测试测量-漏磁检测技术在油管修复中的应用

1、 漏磁检测技术在油管修复中的应用权高军(江苏石油勘探局技术监督处 , 扬州 225009摘 要 : 针对油井中油管的常见失效形式 , 简要介绍了油管修复中漏磁检测基本原理和工作流程 , 阐述了实际应用中提高检测可靠性应注意的操作要点。关键词 : 漏磁检测 ; 油管修复 ; 应用 ; 要点中图分类号 : TG115. 28 文献标识码 : B 文章编号 : 167124423 (2004 06249202 1 概况油管工作环境较为复杂 , 含硫化氢和二氧化碳等一定腐蚀性的井液介质使油管上常常产生腐蚀坑 , 另外油管还承受自重和井液内压及抽油系统往复运动产生的附加载荷 , 油管在这种静载和动载作用

2、下产 生振动 , 其自由振动频率较抽油机往复频率高 , 使其中较深的腐蚀坑发展成疲劳断裂源。油管的主要失 效形式是 : 管连接部分螺纹的磨损及疲劳破坏、抽油杆接箍对油管内壁的磨损、管体的腐蚀破坏等。螺 纹连接部分的磨损以及油管的振动造成油管的泄漏 , 影响抽油效率 , 油管的断裂也时有发生。因此 , 油 管在服役一段时间内 , 应进行检测修复 , 使部分油管恢复已全部丧失或部分丧失的功能。油管修复是采油厂降低生产综合成本的重要措施 , 提高油管的修复质量 , 可以保证油水井作业质量 , 延长检泵周期 , 减少作业返工 , 降低作业费用 , 而探伤作为油管修复检测线中的一道重要工序 , 能够准

3、确有效地检测出油管内、外壁及管本体的制造及使用缺陷 , 保证油管修复质量。目前 , 工业上常用的自动探伤法只有三种 : 超声、涡流和漏磁。由于受到严重腐蚀的旧油管表面极 为粗糙 , 彻底清除旧油管表面的原油也比较困难 ; 旧油管数量大 , 需要比较高的探伤速度 , 此外探伤检 验的可靠性和成本也是必须考虑的因素。从上面这些条件综合考虑 , 最适合油管探伤检验的方法是漏磁 法 , 国内油田现用的旧油管修复检测线 80% 以上都采用了漏磁探伤方法。2 漏磁检测基本原理磁化系统将被测油管磁化至深度饱和 , 当油管内外表面有裂纹、坑点、孔洞以及油管壁厚产生变化 时 , 就会产生漏磁场或使磁化段的主磁通

4、产生变化 , 这些变化被探伤传感器获取 , 经信号调理整形放大 后 , 再经 A öD 转化为数字信号输入计算机 , 计算机用探伤分析软件对缺陷信号进行分析、处理 , 并以 曲线形式显示出探伤结果 , 用户可以根据探伤结果来确定该油管使用还是报废。整个过程可以自动控制 (见图 1 。 图 1 漏磁检测基本原理 3 漏磁检测工作流程油管漏磁检测系统装备于油管厂油管清洗和粗校直工艺之后。油管清洗粗校完成后 ,由上料翻转机构送至无损探伤车间传递辊道 , 依靠油管与辊轮之间的摩擦力带动油管前行 , 当油管头部行至光电开关 1 处并经一定延时后 , 油管夹紧气缸 A 压紧油管 , 当油管接箍经

5、过探头后 , 探头压紧气缸伸出 , 使探头 夹紧油管本体 , 开始对油管本体进行探伤 , 当油管头部行至光电开关 2 处并经一定延时 , 油管夹紧气缸 B 伸出 , 夹紧油管本体。 油管夹紧气缸的作用是增大油管传输力 , 防止油管被探伤装置和退磁装置吸起 , 当油管尾部行至光电开关 1 处时 , 夹紧气缸 A 松开 , 尾部接箍行至探头处时 , 探头夹紧气缸松开 , 避开 接箍。当油管尾部行至光电开关 2 处时 , 夹紧气缸 B 松开。当油管通过探伤装置后 , 就进入退磁装置 , 对油管进行退磁处理 , 如果油管没有缺陷 (或缺陷未超标 , 传入下一道工序 , 如果缺陷超标 , 由打标装置 进

