塔河工區(qū)漏磁檢測技術(shù)探討

白 馬，郭 挺

（西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心，新疆輪臺 841600)

塔河工區(qū)漏磁檢測技術(shù)探討

白 馬，郭 挺

（西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心，新疆輪臺 841600)

塔河工區(qū)通過配置鉆桿漏磁探傷設(shè)備，提高了檢測效率，大幅提升了鉆具檢測質(zhì)量。漏磁檢測技術(shù)可用于檢測鉆桿外壁、內(nèi)壁表面以及材質(zhì)近表面的各種傷，多年現(xiàn)場使用，達(dá)到了極好的效果，成為塔河工區(qū)鉆桿檢測的主要方式之一。

塔河工區(qū)；漏磁探傷；無損檢測

1 漏磁探傷原理

漏磁檢測（Magnetic Leakage Flux Testing）類似于磁粉探傷（MPI）。當(dāng)鉆桿管體在外加磁場（磁化線圈）作用下被磁化，在鉆桿無缺陷時，磁力線絕大部分通過鉆桿，此時呈均勻分布狀態(tài)；當(dāng)管體存在缺陷時，磁力線發(fā)生彎曲，并且有一部分磁力線泄露出管體表面，形成漏磁場，由磁敏感元件探測，隨后描述這些漏出來的磁通量后就得到了缺陷的檢測信號。這一過程就好象水管破裂、水花四濺，讓人們發(fā)現(xiàn)了缺口，水花的高矮表明了裂口的大小，而管中水壓越大則水花濺的就越高。

2 工區(qū)漏磁檢測技術(shù)

2.1 缺陷分類及判別

漏磁檢測以發(fā)現(xiàn)缺陷為目標(biāo)，考慮到裂口的走向，在鉆桿檢測中，又可分為下列幾種傷：

橫向缺陷–沿鉆桿管體圓周方向的缺陷；

縱向缺陷–平行于管體軸線方向的缺陷；

斜向缺陷–與管體軸線呈一定夾角方向上的缺陷；

內(nèi)壁缺陷–在管內(nèi)壁上的缺陷；

外壁缺陷–在管外壁上的缺陷。

針對被檢測缺陷的特征，漏磁無損檢測方法在實(shí)施中應(yīng)該選用不同的檢測方式和結(jié)構(gòu)。縱向缺陷在鉆桿管體縱向分布，應(yīng)該在鉆桿圓周布置磁化磁場，而檢測元件沿著鉆桿軸向分布，同時鉆桿與探頭相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，探頭對鉆桿本體做周向掃描，這種方法叫做縱向缺陷檢測法；對橫向缺陷，應(yīng)采用沿鉆桿管體軸線方向磁化，并在管體圓周向布置磁測量元件的檢測方法，在檢測過程中鉆桿穿過探頭沿軸向運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對缺陷部位的掃描和探測，這種方法被稱為橫向缺陷檢測法；斜向缺陷、內(nèi)壁缺陷、外壁缺陷三種類型缺陷在橫向及縱向兩種檢測方法中均能發(fā)現(xiàn)判別。

在油田鉆井作業(yè)時，鉆桿本體通常要經(jīng)受強(qiáng)烈的切應(yīng)力，也就是鉆具承受的剪切應(yīng)力，因此，石油行業(yè)主要對鉆具橫向缺陷檢測有重點(diǎn)要求。在塔河工區(qū)多年的鉆具使用中發(fā)現(xiàn)，橫向缺陷對于鉆井作業(yè)的危害要大于其他缺陷，也是鉆桿本體斷裂的主要原因。相對于縱向缺陷，橫向缺陷更容易造成裂紋沿鉆具管體周向擴(kuò)大，造成鉆具斷裂、鉆具落井等嚴(yán)重事故。

2.2 漏磁探傷設(shè)備工作方式

漏磁探傷需滿足鉆桿與探頭間的相對運(yùn)動關(guān)系，電流通過兩個磁化線圈，產(chǎn)生磁場。縱向探傷機(jī)中直流電通過兩個磁化線圈，產(chǎn)生磁場，該磁場驅(qū)動磁通通過鉆桿管壁、空氣間隙和極靴，返回的磁通量則通過環(huán)狀的扼鐵；橫向探傷機(jī)中將鉆桿管體垂直通過磁化線圈，沿鉆桿縱向磁化，極靴引導(dǎo)磁力線，使磁通量在鉆桿管體進(jìn)入和離開線圈時迅速達(dá)到檢測要求。

