油田油管無損技術(shù)檢測(cè)探析

馬程成

摘要：油田開采過程中油管發(fā)揮了重要作用，與此同時(shí)，在日常生活中，油田油管損傷事件極為常見，因此本文結(jié)合實(shí)際情況，探究無損檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容，詳細(xì)介紹漏磁檢測(cè)法及渦流檢測(cè)法的檢測(cè)原理有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：油田;油管;無損檢測(cè)技術(shù)

引言：在油田采油過程中，油管是必備裝備之一，油管本質(zhì)上是一種鋼柱管，其位于油田油井中，主要承擔(dān)職責(zé)是在石油開采過程中注水、筑起等環(huán)節(jié)中發(fā)揮效用。油管可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，且可以隨著實(shí)際情況借助設(shè)備等將其下入和起出。因此對(duì)其開展檢測(cè)，確保其充分發(fā)揮作用有重要作用。

1無損檢測(cè)技術(shù)主要內(nèi)容闡述及油田開展油管檢測(cè)的重要性

1.1無損檢測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容

所謂的無損檢測(cè)技術(shù)主要是指在不破壞油管原有結(jié)構(gòu)及形狀的基礎(chǔ)上，通過利用無傷的方式對(duì)油管相關(guān)信息進(jìn)行收集，從而以檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)，探究油管是否存在缺陷，如果發(fā)現(xiàn)油管存在缺陷，需要借助無損檢測(cè)技術(shù)最終確定缺陷位置，從而便于相關(guān)人員進(jìn)行維護(hù)，以及分析、研究油管缺陷及損傷出現(xiàn)的原因的一種技術(shù)。通常情況下，是通過聲、光、電、熱及磁性等物理學(xué)原理為技術(shù)保障，當(dāng)前常見的油管無損檢測(cè)方法主要包括滲透檢測(cè)法、微波檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法、射線檢測(cè)法、激光檢測(cè)法等，這些技術(shù)在檢測(cè)油管的完整性、無損性方面發(fā)揮了重要作用。另外油管無損檢測(cè)技術(shù)還能通過技術(shù)手段，檢查油管的整體性能，對(duì)其作出科學(xué)評(píng)估，從而助力相關(guān)人員評(píng)價(jià)油管的使用壽命就允許最大負(fù)荷等內(nèi)容，這對(duì)于合理發(fā)揮油管效用、降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生頻率有重要作用。綜上，油管無損檢測(cè)技術(shù)就傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行比較，其具有保證油管完整、滿足整體性檢測(cè)需求、檢測(cè)效率高、結(jié)果具備科學(xué)性參考價(jià)值、技術(shù)安全等特點(diǎn)，因此該檢測(cè)技術(shù)成為油田中應(yīng)用較為廣泛的一種檢測(cè)技術(shù)[1]。

1.2開展油管無損檢測(cè)技術(shù)的重要性

在石油開采過程中，油管由于受到多種因素的影響，例如油管受到高溫、酸化及壓裂等，此時(shí)油管會(huì)發(fā)生彎曲，同時(shí)周圍其他設(shè)備的拉伸作用、活塞效應(yīng)及膨脹效用等均會(huì)導(dǎo)致油管發(fā)生變化。在油田中油管出現(xiàn)彎曲之后會(huì)造成一連串的連鎖反應(yīng)，比如接油管彎曲之后，抽油桿會(huì)受到影響也呈現(xiàn)彎曲狀態(tài)，從而導(dǎo)致油管壁和油管發(fā)生磨損，如果長(zhǎng)期無法得到解決，會(huì)導(dǎo)致采油效率受到影響，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)無法出油的問題，導(dǎo)致油井不得不停工檢查維護(hù)，這對(duì)于油田開采企業(yè)而言，會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；诖?，加強(qiáng)對(duì)油管整體情況檢測(cè)力度，按時(shí)定期開展檢測(cè)活動(dòng)，是保證油管正常發(fā)揮效用的重要途徑，其中無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用作為常見。

2油管無損檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)原理

應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)油管時(shí)，漏磁檢測(cè)法及渦流檢測(cè)法憑借科學(xué)、可靠的檢測(cè)結(jié)果及便捷的檢測(cè)方式深受石油開采等公司的青睞，在此以上述方法為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述檢測(cè)方法的原理。應(yīng)用上述方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)主要按照以下步驟進(jìn)行，首先需要停止該油井的一系列工作活動(dòng)，然后將油管起出并清洗干凈，然后將清洗干凈的油管放入檢測(cè)臺(tái)。其次仔細(xì)地將油管螺旋式地穿過檢測(cè)臺(tái)上的漏磁感應(yīng)器，然后打開開關(guān)，對(duì)油管進(jìn)行漏磁檢測(cè)，記錄完成檢測(cè)結(jié)果之后進(jìn)行下一步工序。最后引導(dǎo)油管經(jīng)過渦流傳感器，進(jìn)行渦流檢測(cè)工作，并記錄檢測(cè)結(jié)果。上述檢測(cè)方法主要是通過磁化性質(zhì)完成對(duì)整體的檢測(cè)任務(wù)，經(jīng)過磁化傳感器之后，油管被磁化，磁化之后，油管的磁導(dǎo)率下降，這可以降低渦流檢測(cè)過程中磁導(dǎo)率的影響作用，然后經(jīng)過兩個(gè)傳感器的檢測(cè)，可以得到相應(yīng)的信息，然后對(duì)信息進(jìn)行處理，將最終的結(jié)果與無損油管的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，便能有效發(fā)現(xiàn)油管是否存在問題及存在問題的具體部位。而渦流檢測(cè)原理是金屬在通過變化的磁場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不斷變化的渦狀流動(dòng)電流，而對(duì)產(chǎn)生的電流進(jìn)行分析便能得出油管的內(nèi)部狀態(tài)，此時(shí)便可明確發(fā)現(xiàn)油管是否出現(xiàn)損傷及具體部位。從中可知，油田油管檢測(cè)過程中，無損檢測(cè)法方法主要依據(jù)是物理性質(zhì)的應(yīng)用，同時(shí)在此過程中合理應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備及檢測(cè)技術(shù)也是關(guān)鍵，需要檢測(cè)人員認(rèn)真理解檢測(cè)方法具體要求，正確應(yīng)用技術(shù)才是確保最終檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠的關(guān)鍵。

