Материал: Технологические процессы и технические средства для глубинно-насосной эксплуатации нефтяных скважин

одной обмотки 5 намагничивания по отношению к структуре участка насосной штанги 3 в пределах другой обмотки 5 намагничивания. В случае, если магнитные проницаемости участков структуры, лежащих в зоне первой и второй обмоток 5, отличаются друг от друга, на выходе измерительных обмоток 6 возникают ЭДС. Этот сигнал в процессе перемещения измерительных обмоток 6 вдоль штанги 3 поступает на вход быстродействующего регистратора.

Рис. 2.14. Распределение магнитного потока, пронизывающего насосную штангу при входе участка штанги с неоднородной структурой в зону первой обмотки измерительной системы

Для того чтобы распознать дефекты несплошности либо неоднородности структуры насосной штанги 3, повторно нагружают насосную штангу от величины минимального ее нагружения в скважине (F1 = 1000 кГс) до величины максимального ее нагружения (F1 = 3000 кГс) и постепенно снимают механическую нагрузку до величины 1000 кГс. При этом нагрузка изменяется во времени и по длине насосной штанги. Это изменение определяется величиной 500 кГс на длине 1 м за 0,5 с. Одновременно с нагружением насосной штанги 3 производят ее намагничивание постоянным током Iо = 0,5 А, Iр = 1,35 А путем перемещения от конца штанги 3 до ее начала двух обмоток 5 намагничивания. Намагничивание штанги 3 и измерение сигнала осуществляется аналогично изложенному ранее.

151

Поскольку в данном способе вначале производят нагружение горизонтально расположенной штанги 3, обеспечивается выпрямление тела насосной штанги 3, а также уменьшается ее прогиб, чем обеспечивается в процессе неразрушающего контроля одинаковый для всех штанг 3 гарантированный эксцентриситет между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью обмоток 5 намагничивания и измерительных обмоток 6.

Нагружение штанги 3 от величины ее минимального нагружения в скважине до величины ее максимального нагружения в скважине и вновь до величины минимального нагружения обеспечивает условия, идентичные условиям, которые испытывает насосная штанга 3 в скважине, а именно: минимальное нагружение – это нагружение колонны насосных штанг 3 при ходе ее вниз, максимальное нагружение – нагружение, которое испытывает колонна насосных штанг 3 при ходе вверх с поднимаемой жидкостью.

Исходя из того, что насосная штанга 3 при магнитоиндукционном контроле находится под воздействием изменяющейся по величине и во времени механической нагрузки, достигается надежное выявление дефектов неоднородности структуры.

Таким образом, благодаря деформации насосной штанги 3 в процессе ее намагничивания, происходит приращение намагниченности изделия, т.е. возрастает величина индукции в теле насосной штанги в процессе намагничивания. Кроме того, сравнивая по дефектограмме на рис. 2.12 уровни выходного сигнала (канал 1) при прямом перемещении (при токе намагничивания I = Iн, при обратном перемещении систем (ток намагничивания 0 < Iр < Iн), судят о природе дефекта. Уменьшение тока намагничивания ведет к уменьшению основного магнитного потока. Если уровень выходного сигнала при уменьшении тока намагничивания уменьшается незначительно (обратное перемещение обмоток), это говорит о дефекте несплошности, а если уровень выходного сигнала при уменьшении тока намагничивания резко уменьшается, это говорит о дефекте неоднородности структуры.

152

Эффективность магнитоиндукционного контроля протяженных ферромагнитных изделий на примере насосных штанг, нашедшего применение в ПО «Пермнефть», ПО «Укрнефть», ПО «Белоруснефть» МНП СССР и НК «ЛУКОЙЛ» и в других компаниях РФ, подтверждена результатами усталостных испытаний насосных штанг, бывших в эксплуатации, представленными в табл. 2.3 и 2.4.

Таблица 2 . 3

Предел выносливости насосных штанг, бывших в эксплуатации, отобранных по результатам магнитоиндукционного контроля протяженного ферромагнитного изделия

Примечание. Серии64(1), 66(1), 65(1) выполненыизштанг, находившихсявэксплуатациинаместорожденияхНГДУ«Осинскнефть», ПО «Пермнефть», г. Оса

Примечание. Серии73, 73(1), 74, 74(1), 74(2) выполнены изштанг, находившихся вэксплуатации наместорождених НГДУ«Краснокамскнефть», ПО«Пермнефть», г. Краснокамск

153

Таблица 2 . 4

Предел выносливости насосных штанг, бывших в эксплуатации, прошедших магнитоиндукционный контроль и отобранных по результатам усталостных испытаний на воздухе

Примечание. Серия 64(1) выполнена из штанг, находившихся в эксплуатации на месторождениях НГДУ «Осинскнефть», ПО «Пермнефть», г. Оса.

При этом принятая база испытаний на воздухе насосных штанг, а именно – 5·10 6 циклов и 20·106 циклов, соответствует 2,5 и 10 годам эксплуатации штанги в среде добываемой жидкости согласно исследованиям, выполненным совместно со специалистами кафедры «Сопротивления материалов» Пермского политехнического института. Пример практической реализации [5, 7, 10, 60, 55] промышленного устройства для осуществления способа неразрушающего магнитоиндукционного контроля насосных штанг пред-

ставлен на рис. 2.15, 2.16, 2.17.

Таким образом, данный способ неразрушающего контроля штанг позволяет из объема штанг, например находившихся в эксплуатации, с высокой степенью достоверности выявить насосные штанги, пригодные для дальнейшей эксплуатации, независимо от качества подготовки их внешней поверхности.

154