6、行打标判废 , 油管由传输辊送出。如此完成了一根油管的完整探伤 (见图 2 。 图 2检测装置工作示意4油管漏磁检测操作要点4. 1基准标样的制备基准标样管要求与被检管具有相同直径、壁厚、钢级以及制造方法。在制备基准标样时 , 即使是新 油管 , 也要注意检查管表面氧化、管壁厚不匀等缺陷。在制作人工伤时 , 应调查本地区油管使用中出现 的主要缺陷 , 描述其形状特征 , 仿照缺陷的形状特征制作出尺寸大小不一的人工伤。4. 2检测装置的标定校核在每次检验工作开始时 , 应先完成漏磁检验装置的一般性标定工作 , 其标定检查时机如下 : a 每班 检测开始时 ; b 每连续工作 4 h 或每检测 5

7、0 根管子后 , 应至少检查一次 ; c 在停电以后 ; d 在修复或 更换会影响设备性能的系统部件后 , 恢复操作前。当发现标定校核不合格时 , 则此次校核不合格与上一 次定期标定校核合格期间所有检验过的油管应重新复验。4. 3检测灵敏度调整为保证各个传感器的灵敏度一致 , 可通过探伤仪检测制做的人工伤 , 调整各个传感器的信号放大倍 数 (增益 , 使各个传感器的检测输出一致 , 即调节各个传感器的灵敏度一致 , 并记录下检测结果 , 其检 测信号输出值定为初始临界值 , 以后每次校验仪器 , 如果检验试样的检测输出值与初始临界值有偏差 , 调 整传感器增益使之与初始临界值一致 , 这种校

8、验方法既可保证各个传感器的灵敏度一致 , 又保证了整套 检测的灵敏度长期保持不变。4. 4检测结果判定在油管漏磁检测缺陷中 , 缺陷的形状、尺寸特征决定缺陷漏磁场的强弱 , 漏磁场的强弱决定缺陷检 测信号峰值的大小 , 实际检测过程中通过设置缺陷检测信号峰值上限 , 当缺陷信号峰值超过设置的上限 , 即认为缺陷对管的强度损害超过了安全极限 , 即予判废。可见对检测结果的判定是由实际检测缺陷信号 幅值所决定 , 而缺陷信号幅值除受缺陷的形状、尺寸特征影响外 , 还受到其它因素的影响 , 这些影响因 素可能造成检测结果失真 , 导致误判。在实际检测中 , 要注意从以下四个方面分析影响缺陷检测信号峰

9、 值的因素 , 提高检测结果的准确性。 1 使用感应线圈检测时 , 检测速度是否恒定 ;2 用霍尔元件检测时 , 控制电流是否恒定 ;3 信号的提离距离是否恒定 ;4 检测元件检测平面与油管轴线的夹角是否恒定。检测速度和控制电流恒定问题易于判断和解决不再赘述。 检测元件检测平面与油管轴线夹角变化和 信号提离距离变化均影响检测灵敏度 , 而这些变化又与传感器固定机构设计相关 , 所以在油管表面粗 糙、传感器磨损较快时 , 要注意改进传感固定机构以减少磨损或加大传感器灵敏度校验频次 , 防止因信 号失真而导致误判 , 以保证检测结果准确性。4. 5 检测盲区的补探在探头夹紧油管本体紧贴油管表面时引起的振动及为防止与端部碰撞 , 探头归位时间的延迟造成探 伤时存在盲区。 所以油管漏磁检测装置无法一次对油管实施 100% 检测 , 检测盲区需用油管螺纹自动探 伤仪或其它方法进行补探。参考文献 :1 S