基于直流磁化的井口钻杆漏磁检测方法

为实现井口钻杆的质量无损检测,在分析钻杆磁化特性和起钻工艺的基础上,提出基于直流磁化的井口钻杆漏磁检测方法,获得了井口钻杆漏磁检测的难点,包括磁化条件苛刻、钻杆摆动剧烈以及高灵敏度检测等。为此,提出了井口钻杆漏磁检测的关键技术:以直流磁化器产生强激励场,采用随动跟踪方法实现传感器对钻杆的恒定提离值跟踪,开发大提离漏磁场拾取技术来提高检测灵敏度。进一步对磁化器结构、探头跟踪系统以及传感拾取方法进行了详细设计。最后结合井口钻杆实际检测要求,开发出井口钻杆直流漏磁检测仪器。经现场测试,钻杆漏磁检测仪器灵敏度较高,在提离值为5.0 mm的情况下,1.6 mm的通孔以及0.5 mm深的标准刻槽均可以产生信噪比较好的缺陷信号,仪器的灵敏度和一致性均能满足钻杆漏磁检测标准。研究结果对井口钻杆的质量无损检测具有重大意义。     

油管横向缺陷动态检测装置设计及研究

针对传统漏磁检测装置对油管的横、纵向缺陷辨识度低和检测精度差的问题,设计了油管横向缺陷检测装置。基于直流线圈磁化理论以及油管横向缺陷检测的速度效应原理,首先设计出满足磁化及检测要求的各个装置零部件,再通过Ansoft软件建立缺陷动态检测模型,分析油管饱和磁化所需电流安匝数及满足横向缺陷检测精度、高覆盖率检测下的最佳检测速度。仿真及试验结果表明:磁化线圈在安匝数1 200时可使油管饱和磁化,当油管螺旋前进速度为0.5 m/s时具有无盲区高精度的检测效果,且检测波形可在一定程度上反映缺陷形状及尺寸。该检测装置对横向缺陷有较好的检测效果,装置的设计及研究具有一定的工程意义。     

国外油管在线无损检测技术的研究与应用现状

结合油管无损检测技术的分类及特点,概述了国外油管在线无损检测技术研究与应用的现状。着重论述了超声波相控阵检测法、涡流检测法、漏磁检测法和超声波漏磁组合式检测法等无损检测技术在油管在线检测设备中的应用,对这些检测技术的原理和技术关键做了较详细的分析。指出各种检测方法都有各自的优缺点,应同时考虑油管的质量指标及检测设备的性能,并结合实际经济情况来选用在线检测设备。     

钻杆在线漏磁检测系统

钻杆在钻井过程中承受拉伸、扭转和振动等多种载荷,易发生损坏,如不及时发现会导致钻杆断裂等重大事故。为此,研制了钻杆在线漏磁检测系统。该检测系统由探头、钳壁、辅助小车及导轨、控制系统、数据采集系统和检测分析软件等组成。其关键技术如下:①探头结构采用柔性设计,可保证钻杆顺利通过接头;②探头排列为环状包裹设计,可实现钻杆的无盲区检测;③采用喷气除泥结构设计,提高了钻杆的检测精度,减轻了工人劳动强度。现场应用情况表明,该钻杆在线漏磁检测系统可检测钻杆的缺陷,满足现场实际检测需求。     

油管漏磁无损检测中的磁化、剩磁及退磁技术

根据油管漏磁无损检测的特点,分析了油管的磁化作用和其中存在的剩磁。针对油管剩磁的危害性,提出了油管退磁的基本方法,包括直流退磁、交流退磁和复合退磁,认为复合退磁效果优良。     

油管室内检测系统设计及应用

针对现有满磁检测设备在检测不同规格油管时需要更换探头的现象,提出油管室内多规格探头悬挂自动识别油管规格,同规格探头吸合进行自动检测方案．并对主机架探头位置设计、安装及自动控制等问题进行讨论,有效地解决了频繁更换探头的问题,在工业生产中取得了很好的应用效果。     

