[实用新型]安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置

说明书

本实用新型公开了一种安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置，其涉及无损检测领域，包括：具有第一开孔的底板；固定设置在钻盘面上的防护机构，防护机构具有与第一开孔相对的第二开孔；设置在容置空间中的伸缩机构和贴紧机构，伸缩机构为多个，伸缩机构绕第一开孔呈圆周分布，伸缩机构包括：第一导轨架；第二导轨架；能够沿第一开孔的径向进行伸缩的气缸；与气缸平行设置的导杆；贴紧机构包括：摆杆架，安装有金属磁记忆传感器的盒体，连接在摆杆架和盒体之间的第一连杆和第二连杆，弹性件，弹性件连接在第一连杆与摆杆架之间或第二连杆与摆杆架之间。本申请能在钻柱不卸扣的情况下方便快捷的对扣合的钻柱接头螺纹、钻柱表面缺陷等实现检测。

技术领域

本实用新型涉及无损检测领域，特别涉及一种安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置。

背景技术

钻柱在钻井过程中承受多种多样的载荷，其中主要包括静载荷、交变载荷和冲击载荷，在这些载荷作用下，钻柱承受压、拉、弯曲、扭转和剪切应。此外，钻柱与井壁之间还存在摩擦与碰撞等，这些都会加快钻柱的疲劳损伤。钻柱失效形式主要为加厚过渡带、接头刺漏和接头螺纹断裂等。

例如，钻柱外螺纹接头的裂纹常开始于靠近台肩的第二个或第三个螺扣的根部，由于外螺纹的几何结构与其根部的应力集中效应，使外螺纹部位在多种应力作用下成为钻柱极易产生疲劳破坏的薄弱位置，并在循环应力与腐蚀介质共同作用下拓展，最终导致断裂。钻柱内螺纹接头的断裂裂纹常开始于最后啮合部位的螺扣处，在钻柱的内外螺纹扣合后，将会产生应力集中效应。由于外螺纹小端端面处的截面积由内外两螺纹截面变为只有内螺纹截面，截面突变处将存在应力集中效应，进而在复合交变应力作用下产生疲劳裂纹，使之成为疲劳断裂的脆弱环节。此外，截面突变处的内螺纹会暴漏在泥浆中，泥浆的涡流冲击和腐蚀介质的腐蚀会促使该处产生尖锐的切口，因此会进一步加剧应力集中，从而发生破坏，在循环应力和腐蚀介质两者的共同影响下，疲劳裂纹会快速拓展直至断裂。而对于井口处，该处的钻柱接头螺纹受到的拉力和扭矩是整个钻柱中最严重的。对于常规的钻柱螺纹检测而言，通常需要将钻柱的接头螺纹卸扣后分别对内、外螺纹进行检测，因此需要内外两套螺纹检测装置。这种常规的钻柱螺纹检测方式存在诸多缺点，其不但需要两种检测设备，检测人员也需要掌握两种检测设备的操作方法，数据处理难度也增加，此外，还严重影响井口起下钻的速度，增加了油井生产的时长。

而目前比较常用的无损检测技术手段在早期诊断钻柱接头螺纹部位的应力集中异常和微裂纹发面存在如下缺点：(1)漏磁探伤技术需要将检测套头紧贴被测螺纹表面，对于井口接头螺纹在钻柱不卸扣的情况下，该检测技术无法得以应用；(2)超声波检测需要与被测表面之间有良好的接触条件，同时超声波检测需要良好的耦合介质，这两个条件在螺纹部位很难实现，进而会影响超声波检测的检测效果，同时该检测方法不适合井口在钻柱不卸扣的情况下进行检测；(3)在现有的无损应力检测方法中，X射线衍射技术的穿透能力有限，穿透深度仅有几十微米，无法触及螺纹根部；磁声发射、巴克豪森噪声和磁测应力检测法均需要电磁激励线圈，这会导致检测部位的结构和体积偏大，无法准确分辨钻柱变径点和螺纹根部的应力状态，难以在螺纹检测中取得应用。同时，目前已有的实践证明，现有的无损探伤技术，如涡流、超声、X射线等，检测钻柱表面已出的宏观缺陷比较有效，对于井口螺纹检测在要求不卸扣的情况下检测均不能实现；(4)同时，目前已有的钻柱损伤井口检测装置主要是利用四连杆机构与弓簧片实现检测装置始终紧贴钻柱，其无法根据钻柱的直径来预调整传感器盒的位置，而且检测装置需要在起下钻时临时安装于井口以进行检测，起下钻结束后还需将检测装置拆卸，因此导致操作十分不方便。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置，其能够在钻柱不卸扣的情况下方便快捷的对扣合的钻柱接头螺纹、钻柱表面缺陷等实现检测。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置，所述安装于钻盘面的钻柱损伤井口在线监测装置包括：