中國石化勝利油田分公司孤東采油廠 彭代君

介紹了漏磁探傷設(shè)備在孤東采油廠管、桿修復(fù)檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對探傷檢測中存在的問題，提出了相應(yīng)的對策，提高了探傷檢測效果。

一、前言

在我國石油開采中，抽油泵采油井占機(jī)械采油井的90%以上，油管和抽油桿又是抽油泵采油井所必備的。但是，油管桿的失效是造成抽油井檢泵的主要原因之一，全國每年該項(xiàng)經(jīng)濟(jì)損失達(dá)上億元。因此，油管桿的修復(fù)循環(huán)使用是采油廠降低生產(chǎn)綜合成本的重要措施，提高油管桿的修復(fù)質(zhì)量，可以保證油水井作業(yè)質(zhì)量、延長檢泵周期、減少作業(yè)返工、降低作業(yè)費(fèi)用。探傷作為油管桿修復(fù)檢測線中的一道重要工序，能準(zhǔn)確有效檢測出油管桿內(nèi)、外壁及管桿本體的制造及使用缺陷，保證油管桿的修復(fù)質(zhì)量。目前工業(yè)上用的連續(xù)自動(dòng)探傷方法有三種：超聲波、渦流和漏磁。探傷工藝中，超聲波探傷是利用機(jī)械波，需要用水或油作為耦合劑，檢測速度慢、操作復(fù)雜；渦流探傷則是采用高頻交變磁場，存在渦流趨膚效應(yīng)，局限于對材料表面的檢測效果較好；漏磁探傷是利用電磁感應(yīng)原理，檢測深度深，對被檢管材的內(nèi)外表面都具有很高的靈敏度，檢測結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡便。由于受到嚴(yán)重的腐蝕舊管桿表面極為粗糙，徹底清除舊管桿表面上的原油也比較困難；同時(shí)，舊管桿數(shù)量大，需要比較高的探傷速度。此外探傷經(jīng)驗(yàn)多少、可靠性和成本也是必須考慮的因素。從上面這些條件考慮，最適合舊管桿探傷檢驗(yàn)的方法應(yīng)當(dāng)是漏磁法。

二、漏磁探傷設(shè)備在孤東采油廠的應(yīng)用

1.油管桿漏磁探傷原理

被檢測油管桿被飽和磁化時(shí)，其中磁力線被缺陷阻隔，缺陷處的磁力線發(fā)生畸變，一部分磁力線泄漏出管桿內(nèi)、外表面，形成漏磁場，采用探測元件檢測漏磁場來發(fā)現(xiàn)缺陷的電磁檢測方法即漏磁探傷。探頭從缺陷處拾取的漏磁場經(jīng)放大及轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)探傷儀器處理直觀反映到顯示器上，從探傷儀顯示缺陷信號(hào)的高低，直接判定被檢測管桿的缺陷類型與大小。

2.孤東采油廠油管桿漏磁探傷設(shè)備簡介

設(shè)備為NT-90CRL漏磁探傷系統(tǒng)（圖1）?？傮w結(jié)構(gòu)分為探傷儀部分、分選儀部分和計(jì)算機(jī)部分，其中計(jì)算機(jī)部分是整個(gè)檢測設(shè)備的控制核心。探傷儀的主要部件是探頭，它由四個(gè)探芯組成，通過固定在一個(gè)可變形的四邊形支架上，利用氣壓作用構(gòu)成抽油桿通過的圓形空腔，調(diào)整探頭關(guān)合，而探芯貼緊抽油桿的行為是通過彈簧來達(dá)到自由伸縮的目的。分選儀是由ECM繞組感應(yīng)器組成，對硬度進(jìn)行渦流檢測分選。主機(jī)由磁化、退磁、收放式傳感器、升降平臺(tái)組成。當(dāng)被檢抽油桿由傳送裝置送入探傷主機(jī)時(shí)，壓輪組依次壓下，傳感器收緊，探芯緊貼被檢抽油桿表面進(jìn)行探傷。當(dāng)被檢測抽油桿離開探傷主機(jī)時(shí)，壓輪組依次上升，傳感器放松。整個(gè)檢測過程自動(dòng)、快速、可靠。

