测井设备( 四 ) _测井仪器设备

套管检测在深井钻探过程中，由于钻杆柱在套管内的长时间旋转运动，钻杆接头等部位与套管内壁研磨，导致套管存在不同程度的磨损。钻井时间越长，钻杆作用在套管上的侧向力就越大，由此引起的套管和钻柱摩擦与磨损问题就越来越突出；同时化学腐蚀也越来越严重。所以对套管质量和使用中套管质量的检测对超深井钻探来说是非常重要的。
套管检测包括：套管质量地面检测和套管磨损井内检测。
4.1.1 套管质量检测
国内外的统计资料表明，尽管套管生产厂在套管出厂前进行过在线检测，但由于种种原因，还有约3.5%～5.5%有缺陷的套管出厂。因此，在超深井钻探施工中，必须采用先进的检测手段对所用套管进行可靠的缺陷检测。套管质量检测需采用无损伤检测方法。
（1）超声波探伤方法
超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种不连续往往又造成声阻抗的不一致，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关。
超声波探伤常用的仪器设备是中国科学院武汉物理研究所科声技术公司研制生产的多通道数字式超声波探伤仪，它能满足从多个探伤面同时进行多种缺陷的全面检测的需要，并能实现自动扫描、数字化控制和数据采集，从而提高了探伤的速度和超声波探伤的可靠性，可实现对被检测件的自动探伤。
应用多通道数字式超声波自动探伤技术进行原油套管的自动化检测，应从如下3个方面考虑：①具有满足石油套管进行自动探伤的超声波自动探伤仪；②为石油套管自动探伤设计合理的超声波探伤方法；③具有满足自动探伤技术要求并配套的机械设备。目前，除螺纹和接箍部分的探伤需要进行试验研究以外，其他部分均为较成熟的或可以实现的技术。
科声公司生产的多通道数字式超声波探伤仪具有5个特点，是应用超声波自动检测必须具备的条件：①仪器具有较高的重复频率，能保证实现较高的检测速度和探伤密度；②各个通道性能一致，确保读数精确、可靠。在检测过程中，对同样的缺陷在不同的通道检测时，应有同样的结果，这样就不会漏检和误检，以便于缺陷的定量和设立探伤工艺标准；③适应能力强，在实际应用中往往要求使用不同的工作频率、不同的量程范围和不同的灵敏度，探伤仪能适应这些场合的探伤工作；④能自动进行伤波识别和报警，在自动探伤场合探伤人员监测伤波是不可取的，所以探伤仪的功能已经从对超声回波的拾取、显现，引申到了自动读数、自动补偿、自动定量、自动识别、自动报警；⑤抗干扰能力强，在工业现场往往有行车、电机等的存在，自动探伤机受电磁干扰、电源波动、机械振动、温度和湿度变化的影响。自动探伤仪能在这种环境下连续工作，排除杂波干扰，能减少误判和漏检，进行自动探伤。
（2）漏磁探伤方法
漏磁探伤方法是继超声波后新发展起来的一种探伤技术，探伤的基本原理是通过外加强大的磁场对铁磁性材料进行磁化，当被磁化的铁磁材料存在缺陷时，即在材料表面形成漏磁场，通过检测线圈或霍尔元件检测到的漏磁场电流或电压大小，反映出缺陷的大小和位置。其中直流局部磁化方法应用较多。
国外20世纪70年代中期开始研制实用的漏磁探伤设备，以后推出了多种漏磁探伤仪，比较有名的厂家是德国的Forster公司和美国的Tupboscope公司。目前国内使用漏磁探伤仪的厂家有上海宝山钢管厂和成都无缝钢管厂。分别使用Forster公司和Tupboscope公司的产品。
宝钢套管、油管检测是在其两端未加工螺纹和未装接箍之前的光管上进行的，检测速度为3根/min ，用漏磁检测套管两端不可检测的盲区为10mm ，然后用专用的磁粉探伤设备再检测套管两端350mm的部分。磁粉探伤5根管子同时进行，在1min内完成，然后用人工观察缺陷。宝钢的漏磁探伤设备有两种类型，一种是探头固定不动，管子直线通过；另一种是探头直线运动，管子原地旋转。宝钢用漏磁探伤套管、油管时，严格执行API SPE 5CT标准，对各种规格、钢级的套管、油管都按标准做出人工标准伤样管，当被检管子的规格和钢级发生变化时，就要用样管对仪器和探头校准。宝钢的漏磁探伤采用直流周向磁化的方法对套管、油管进行磁化，能检测到管体内外表面及内部的纵向缺陷，如果发现表面有划伤等缺陷时，要进行表面修磨，然后再进入检测线检测，如果剩余壁厚大于87.5%t（t为套管壁厚），可以作为合格管出厂，否则报废。