漏磁无损检测中的退磁技术

采用漏磁无损检测技术对油田管杆进行在线检测时，首先要对管杆进行磁化，由于磁化磁场强，检测后管杆的剩磁大，如果不对管杆进行退磁处理，将对油田的生产产生不利影响。这些影响主要有：影响油管摩擦焊修复工艺；影响测井仪器的测量精度；影响有杆抽油系统中抽油泵的使用寿命。笔者从管杆的磁化、管杆内剩磁、退磁方法等方面进行了分析，并提出了一套适合油田管杆检测线上的管杆退磁方法。     

连续油管缺陷综合检测传感器的磁路设计

为了在现场能同时检测连续油管金属截面损耗缺陷 (LMA)和连续油管局部缺陷 (LF)两类磁特性完全不同的缺陷 ,做了连续油管缺陷综合检测传感器的磁路设计。传感器的励磁源选择具有较高性价比的钕铁硼永磁体NdFeB ,选用多回路励磁方式。为了获得较好的缺陷检测信号的信噪比 ,经过对磁路的理论计算和磁化曲线的分析 ,提出连续油管检测时磁场强度应选在磁化曲线的近饱和区。磁路尺寸参数设计时 ,磁轭和极靴的尺寸应尽量小 ,但又不能进入饱和区     

基于磁记忆技术的油气管道缺陷检测研究

采用金属磁记忆方法对管道缺陷进行精确测定,是当前无损检测领域的研究热点和难点。文章介绍了磁记忆检测的优势和原理,分析了采用磁记忆仪检测油气管道缺陷的结果,并对磁记忆检测的影响因素进行了研究。检测试验结果表明,磁记忆检测仪能比较准确地定位管道缺陷;提离对金属磁记忆检测的影响比较明显,随着提离值的增加,磁场信号越来越弱;扫描速度对检测信号影响较小;不同的检测姿态对磁记忆检测信号特征值的影响效应存在较大差异,这对磁记忆检测信号特征量的提取极为不利,建议开发三维探头进行检测。     

移动式连续管检测系统设计

针对连续管细长且不宜旋转扫查的特点,采用单一轴向超强磁化漏磁检测方法,并结合开合式磁化器实现全方位走向伤检测,采用涡流差动法实现椭圆度与直线度的测量,并进行了寿命预测分析。设计的开合式积分磁化器能方便地套上连续管进行检测作业,磁能量集中且强。对检测探头的结构进行了优化设计,整个结构沿管轴线长不超过300 mm,可防止管弯曲过大而卡住,质量小于20 kg以减弱管摆动过大而带来的惯性破坏作用。检测系统可在连续管不旋转直进式扫查过程中完成缺陷无遗漏检测,应用效果良好。     

连续油管在线检测系统壁厚测量功能 在川渝地区的应用分析

对现役连续油管进行在线检测是确保连续油管作业安全和提高使用效率的重要手段。现场实时获取连续油管壁厚变化情况,对于分析连续油管的低周疲劳、计算剩余疲劳寿命具有重要意义。目前,代表国产连续油管在线检测技术水平的是LXGJ-1系统,其壁厚检测功能是通过磁桥路测量法来实现。通过对LXGJ-1系统壁厚测量功能在川渝地区的应用分析,探讨了现阶段该项技术在现场使用的优点、存在问题、解决方案及改进措施,为促进国产连续油管在线检测技术及现场应用水平的提高提供参考。     

磁性石油管柱无损探伤仪的研制

在役油管的无损检测，已受到国内外石油工程技术人员的高度重视。比较优劣后，用得较多的是磁性无损检测。文中阐述的是一种用永磁材料作为磁化体，利用霍尔器件，或磁敏半导体为检测元件的无损检测装置。并从实现原理、装置结构、材料及原件选择方面进行了论述。它克服了采用有源磁化及线圈检测的诸多局限性，是一种高性能、低成本的检测装置。同时还实现了油管的井口检测。     

连续油管下井作业技术与设备

比较全面的介绍了国外连续油管油田下井设备,为国内连续油管下井设备的开发设计和操作提供了参考.连续油管油田下井设备的总成有以下几部分组成:连续油管运载车体、盘管卷和附件、动力系统、鹅颈管导向系统、夹持并递送连续油管的递送系统、连续油管与外部套管的密封系统、调节计量和控制系统、连续油管的旋转接头、井场设备和控制室等.     

