固定式电磁管材检测系统在钻杆检测中的应用

    近十几年来,石油钻井事业高速发展,特别是近几年边远探井、深井、水平井和定向井的增多,对钻具(钻铤、钻杆和方钻杆等)的质量要求越来越高,而钻具特别是钻杆经反复周转使用就会出现管体疲劳伤痕,如管体横向、纵向裂纹,内外壁腐蚀,麻坑,刺穿,拉伤和切痕等缺陷,如不能及时检出会在井下发生钻具断裂事故,据统计平均每年损失上百万元。笔者所在公司引进了一套美国OEM公司生产的ARTIS22型固定式电磁管材检测系统,实现了钻杆自动在线检测。

1　系统的组成和功能

系统由中央单元、退磁系统、磁化系统、输送系统、液压系统、供气系统、动力系统和电脑系统组成。系统可对Φ60.3, Φ73, Φ88.9, Φ101.6,Φ114.3, Φ127, Φ139.7, Φ149.2和Φ168.3 mm的钻杆进行管体检测,可有效检测出管体横向裂纹、内外壁腐蚀、麻坑、刺穿、孔洞、拉伤和切痕等缺陷;横向缺陷探测系统的探头对于管体表面探测横向缺陷的霍尔传感覆盖面>120%;对管体壁厚的局部磨损和全长磨损可自动记录和显示。

2　检测原理

该系统采用漏磁法检测,其基本原理是借助于直流磁化线圈使管壁磁化,若被检钻杆内外壁完好无缺陷,磁力线不外泄。反之管壁内磁力线外泄,产生漏磁场,被包围在管体周围的传感器接收,最终转换成电信号。

3　系统优点

该系统的主要优点有,①具有完善的缺陷探测自动停车功能。②检测速度快,正常检测速度>15 m/min。③检测灵敏度高,可有效地检测出Φ1.6 mm的孔洞、麻坑、腐蚀坑和宽度1 mm、深度0.5 mm的横向裂纹缺陷。④检测盲区小,自钻杆接头起≤175 mm。⑤标定灵敏度时间短,只需3 min。⑥具有17个通道的霍尔数码信息。⑦具有退磁功能,退磁后的剩余磁场强度<25×10-3T。⑧采用传感器获取信号,不使用任何耦合剂,无污染。

4　检测过程

4.1　标定

按照仪器说明书操作,使标定样管通过探头对系统进行标定,在1号压磙打开之前将样管停下;观察增益值,并加以记录;然后操作电脑将样管倒回,在2号压磙打开之前将标定样管停下。操作电脑,让样管通过探头以检查标定结果,最后电脑会显示标定结果。如果标定结果达到要求,操作电脑将样管退出检测系统,并从传输线上挪开,进入正式管材检测阶段。

4.2　实施检测

按仪器说明书操作,直到第一个也就是最靠近1号压磙的滚轮信号变得平整,再从选项菜单里选择检测模式。

5　缺陷评定

SY/T 5824—1993《钻杆分级》标准关于壁厚损失的规定是,剩余壁厚不小于公称壁厚的80%为一级钻杆,剩余壁厚公称壁厚的70%为二级钻杆,剩余壁厚<70%的为三级、报废钻杆;关于拉槽和切痕缺陷的规定是,直径减小不超过公称外径的3%,深度不超过平均邻近壁厚的10%为一级钻杆,直径减小不超过公称外径的4%,深度不超过平均邻近壁厚的20%为二级钻杆,任何超过二级的缺陷或损伤为三级直至报废。