石油鉆桿在油田鉆井工程中，是地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)與鉆鋌、鉆頭連接的主要部件，通過(guò)它們達(dá)到轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)，大鉤帶動(dòng)鉆頭升降，泥漿送到井底形成循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)鉆頭破碎巖層并連續(xù)鉆進(jìn)。正常鉆進(jìn)時(shí)，石油鉆桿在井下要承受拉伸、壓縮、扭曲和泥漿酸化等復(fù)雜交變應(yīng)力，工作條件極為惡劣，隨著工作頻率的增大，使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，將形成疲勞裂紋，嚴(yán)重腐蝕坑等，因此，石油鉆桿能否正常、安全地工作，是油田鉆井工程能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵之一，在鉆井工程生產(chǎn)中具有至關(guān)重要的地位。針對(duì)石油鉆桿運(yùn)用漏磁檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)其方法的運(yùn)用進(jìn)行探討，為提高石油鉆桿使用效率，掌握其質(zhì)量狀況，減少鉆井事故發(fā)生，從而提高整體經(jīng)濟(jì)效益具有十分積極的意義。

基本原理

石油鉆桿漏磁檢測(cè)原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率的特性基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量鐵磁性材料中由于缺陷所引起的磁導(dǎo)率變化來(lái)檢測(cè)在役石油鉆桿的狀況。石油鉆桿（鐵磁性材料）在外加磁場(chǎng)的作用下被磁化，當(dāng)無(wú)缺陷時(shí)，磁力線絕大部分通過(guò)鐵磁性材料，此時(shí)在材料內(nèi)部磁力線分布均勻；當(dāng)有缺陷時(shí)，由于材料中缺陷的磁導(dǎo)率比鐵磁性材料本身小，致使磁力線發(fā)生彎曲，并具有一部分磁力線泄漏出材料表面，通過(guò)檢測(cè)該泄漏磁場(chǎng)，就能有效地檢測(cè)出缺陷的存在，從而檢測(cè)分析石油鉆桿的疲勞損壞情況。

磁化方法

1、磁化方式選擇：常見的磁化方式有：交流磁化、直流磁化、交直流混合磁化。

交流磁化：由于“趨膚效應(yīng)”的影響，檢測(cè)深度將隨著磁化電流的頻率上升而呈指數(shù)曲線下降，并且大功率高頻交流電源較難獲得，同時(shí)考慮到石油鉆桿大多為厚壁管，有一定的檢測(cè)深度要求，因此，這種磁化方式一般場(chǎng)合較少使用。

直流磁化：該方式檢測(cè)深度較深，信號(hào)處理簡(jiǎn)單，并且，大功率直流電源較容易獲得。

交直流混合磁化：這種磁化方式從原理上講，取了前兩種方式之長(zhǎng)，即考慮了檢測(cè)深度又考慮了表面檢測(cè)靈敏度，為理想磁化方式。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于采用混合磁化方式后，造成勵(lì)磁檢測(cè)設(shè)備龐大，信號(hào)處理復(fù)雜，所以較少使用。

綜上所述，石油鉆桿漏磁檢測(cè)時(shí)，由于多為厚壁管，要求有一定的檢測(cè)深度，同時(shí)管體內(nèi)外表面有氧化腐蝕存在，因此采用直流磁化方式較為適宜，本文介紹的石油鉆桿漏磁檢測(cè)方法，即采用直流磁化法。

2、磁化方法選擇：磁化方法通常分為兩種，即軸向磁化和徑向磁化。它們分別適用于穿過(guò)和旋轉(zhuǎn)式檢測(cè)（目前國(guó)外已有人采用組合磁化和旋轉(zhuǎn)磁化，但都比較復(fù)雜）。這里介紹一種軸向局部磁化法。

為了能清楚地說(shuō)明局部磁化法原理，首先分析普通磁化方法。由于兩個(gè)磁化線圈之間存在一定距離，使得中央磁通密度較低，磁化不足，檢測(cè)結(jié)果可靠性降低。為了達(dá)到一定的可靠性，就必須加大磁化電流，確定合理的線圈距離，使兩個(gè)磁化線圈之間的鉆桿管體被充分磁化而達(dá)到磁飽和。

通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行引導(dǎo)，將磁極引向中央使兩個(gè)檢測(cè)勵(lì)磁線圈的距離相對(duì)縮短，其結(jié)果就是使中央磁通密度明顯增加。因此，只需使用較小的檢測(cè)勵(lì)磁電流，就能將被檢石油鉆桿管體局部磁化并達(dá)到飽和，從而有效地提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性。由于降低了檢測(cè)磁化電流，使得勵(lì)磁電電源也較為簡(jiǎn)單。

采用局部磁化法后，在同樣磁通條件下，中央磁通密度將提高23倍，有效地提高了磁化程度，提高了檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

信號(hào)處理方法

1、直流磁化電源：輸出直流電流到檢測(cè)探頭的勵(lì)磁線圈，以產(chǎn)生直流磁場(chǎng)。對(duì)被檢石油鉆桿管體進(jìn)行磁化，使其達(dá)到磁和。該電源輸出必須可調(diào)，根據(jù)不同的規(guī)格選擇最佳磁化點(diǎn)。

2、檢測(cè)探頭：由檢測(cè)勵(lì)磁圈和差動(dòng)測(cè)量圈組成。

3、前置放大器：由于漏磁檢測(cè)探頭的測(cè)量線圈輸出零電勢(shì)極小，因此，必須對(duì)該微弱信號(hào)進(jìn)行幅度放大，以便后級(jí)電路能對(duì)該信號(hào)進(jìn)行各種處理。

4、濾波器：由于前置放大器的輸出信號(hào)中既包含有缺陷信號(hào)，也含有其它噪聲信號(hào)，如跳動(dòng)、偏心、導(dǎo)電率變化、管徑變化及壁厚變化等，通過(guò)濾波器，將其中的缺陷信號(hào)選出，其它噪聲盡可能濾掉。

5、缺陷閘門：該電路作用時(shí)將濾波輸出的信號(hào)再進(jìn)行處理，當(dāng)有缺陷時(shí)，閘門打開；無(wú)缺陷時(shí)，閘門關(guān)閉，以提高信噪化。

整個(gè)信號(hào)處理過(guò)程中，由于沒(méi)有高頻信號(hào)存在，整個(gè)信號(hào)處理過(guò)程極其簡(jiǎn)單，這樣有利于提高儀器的穩(wěn)定性和可靠性，并將儀器體積縮小，便于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

從漏磁檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，證明該方法能方便地用于石油鉆桿的檢測(cè)，并且，該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、信號(hào)處理方便、檢測(cè)能力強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是具有定位性、客觀性和可記錄性，不僅適用于石油鉆桿的檢測(cè)，還適用于粗糙表面的管材、鋼棒等，同時(shí)，對(duì)漏磁檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)探頭和磁化工藝有較高要求，需要進(jìn)一步研究提高，以更好體現(xiàn)漏磁檢測(cè)技術(shù)具有的高靈敏度和優(yōu)良準(zhǔn)確率的優(yōu)越性。