油管损伤的磁性检测法及其实现技术

　　作为原油输送通道的油管,其质量对石油工业关系重大。因此,进一步研究和开发实用的油管损伤检测技术与装置,已成为严格执行行业安全规程和国内国际规范或标准,保证安全生产、节约资源、降低我国原油开采成本的关键问题。同时,配备有效且便于油田现场推广应用的油管损伤在线检测装置,也是各油田管理部门提出的迫切要求。

　　油管作为检测对象,其在役检测的特点在于采油现场的检测条件、油管柱的结构及损伤的形式和特征。油管损伤的磁性检测法及其实现则是以电磁理论为基础,以特定检测手段获取具体损伤信息。

　　文献^[1] 详细研究了基于磁性传感器信息融合的油管损伤在役检测技术与系统,下面将在此基础上详细研究油管损伤的磁性检测法和由损伤检测探头和井口装置组成的多传感器子系统。

　　1　在线检测需解决的几个问题

　　从磁性检测方法的实施来看,现场检测与生产检测线上的检测具有很大差别,这些差别不仅表现在检测方法上,而且多传感器子系统乃至整个检测系统的使用与维护等都要与现场环境相适应。具体来讲,与检测线的方法和实现技术相比,现场检测需解决下述几个方面的问题。

　　1.1　检测探头与油管间相对运动关系

　　磁性检测是靠磁性传感器扫描油管表面实现的,因此,无论是油管运动还是检测探头运动,相对运动的结果必须让探头扫描到油管所有被检测表面,未扫描到的区域将被漏检。在检测线上,相对运动是靠检测探头的周向旋转和油管的纵向进给,或者油管的周向旋转和检测探头的纵向直线移动来实现的,检测时扫描区域在油管上呈螺旋线轨迹,相对运动的位置和速度均由精确的控制机构来保证。检测探头的精确运动,不论是纵向还是周向,都是难以实现的。从现场检测条件来看,相对运动关系最好为单方面运动,即检测探头不动、油管运动或者油管不动、检测探头运动。在油井作业中,油管具有从油井中起出的运动,因此,可利用油管的纵向运动,即检测探头相对固定,油管穿过检测探头作纵向运动。

　　1.2　多传感器子系统的结构、体积和重量

　　油管损伤在役检测系统用于油管的现场在役检测,多传感器子系统必须在井口装卸,在不影响油井作业的情况下有效工作,多传感器子系统的体积和重量均受到限制。信息融合要求多传感器子系统能提供尽可能多的信息,而获取多源信息将大大增加其复杂性,该要求与在役检测条件和用户要求是相矛盾的,因此,必须合理设计,保证在获得适量的关于损伤状态的冗余信息和互补信息的前提下,克服单个传感器的结构、时间和空间范围的限制。