圖1 NT-90CRL管桿漏磁探傷設(shè)備

當(dāng)管桿通過由四對探頭組成的圓形空腔時(shí)，探芯伸出貼緊抽油桿外壁，通過施加一定的電磁場將管桿磁化，由于磁力線在管桿缺陷處被阻斷產(chǎn)生漏磁，從而使得其外壁上的傳播波形在傷痕處堆積，超過參數(shù)設(shè)定界限而引起報(bào)警。分選儀通過ECM感應(yīng)出電渦流檢測抽油桿硬度，通過設(shè)定sigma參數(shù)界限，來區(qū)分硬度是否合格。通過探傷、硬度兩大信號(hào)結(jié)果將管桿分為三種類型：探傷不合格；探傷合格，但是硬度不合格；探傷及硬度檢測均合格，并且排放到相應(yīng)管桿垛上。

3.油管桿漏磁探傷設(shè)備應(yīng)用中存在的問題及對策

在實(shí)際應(yīng)用中，影響管桿漏磁檢測質(zhì)量和效率的因素如下。

（1）設(shè)備方面：探頭保養(yǎng)不及時(shí)不徹底；單個(gè)探頭磨損嚴(yán)重；探傷儀、分選儀電路故障。

（2）工藝方面：一是探傷時(shí)參數(shù)調(diào)整不及時(shí)或不準(zhǔn)確。漏磁探傷設(shè)備在探傷檢測時(shí)，將抽油桿桿體磁化，通過設(shè)置不同的檢測參數(shù)對磁信號(hào)進(jìn)行分析，由微機(jī)系統(tǒng)處理成波形直觀的表現(xiàn)抽油桿表面?zhèn)邸Ｓ纱说弥瑱z測設(shè)備參數(shù)的設(shè)置是最重要的。但是它的參數(shù)穩(wěn)定性較差，影響到檢測準(zhǔn)確性。二是存在檢測盲區(qū)。由于檢測設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的限制，距兩側(cè)桿頭15cm的范圍屬于“盲區(qū)”，造成疲勞裂紋、腐蝕凹坑、臺(tái)階偏磨不能準(zhǔn)確檢測出來，影響修復(fù)抽油桿整體質(zhì)量檢測。據(jù)此，采用了相應(yīng)的對策。

（1）制訂探頭保養(yǎng)制度，定期定質(zhì)保養(yǎng)。探頭每班清洗兩次，如油泥少，用工具清除；如油泥多，則將探頭拆開，用汽油徹底清洗。

（2）加強(qiáng)探傷前的初選。針對容易導(dǎo)致單個(gè)探頭磨損嚴(yán)重的情況，規(guī)定抽油桿進(jìn)入探傷儀之前把腐蝕嚴(yán)重的挑出，減少探頭磨損。對歪脖抽油桿提前挑出，減少探頭撞壞率。

（3）加強(qiáng)操作手對檢測設(shè)備易損件的維修培訓(xùn)。如：探頭在磨損時(shí)可迅速更換耐磨片或在短時(shí)間內(nèi)更換探芯，對于設(shè)備電路和機(jī)械故障，組織電工和操作手一起總結(jié)、維修，比如自行焊接修復(fù)探頭信號(hào)線，提高設(shè)備的完好率。

（4）合理調(diào)整參數(shù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采集不同規(guī)格且不同損傷情況的抽油桿，確定在何種參數(shù)下容易斷裂，在何種參數(shù)下適合多深的油井深度，然后作為樣桿，進(jìn)行每次的參數(shù)校正參考。每天檢測前首先根據(jù)樣桿調(diào)整參數(shù)，每2h校正一次，作為制度執(zhí)行。以此保證檢測的準(zhǔn)確性。

（5）針對檢測盲區(qū)問題開展專項(xiàng)檢驗(yàn)。規(guī)定對螺紋有破壞連續(xù)性的斷絲扣作報(bào)廢處理。推承面臺(tái)階磨損深度大于1.5mm以及存在裂紋、腐蝕缺陷的均予以報(bào)廢處理。

三、應(yīng)用效果及建議

孤東采油廠通過采用漏磁探傷設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了管桿無損檢測，并做到不同級(jí)別的管桿分級(jí)使用，提高了管桿管理水平，減少因管桿問題造成的躺井量。以每年減少100口躺井量計(jì)算，每年可節(jié)約作業(yè)費(fèi)用200萬元。

另外，針對漏磁探傷檢驗(yàn)抽油桿對桿端檢測存在“盲區(qū)”的問題，熒光磁粉探傷技術(shù)是解決現(xiàn)有抽油桿桿頭檢測盲區(qū)的一種較好的技術(shù)手段。建議推廣應(yīng)用。

[1]張勇.漏磁檢測若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2007.