AE技术在石油工程中的应用

1、    ae技术在石油工程中的应用    李春波引言ae技术就是声发射技术，该技术主要起源于德国，最开始主要是应用在材料研究中，在上世纪60年代，此项技术逐渐的应用在无损伤检测方面。在上世纪70年代，ae技术被引进我国，至今已有接近半个世纪历史。现如今ae技术已经被应用在很多领域，其中石油工程领域，非常值得一提。本文正是从石油工程角度来探讨ae技术，希望有所帮助。因为ae技术应用起来十分简单与方便，而且对被检测物质并没有过高的要求，也正是因为如此，很多学者尝试着将其应用在石油工程中，比如利用此种技术对设备進行检测，对钻井岩屑以及油井出砂进行监测等，经过实

2、践应用，ae技术的应用效果的确比较好，值得推荐使用。但是因为ae技术在我国发展水平还不是很高，有很多都是在实验室条件下应用，其具体的实践效果还不得而知，因此需要更多的研究与实践机会。一、ae技术在设备检测中的应用1、检测钻具裂纹以及套管损坏石油工程中钻具是必须要使用工具，钻具在钻进之后，可能会因为弯扭、应力腐蚀等而出现裂纹，如果裂纹没有及时发现，已经有所扩展，达到一定程度之后，钻具就会出现损坏发生断裂，严重者就会出现井下事故。某学者等建立了一套以ae技术检测钻具裂纹缺陷的测试机评定方法，并进行r现场应用检测，该方法基于裂纹受载后发生的亚临界扩展并会发微小的ae原理，检测出ae源并评定其相应载荷

3、后进行钻具的分级或判断。套管损坏是制约油气生产的重要瓶颈之一，某学者等提出利用ae原理进行套管损坏实时监测的新理论，建立了套管损坏ae实时监测装置并进行现场实验。结果表明，伴随套管变形加剧和裂纹不断产生，ae信号逐渐频繁且强度增大。2、检测钻井管汇及压力容器2.1钻井管汇是钻高压油气井必需配备的地面装置，由于长期使用并易暴露在恶劣环境中，加之内部与大量腐蚀性物质接触，易产生疲劳损坏。利用ae技术可以实现远程实时枪测，通过榆测流体泄漏时在管肇激发的应力波，准确判断出钻井管汇的内部动态缺陷。某学者等通过对钻井管汇的一系列的ae研究、测试，建立了ae信号在钻井管汇材料中传播的有效模型，系统总结出钻井

4、管汇ae检测中的噪声排除方法。2.2压力容器在石油行业应用广泛，其中对于油气储罐的安全性和经济性仍需提高。储罐足易发生事故的特殊设备，一方面罐底承受液位变化带来的交变载荷的作用，另一方面由于储罐中介质通常都具有很强的腐蚀性，这些物质沉积后同削弱罐底的强度，进一步导致泄露。利用ae技术判断罐底是否存往活性声源.确定其位置，由此逐步建移储罐的腐蚀状况数据，进行寿命预测。提高使用效率。2.3井控装置安全测评，目前，国内对井控装置的安全测评还局限于传统的无损检测手段，或者仪仪通过设备的静水压强度试验来评定其安全可靠性。防喷器是井控装置的核心设备，其内部由于受到碰撞，腐蚀以及压力等因素，容易导致壳体产生

5、裂纹及缺陷。经过多年研究，石油管理局于2008年在国内首次成功将ae技术运用于对石油行业防喷器、高压管汇等井控设备的壳体安全测评，并取得良好效果。某学者等人引入模糊数学理论，结合层次分析发建立了防喷器ae检测模糊综合评价体系，能够在定性分析影响防喷器ae检测评价各种因素的基础，定量地对其等级进行科学评价，为正确的指挥决策提供条件。二、ae技术在油气开采中的应用ae技术是一种比较常见的检测技术，其主要是应用在很多领域，比如岩石应力检测，金属无损检测等，但是其在石油工程中的应用最为广泛，特别是在油气开采中。材料变形或者是出现了明显的断裂情况，这是常见的ae源，其属于突发型ae型范围，而摩擦以及撞击

6、等也是常见的ae源，但是其是连续性ae型范畴。如果流体中存在着固相颗粒，这些颗粒之间彼此之间发生了撞击，则其都属于上述两种ae源。正是基于此种原理，ae技术能够对固相颗粒进行相应的检测，所以其可以应用在油气开采中，其具体应用如下：1、监测钻井岩屑现阶段有很多方法可以用来判断岩屑返出，比如利用注汽压力所产生的变化进行分析，也可以利用排砂管出口的情况进行人工观察等，这些方法都具有一定的效果，同时也具有相应的劣势，比如无法在最短时间内看出岩屑是否返出，返出之后发生了哪些变化。为此，相关学者认为可以尝试着应用排砂管线内含屑气体能够对内壁所产生的具体冲刷力来作为依据，以此来识别井下返屑的具体情况。这种方

7、法的应用需要应用冲刷力传感器，这样更能够清楚的知道井下返屑情况。通过大量地实践观察，发现这种方法不仅具有反应快的优势，同时还具有操作方便的特点，可以随时随地对井下返屑情况进行检测。2、油井出砂监测石油开采期间可能会出现很多的意外情况，比如出砂等，此种情况会使油气层砂埋，还会造成地面管汇积砂等。正常情况下，相关人员会选择使用出砂开采技术来解决这一问题，尽可能的确保油气井能够获得最佳效益，但是这需要以实时监测出砂量，否则难以顺利开采。我国相关学者经过多年的努力研究成功了稠油出砂监测系统，此种装置主要是应用了加速度传感器，在运转过程中，传感器可以能够将所有的ae信号都记录下来，将这一信号输入到相关软件中，软件就可以对其分析，可以掌握信号的时频。相关学者在实验室研究出了各种不同的信号特征，以便验证这一系统的性能。通过检测之后，此系统性能比较好，完全可以应用在油井出砂监测中，但是因为此系统应用时间并不长，还有很多改进之处，这就需要相关人员依据具体情况进行改进。三、结语综上所述，可知对ae技术在石油工程中的应用进行研究十分必要，因为此种技术是最简单的的物损动态监测方法，其应用前景非