塔河工区漏磁检测技术探讨

白 马，郭 挺

（西北油田分公司石油工程监督中心，新疆轮台 841600)

塔河工区漏磁检测技术探讨

白 马，郭 挺

（西北油田分公司石油工程监督中心，新疆轮台 841600)

塔河工区通过配置钻杆漏磁探伤设备，提高了检测效率，大幅提升了钻具检测质量。漏磁检测技术可用于检测钻杆外壁、内壁表面以及材质近表面的各种伤，多年现场使用，达到了极好的效果，成为塔河工区钻杆检测的主要方式之一。

塔河工区；漏磁探伤；无损检测

1 漏磁探伤原理

漏磁检测（Magnetic Leakage Flux Testing）类似于磁粉探伤（MPI）。当钻杆管体在外加磁场（磁化线圈）作用下被磁化，在钻杆无缺陷时，磁力线绝大部分通过钻杆，此时呈均匀分布状态；当管体存在缺陷时，磁力线发生弯曲，并且有一部分磁力线泄露出管体表面，形成漏磁场，由磁敏感元件探测，随后描述这些漏出来的磁通量后就得到了缺陷的检测信号。这一过程就好象水管破裂、水花四溅，让人们发现了缺口，水花的高矮表明了裂口的大小，而管中水压越大则水花溅的就越高。

2 工区漏磁检测技术

2.1 缺陷分类及判别

漏磁检测以发现缺陷为目标，考虑到裂口的走向，在钻杆检测中，又可分为下列几种伤：

横向缺陷–沿钻杆管体圆周方向的缺陷；

纵向缺陷–平行于管体轴线方向的缺陷；

斜向缺陷–与管体轴线呈一定夹角方向上的缺陷；

内壁缺陷–在管内壁上的缺陷；

外壁缺陷–在管外壁上的缺陷。

针对被检测缺陷的特征，漏磁无损检测方法在实施中应该选用不同的检测方式和结构。纵向缺陷在钻杆管体纵向分布，应该在钻杆圆周布置磁化磁场，而检测元件沿着钻杆轴向分布，同时钻杆与探头相对旋转运动，探头对钻杆本体做周向扫描，这种方法叫做纵向缺陷检测法；对横向缺陷，应采用沿钻杆管体轴线方向磁化，并在管体圆周向布置磁测量元件的检测方法，在检测过程中钻杆穿过探头沿轴向运动，实现对缺陷部位的扫描和探测，这种方法被称为横向缺陷检测法；斜向缺陷、内壁缺陷、外壁缺陷三种类型缺陷在横向及纵向两种检测方法中均能发现判别。

在油田钻井作业时，钻杆本体通常要经受强烈的切应力，也就是钻具承受的剪切应力，因此，石油行业主要对钻具横向缺陷检测有重点要求。在塔河工区多年的钻具使用中发现，横向缺陷对于钻井作业的危害要大于其他缺陷，也是钻杆本体断裂的主要原因。相对于纵向缺陷，横向缺陷更容易造成裂纹沿钻具管体周向扩大，造成钻具断裂、钻具落井等严重事故。

2.2 漏磁探伤设备工作方式

漏磁探伤需满足钻杆与探头间的相对运动关系，电流通过两个磁化线圈，产生磁场。纵向探伤机中直流电通过两个磁化线圈，产生磁场，该磁场驱动磁通通过钻杆管壁、空气间隙和极靴，返回的磁通量则通过环状的扼铁；横向探伤机中将钻杆管体垂直通过磁化线圈，沿钻杆纵向磁化，极靴引导磁力线，使磁通量在钻杆管体进入和离开线圈时迅速达到检测要求。

检测探靴（漏磁敏感探头）是漏磁检测信号的收集器，也是整个系统的关键环节之一。在塔河工区，目前针对横向裂纹的检测，多使用穿过式线圈磁化，瓦状探靴检测。典型的瓦状横向探靴，一般由四个探靴单元组成，每个瓦状探靴覆盖角度大于90°，沿钻杆轴向两个层面摆放，保证探靴覆盖范围有一定的重合率，保证100%不漏检。通过探靴与传送设备结合，钻杆接头通过线圈后，四个探靴夹住被检钻杆，在传送带的作用下，扫描整个钻杆管体部位。探靴单元采用了独特的耐磨技术，以保证其抗冲击性，耐磨性；采用销轴连接、即插即拔方式，方便了拆卸、清洗、维修。

根据被检钻杆的规格不同，横向瓦状探靴尺寸也要随之变化，一一对应。现塔河工区内广泛使用2 3/8″至5 1/2″多种规格探测探靴用于检测相应尺寸钻杆，其中加重钻杆由于管体部位有加厚带导致探靴无法通过，钻铤、方钻杆等受材质、形状等限制，均不适用于漏磁检测。

2.3 工区现场使用

工区内现使用漏磁探伤设备检测钻杆管体部位，漏磁检测使用当量法，探伤机的设定，包括检测灵敏度、触发器临界值以及内、外伤区别参数等，都是借助标准缺陷（样管）来完成的。检测前，通过对样管的测定来显示探伤机的性能及核对参数。现塔河工区内使用有人工刻槽、壁厚减薄区和通孔的标定样管，规定灵敏度标定样管长度不小于6m，结构尺寸厚度、曲率半径及钢级、口型等应与所检钻杆相同。人工缺陷加工参数为直径1.6mm的径向通孔和沿圆周走向刻槽，刻槽长度大于20mm，宽度小于0.5mm，深度分别为此部位最大管体壁厚的5%和10%的壁厚减薄区。

3 应用效果

随着漏磁检测设备的不断升级、更新换代，以及对检测标准、方法的不断细化完善，漏磁检测质量不断提升，钻杆管体断裂和刺穿故障得到有效遏止，漏磁检测项目作为工区三大检测手段之一，已实现普通钻杆本体检测全覆盖。

4 认识与建议

漏磁检测是钻杆分级检测的重要手段，也是三大检测手段中唯一通过终端设备定量识别的一种检测方法，记录可存档，可靠性较高。根据现阶段使用的瓦状探靴限制，钻杆的规格众多时，探靴及其配套的运动控制机数量随之增加，设计工作量增大，设备采购及后续附加费用增加，能适应多种规格钻杆检测的横向检测探靴有一定研究价值。

[1] 陈宏道.管杆漏磁探伤现场应用中的问题及对策[J].石油机械，2002，30（8）.

Discussion on Magnetic Flux Leakage Testing Technology in Tahe Work Area

Bai Ma，Guo Ting

The Tahe Engineering Area improves the detection efficiency and improves the quality of drilling tools by configuring the magnetic flux leakage testing equipment.Magnetic flux leakage detection technology can be used to detect the external wall of the drill pipe，the inner wall surface and the material near the surface of the various injuries，for many years on-site use，resulting in excellent results，as the Tahe River area drill pipe detection one of the main ways.

Tahe work area；magnetic flux leakage testing；nondestructive testing

TE973.6

B

1003–6490（2017）11–0073–01

2017–09–08

白马（1990—），男，四川南充人，助理工程师，主要从事钻具监督工作。