檢測探靴（漏磁敏感探頭）是漏磁檢測信號的收集器，也是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在塔河工區(qū)，目前針對橫向裂紋的檢測，多使用穿過式線圈磁化，瓦狀探靴檢測。典型的瓦狀橫向探靴，一般由四個探靴單元組成，每個瓦狀探靴覆蓋角度大于90°，沿鉆桿軸向兩個層面擺放，保證探靴覆蓋范圍有一定的重合率，保證100%不漏檢。通過探靴與傳送設(shè)備結(jié)合，鉆桿接頭通過線圈后，四個探靴夾住被檢鉆桿，在傳送帶的作用下，掃描整個鉆桿管體部位。探靴單元采用了獨(dú)特的耐磨技術(shù)，以保證其抗沖擊性，耐磨性；采用銷軸連接、即插即拔方式，方便了拆卸、清洗、維修。

根據(jù)被檢鉆桿的規(guī)格不同，橫向瓦狀探靴尺寸也要隨之變化，一一對應(yīng)。現(xiàn)塔河工區(qū)內(nèi)廣泛使用2 3/8″至5 1/2″多種規(guī)格探測探靴用于檢測相應(yīng)尺寸鉆桿，其中加重鉆桿由于管體部位有加厚帶導(dǎo)致探靴無法通過，鉆鋌、方鉆桿等受材質(zhì)、形狀等限制，均不適用于漏磁檢測。

2.3 工區(qū)現(xiàn)場使用

工區(qū)內(nèi)現(xiàn)使用漏磁探傷設(shè)備檢測鉆桿管體部位，漏磁檢測使用當(dāng)量法，探傷機(jī)的設(shè)定，包括檢測靈敏度、觸發(fā)器臨界值以及內(nèi)、外傷區(qū)別參數(shù)等，都是借助標(biāo)準(zhǔn)缺陷（樣管）來完成的。檢測前，通過對樣管的測定來顯示探傷機(jī)的性能及核對參數(shù)。現(xiàn)塔河工區(qū)內(nèi)使用有人工刻槽、壁厚減薄區(qū)和通孔的標(biāo)定樣管，規(guī)定靈敏度標(biāo)定樣管長度不小于6m，結(jié)構(gòu)尺寸厚度、曲率半徑及鋼級、口型等應(yīng)與所檢鉆桿相同。人工缺陷加工參數(shù)為直徑1.6mm的徑向通孔和沿圓周走向刻槽，刻槽長度大于20mm，寬度小于0.5mm，深度分別為此部位最大管體壁厚的5%和10%的壁厚減薄區(qū)。

3 應(yīng)用效果

隨著漏磁檢測設(shè)備的不斷升級、更新?lián)Q代，以及對檢測標(biāo)準(zhǔn)、方法的不斷細(xì)化完善，漏磁檢測質(zhì)量不斷提升，鉆桿管體斷裂和刺穿故障得到有效遏止，漏磁檢測項(xiàng)目作為工區(qū)三大檢測手段之一，已實(shí)現(xiàn)普通鉆桿本體檢測全覆蓋。

4 認(rèn)識與建議

漏磁檢測是鉆桿分級檢測的重要手段，也是三大檢測手段中唯一通過終端設(shè)備定量識別的一種檢測方法，記錄可存檔，可靠性較高。根據(jù)現(xiàn)階段使用的瓦狀探靴限制，鉆桿的規(guī)格眾多時，探靴及其配套的運(yùn)動控制機(jī)數(shù)量隨之增加，設(shè)計(jì)工作量增大，設(shè)備采購及后續(xù)附加費(fèi)用增加，能適應(yīng)多種規(guī)格鉆桿檢測的橫向檢測探靴有一定研究價值。

[1] 陳宏道.管桿漏磁探傷現(xiàn)場應(yīng)用中的問題及對策[J].石油機(jī)械，2002，30（8）.

Discussion on Magnetic Flux Leakage Testing Technology in Tahe Work Area

Bai Ma，Guo Ting

The Tahe Engineering Area improves the detection efficiency and improves the quality of drilling tools by configuring the magnetic flux leakage testing equipment.Magnetic flux leakage detection technology can be used to detect the external wall of the drill pipe，the inner wall surface and the material near the surface of the various injuries，for many years on-site use，resulting in excellent results，as the Tahe River area drill pipe detection one of the main ways.

Tahe work area；magnetic flux leakage testing；nondestructive testing

TE973.6

B

1003–6490（2017）11–0073–01

2017–09–08

白馬（1990—），男，四川南充人，助理工程師，主要從事鉆具監(jiān)督工作。