[发明专利]一种钻具井口漏磁检测装置与方法

说明书

  

技术领域

    本发明涉及石油钻具井口无损检测仪器的设计与制造技术领域，确切地说涉及一种钻具井口漏磁检测装置与方法。 

背景技术

钻具检测通常在场站采用漏磁、超声波、涡流和肉眼观察等方法，而场站中钻具的自动探伤通常采取漏磁检测，目前在钻机井口并没有见到实用的钻具自动无损检测方法与装置。 

现有场站钻具自动无损检测技术中，自动漏磁探伤成为自动化程度较高的检测方法，如公告号为CN101419192A，公告日为2009年4月29日的中国专利文献公开了导磁构件超强磁化漏磁检测方法与装置。 

在钻井过程中，钻杆由于磨损会造成事故，因此，在钻具回到远距井场的检测场站后，要对钻杆进行质量分级检测，通常采取漏磁检测设备实现自动化连续检测。该专利采用单一穿过式磁化线圈对钻杆进行局部单一轴向超强磁化，激发出其上纵、横向伤的泄漏磁场并利用磁敏元件阵列加以拾取，实现其上纵、横向伤的全面检出，再通过信号求和比较法进行纵、横向伤检测信号区分并对其进行信号幅值补偿，实现同损伤当量的纵、横向伤等信号幅值与灵敏度的统一判断。 

该装置的组成包括：穿过式线圈，磁敏组件、信号识别补偿组件和数据采集卡。该专利将传统的检测方法进行简化和统一，实现钻具与检测单元之间简单的直进式相对搜查运动，实现高速高效自动连续探伤，能完成自身难以作旋转运动的钻具纵、横向伤的全面检测。 

但是钻机转盘处各种钻井工具较多，防爆、防水要求较高，钻具起升时表面金属粉末较多，对检测的干扰较大；起钻或下放时钻具处于高速运动和周向振动状态，干扰检测效果；高速运动的钻具接箍无法通过常规方法自动判断，损坏该专利中探靴的可能性极大；钻机转盘井口起下钻时需要对钻具进行卡持、紧扣和卸扣操作，无法安装该专利中的检测装置；该专利中的穿过式线圈内与钻具之间的环形空间有限，安装探头困难。同时，起下钻时在转盘井口对钻具的检测，只需要判定钻杆质量等级，没有必要判定缺陷的纵、横方向。 

综上所述，以该专利文献为代表的现有装置一是无法在井口安装，二是根本没有必要在井口检测中区分钻具缺陷的纵横方向，只需要确定其质量等级即缺陷的规格大小即可，因此这类装置的成本较高，推广应用较为困难。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种钻具井口漏磁检测装置，本发明克服了现有技术只能在远离井队现场的检测场站进行作业的不足，解决了漏磁检测装置在井口安装的难题，同时，本装置结构简单，生产成本低廉，便于推广应用。 

同时，本发明还提出了上述井口漏磁检测装置的检测方法。 

本发明是通过采用下述技术方案实现的： 

一种钻具井口漏磁检测装置，其特征在于：包括磁化线圈、探轮、退磁线圈、信号调理电路、A/D转换器和上位机，其中：所述的磁化线圈为至少两个，在磁化线圈内设置有钻具，退磁线圈设置于磁化线圈的一侧，退磁线圈与磁化线圈的磁场相反，所述的探轮的漏磁信号输出通道与信号调理电路相连，接收信号调理电路处理后的漏磁信号经A/D转换器处理后输入至所述上位机。

所述的探轮包括探轮体、探轮滚盘、面软磁、底软磁、磁敏元件组一、和磁敏元件组二，其中所述探轮滚盘安装在探轮体两侧，所述面软磁和底软磁将磁敏元件组夹住，整体固定在探轮体内，所述探轮滚盘将探头夹在中间，形成磁真空屏蔽，所述磁敏元件组一和磁敏元件组二，是每个探轮圆形内侧的探轮体内固定的上下两个磁敏元件，所述探轮共为8个，磁敏元件共为16个，上下两个邻近探头的磁敏元件为一个漏磁信号输出通道，共形成4个漏磁信号输出通道。 

所述8个探轮分为高低位两组安装，每组4个。 

所述信号调理电路，由仪器放大电路和滤波电路组成，将漏磁信号放大后，滤去不在信号频率范围内的干扰信号。 

所述的A/D转换器，即集成式A/D转换板卡，将漏磁模拟信号转换数字信号，输入上位机进行数字信号处理及图形显示。 

所述的磁化线圈，通过直流励磁电源提供电流励磁，对钻具表面进行强力磁化。 

所述退磁线圈，通过直流励磁电源提供励磁电流，在钻具表面加上与两个磁化线圈建立的磁场相反的磁场。 

所述的4个漏磁信号输出通道，采用定量化数据分析技术，采用4通道独立处理，避免单通道处理的缺陷，实现缺陷的精确分类，减少有用钻杆的误判和报废钻杆的漏判，由于对钻具采用4个独立通道处理，准确直观，检测设备的报警门限采用软件调整，信号状况可以采用宏观或细化显示，实现钻具表面状态的精确探伤。 

一种钻具井口漏磁检测方法，其特征在于：