3油管無損檢測(cè)技術(shù)的信號(hào)采集及信號(hào)處理方法

在實(shí)際生活中，應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)油田油管進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，漏磁檢測(cè)法及渦流檢測(cè)法應(yīng)用最為常見，應(yīng)用過程中，信號(hào)采集及信號(hào)處理是關(guān)鍵，在此進(jìn)行具體分析。檢測(cè)過程中，油管缺陷檢測(cè)系統(tǒng)主要是由信息發(fā)生器、傳感器及信號(hào)預(yù)處理器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器及油管支撐裝置組成。具體檢測(cè)時(shí)，傳感器是檢測(cè)油管損傷情況的主力，可全面探測(cè)油管損傷部位及缺陷信息，信號(hào)預(yù)處理器主要作用是將傳感器收集的信息信號(hào)放大、疊加及濾波處理，然后將其輸送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析。如此才能確保最后獲得全刪、全面、真實(shí)的檢測(cè)結(jié)果。

在檢測(cè)過程中，需要注意，無論是油管進(jìn)行運(yùn)動(dòng)還是傳感器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，確保探頭掃描到待檢測(cè)油管的整體是關(guān)鍵，因此在檢測(cè)過程中，需要靈活地操縱相關(guān)儀器，確保油管的所有表面均得到全面掃描。同時(shí)信號(hào)預(yù)處理階段，主要是對(duì)傳感器獲得信息信號(hào)的放大、除噪、誤差補(bǔ)償?shù)?，是保證最終結(jié)果真實(shí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，檢測(cè)過程中系統(tǒng)在獲取信號(hào)后，會(huì)對(duì)其進(jìn)行平滑處理，剔除其中的短促干擾信號(hào)及孤立點(diǎn)，且由于受到工頻電壓等因素的干擾，其會(huì)出現(xiàn)異常信號(hào)點(diǎn)，此時(shí)需要進(jìn)行粗大誤差處理。現(xiàn)階段，數(shù)字信號(hào)處理主要是基于短時(shí)傅立葉變換和小波變化法進(jìn)行完善。其中小波變換更為先進(jìn)，且對(duì)油管缺陷引起的突變性信號(hào)更為敏感，所以其在日常檢測(cè)中應(yīng)用更為廣泛[2]。

4數(shù)據(jù)融合理論及在油管檢測(cè)中的應(yīng)用

在油管無損檢測(cè)過程中，應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)便是渦流傳感器和漏磁傳感器，這兩種技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用。隨著技術(shù)發(fā)展，為了獲得更為精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，提升對(duì)油管缺陷檢測(cè)的精度和準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)兩者融合成為重點(diǎn)思考方向。目前多傳感器的融合應(yīng)用已經(jīng)逐漸推進(jìn)，其通過充分利用多個(gè)傳感器資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間上的互補(bǔ)，這對(duì)于提升檢測(cè)可信度發(fā)揮重要作用。經(jīng)過多傳感器的信息融合，整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)有效性大幅度提高，以信息抽象融合層次為基礎(chǔ)，可將其分為檢測(cè)級(jí)融合、目標(biāo)識(shí)別級(jí)融合和位置級(jí)融合三部分。油管檢測(cè)系統(tǒng)總應(yīng)用廣泛的是目標(biāo)識(shí)別級(jí)融合，其中包含數(shù)據(jù)級(jí)融合、特征級(jí)融合等。多融合理論為油管檢測(cè)發(fā)展優(yōu)化提供有效支持。

結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際情況詳細(xì)闡述了油管無損檢測(cè)技術(shù)的內(nèi)涵和應(yīng)用無損檢測(cè)技術(shù)的重要性，然后以漏磁檢測(cè)法及渦流檢測(cè)法為基礎(chǔ)，全面闡述檢測(cè)原理，并分析漏磁檢測(cè)法及渦流檢測(cè)法應(yīng)用過程中的信號(hào)采集及信號(hào)處理方法及多融合理論在其中的應(yīng)用，以期通過本文的研究，為油田企業(yè)提供更多參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎麗麗，張炎，秦世勇，于志軍.連續(xù)油管電磁無損檢測(cè)試驗(yàn)分析及應(yīng)用探究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（22）：60-62.

[2]黃錕，張炎，劉爽，于志軍.淺議連續(xù)油管無損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（17）：52-53.