了檢測過程，節(jié)約了檢測成本。
一、整體方案
井口實際工況復(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，井口鉆桿漏磁檢測總體方案如圖7-7所示，箭頭所示方向為鉆桿提升方向。氣動鉆桿卡瓦安放在井口平臺，勵磁線圈軸向隔開一定距離并通過勵磁線圈安裝機構(gòu)安裝在氣動鉆桿卡瓦平臺上，探頭跟蹤機構(gòu)安裝在兩個勵磁線圈之間，鉆桿吊卡在起吊鋼絲繩的作用下，完成鉆桿的起鉆。
井口鉆桿漏磁檢測流程分為以下幾步：
1）氣動鉆桿卡瓦氣缸通氣，卡瓦體沿階梯卡瓦座錐面上行時向外張開，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，對勵磁線圈通以直流電，勵磁線圈在軸向產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，該磁場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，缺陷處便會產(chǎn)生相應(yīng)的漏磁場。
3）安裝在兩勵磁線圈之間的探頭跟蹤機構(gòu)上布置有檢測探頭，檢測探頭內(nèi)裝有磁傳感器，當(dāng)鉆桿中存在缺陷時，漏磁傳感器對漏磁場進行拾取，將漏磁信號轉(zhuǎn)換為電信號，之后依次經(jīng)過放大、濾波、A-D轉(zhuǎn)化，最后進入計算機的上位機軟件進行顯示和處理。
4）鉆桿檢測完成之后，液壓大鉗提升，對鉆桿接頭螺紋進行拆扣，之后便可以進行下一根鉆桿的起鉆和檢測。
二、勵磁線圈
井口鉆桿檢測儀器安裝在氣動鉆桿卡瓦上。對于勵磁線圈，需要考慮其制作工藝和安裝方式；對于勵磁線圈安裝機構(gòu)，要有足夠的強度。勵磁線圈及其安裝機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖7-8所示，勵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。勵磁線圈通過安裝孔實現(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儀器的三維模型，主要由勵磁線圈、安裝機構(gòu)和探頭跟蹤機構(gòu)組成。
三、現(xiàn)場應(yīng)用
井口鉆桿漏磁檢測系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用，如圖7-10所示。根據(jù)API Spec 5D制作測試標樣管缺陷，測試標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。試驗中，氣動鉆桿卡瓦氣缸通氣，卡瓦平臺上升，鉆桿吊卡起吊鉆桿，漏磁檢測儀器對標樣管的缺陷進行檢測，標樣管測試數(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。由試驗結(jié)果可以看出，井口鉆桿漏磁檢測儀器能夠檢測出API Spec 5D所規(guī)定的人工缺陷，且具有較好的信噪比。另外，檢測信號背景噪聲較大，這是由于提升過程中鉆桿的抖動產(chǎn)生的，可以通過濾波算法消除。