连续管检测系统及设计方案

介绍了国外油田的连续管检测系统的发展现状,重点介绍了CTES公司和Tuboscope公司的3种连续管检测系统的原理和特点。在分析目前国外常用连续管检测系统的基础上,提出了新的连续管检测系统设计方案。     

新型带压作业管柱接箍探测装置的研制

为了满足油井带压作业的需要,研制了一种新型带压作业管柱接箍探测装置。它主要由接箍探测装置壳体和接箍探测部件组成,在注水井带压作业过程中,油管接箍通过井口时,管柱接箍探测装置能够提供一个准确的报警或控制信号,使闸板防喷器按照起下油管的顺序关闭或打开闸板密封副,使油管接箍安全、顺利地通过井口,从而提高注水井带压作业系统的效率。室内模拟试验表明,油管接箍到达探测装置时都能准确发出信号,使指示灯发光并报警,说明该探测装置达到了设计要求。     

进一步提高我国油管检测与修复的技术水平

我国各主要油田已有部分采油厂建立了油管检测与修复作业线，采用比较先进的设备和工艺检修了大批油管，取得了显著的经济效益和社会效益。为了进一步提高我国油管检测与修复技术水平，建议尽快编制我国旧油管检测与修复技术标准；应用感应加热与喷丸工艺彻底解决油管的除油、除锈问题；对油管进行热校直；采用高压水力或液压胀缩式机械除垢，采用无刻痕定扭矩上卸螺纹机装卸油管接箍；通过表面感应淬火对油管的螺纹和内壁进行强化；推广应用漏磁或涡流油管无损探伤机和油管螺纹漏磁探伤仪，提高作业线的自动检测控制水平。     

连续油管椭圆度恒磁检测技术及装置研究

针对连续油管储藏、使用和寿命分析对椭圆度检测的要求 ,根据恒磁检测原理和简化等效磁路的计算分析 ,研制了连续油管椭圆度恒磁检测装置。装置由恒磁检测传感器、光电编码器、信号采集处理卡、计算机 (包括信号分析处理软件 )以及显示打印单元等组成。室内静态和动态试验表明 ,装置分析处理软件能够适应一次检测油管 2 0 0 0m ,最大椭圆度检测平均相对误差为 1 2 7%。辽河油田现场试验时检测连续油管 12 0 0m ,表明装置整套软硬件运行正常 ,检测数据稳定 ,有较强的现场适应性和可靠性。     

新型连续管钻井用电液定向装置的研制

由于受到下入方式的限制,连续管无法在井眼内旋转,造成定向困难,严重影响了连续管钻井技术的应用与推广,为此,设计了一种连续管钻井用电液定向器。通过电子控制-液压驱动-机械传动的方式对底部钻具组合工具面进行调整,实现连续管定向操作。通过机械传动系统受力分析,得到摩擦系数与接触倾角对机械效率和输出扭矩的影响;建立了液压驱动系统的动态特性模型,仿真了整个液压驱动过程,得到各个阶段中活塞位移和活塞受力的变化情况,以及传动接触面冲击力与活塞运动速度的关系。研究结果为定向器机械传动系统和液压驱动系统的优化设计提供了理论依据。     

高清晰度油气管道腐蚀检测器数据分析系统设计

及早对油气管道管壁缺陷进行识别、定位和量化统计是指导管道维修工作、维护管道完整性的重要手段。目前，针对管道腐蚀和金属损失缺陷比较成熟的在役检测方法是使用行进于管道内部的漏磁检测器来进行检测。安装霍尔元件探头的管道漏磁检测器本身是缺陷漏磁信号的采集装置，采集到的数据最终要送到计算机上进行分析和处理。介绍了用于直径1016 mm的国内第一台高清晰度油气管道腐蚀检测器数据分析和处理的软件系统的设计。该软件能够自动完成检测数据的分析和处理工作，从而最大限度地节约数据分析人员的时间并提高了数据分析的准确性和可靠性，满足管道检测自动化的整体需求。