关键词钻具漏磁检测4"标定样管借鉴研制应用对比
前言
石油钻杆在钻井过程中承受轴向力、弯矩、离心力、扭转力以及动载的作用，工况极其恶劣，钻杆中微小的缺陷、瑕疵就可能导致井下钻具事故、井下仪器设备设施的损失等工程连发事故。随着钻井技术的不断发展，机械钻速的逐步提高，井下动力钻具、工具的使用增多，特别是深井、斜井、定向井等特殊工艺井，对钻杆质量的要求也越来越高。为保证钻杆质量，对钻杆检测技术、手段和方法的要求也越来越高。油田通常采用的超声波和磁粉探伤，只能检测钻杆螺纹，不能检测管体，近年新发展起来的漏磁检测无损探伤技术，原理与磁粉探伤相同，不仅能对钻杆管体进行全面检测，而且可以利用电子技术获得直观的量化检测结果。它检测正确、速度快，尤其适合于大批量钻杆的检测工作。但是，前期钻井工艺基本很少使用4"钻具，导致4"钻具漏磁检测的标定样管缺失，因此目前国内对4"钻具漏磁检测基本属于空白。鉴于生产实际需要，西部钻探克拉玛依钻井管具公司借鉴和参照31/2"钻具标定样管，自主研制出4"钻具标定样管，经现场检测实践对比，检测质量技术参数准确，能够保证检测质量，满足生产质量要求。
一、漏磁检测技术装置的工作原理及影响检测精度的因素
漏磁探伤机系统能完成管体内外部横向缺陷检测、管体壁厚检测和钢级比较鉴别。西部钻探克拉玛依钻井管具公司使用的美国ARIS-2型固定式电磁管材检测设备系统采取探鞋固定、钻杆前进的工作方式，利用在探鞋前方的固定磁化线圈产生的高能磁场将钻杆磁化到饱和或近饱和状态。钻杆假如存在缺陷或壁厚损失，则泛起磁场泄漏，探鞋可检测到磁场变化，并通过A/D转换为数字信号，经计算机处理成为直观的图形。这种直观图形与预先设定的钻杆缺陷标定样管参数对比，就可以直观反映出钻杆缺陷，从而快速判断出检测结果。该检测技术相对比单点测厚仪等传统技术，达到钻杆管体探伤要求，不产生漏检。由检测原理可知，在检测过程中影响检测准确度和精确性的因素主要有：管体内外壁清洁度，电磁线圈的磁化程度，磁化探鞋的磨损等，而影响检测判断的，就是标定样管参数的设置。
漏磁探伤原理示意图
二、漏磁检测中标定样管的作用及设置
根据钻杆漏磁检测原理可知，钻杆缺陷或者壁厚损失是通过磁场变化以数字信号反映出来的，磁场变化的程度是否超出钻具标准许可的范围，也就是说数字大小是否超标，达到“缺陷”的参数程度，需要提前设定对比值，并且漏磁检测一段时间后需要重新校正。而这个“度”的设定，校正的标准，就要依靠标定样管来进行标定，标定管的作用就是用来标定检测每一个检测探鞋中的高精度传感器的信号输出水平是否正常，只有确定每一个传感器都能正常工作的情况下，之后的检测结果才是正确的。也就是说，标定样管在漏磁检测中是起到“标准”、“线”的作用。一般的标定样管，预先设置了裂纹、侵蚀坑、划槽、穿孔等几种典型缺陷，通过探鞋检测形成直观图形，待检测钻杆的检测图形与标定管设定图形对比，以此来判断检测结果。
三、参照31/2"钻具标定管研制4"标定管的可行性分析及研制由表中可以看出，管体检测31/2"钻具和4"钻具的主要参数壁厚、壁厚损失损失参数区别不大。漏磁检测要求检测探鞋的表面和管体100%接触，如果二者之间出现过大的空隙，会造成管体缺陷信号丢失和检测结果失准的现象。因此影响检测结果最核心的参数就是两种管材的圆周曲率不一致，所以3-1/2"检测探鞋的弧度和4"检测探鞋的弧度应该不一样。这也是31/2"钻具标定样管不能直接校定4"钻具的关键原因。当然，在某种特殊情况下，使用31/2"钻具标定样管参数作为检测参照，换用4"钻具探鞋，可以临时应急检测4"钻具。所以，参照31/2"钻具标定样管的缺陷设定参数，对比计算4"钻具缺陷参数，从而设计制造使用，理论上可行。计算出4"钻具缺陷参数后，克拉玛依钻井管具公司首先在全新的4"钻具中经测量圆周度、直线度之后，挑选两根截取4米作为标定样管的原管，在此管材上进行缺陷设置标定。
4"标定管制作标准参照ASTME570《StandardPracticeforFluxLeakageExaminationofFerromagneticSteelTubularProducts1》执行，同时满足GB/T126061999《钢管漏磁探伤方法》标准相关规定要求。
四、4"标定管样管的现场检测实践，检验对比分析及结论
西部钻探克拉玛依钻井管具公司制作出4"钻具标定样管后，检测钻具图形如下：
经过检测的钻具，管具公司再使用磁粉、壁厚仪、超声波等方法验证检测，基本没有检测结果误差。经对比10根不同状况钻具（有明显凹坑、腐蚀、裂纹、穿孔）的检测图形，显示结果验证检测结果可靠，不会发生漏检和误检。
五、结论
根据生产需要，借鉴31/2"钻具标定样管，按照标准研制的4"钻具标定样管，经实际多种方法验证检测结果证明，能够检测出钻具常见缺陷，满足生产质量控制要求。