使用涡流传感器实现连续油管椭圆度在线检测技术的研究说明

　　椭圆度是连续油管寿命评估的重要判据之一，椭圆度的检测技术是保证连续油管装备现场安全应用的基础。根据涡流测距技术的基本原理，提出采用涡流测距传感器周向均布检测连续油管外径的检测方法，设计研制了椭圆度检测装置样机。根据检测装置的结构特点，提出了新的椭圆度测量算法并编制相应的测量软件。通过样机精度检测实验及现场在线检测实验表明，连续油管椭圆度在线检测装置检测效率可达 1 m/ s，椭圆度测量灵敏度达 1% 。为连续油管椭圆度检测提出了一种行之有效的方法，具有良好的工程实用价值。

　　连续油管作为上世纪最伟大的发明之一，目前广泛用于油田钻井、完井、压裂、酸化、排液、试油、采油采气、修井、集输管线解堵等领域。但实践表明，由于连续油管储藏时缠绕在油管滚筒上，在一个使用周期内要经过 6 次变形（ 3 次直—弯变形、3 次弯—直变形） ，管体始终处于塑性变形状态［1］。工作时连续油管受到注入头夹紧块的挤压、防喷器和井壁的摩擦、内外压和轴向载荷的作用，因此油管截面有椭圆化的趋势，且椭圆度的急剧变化是引起连续油管塑性破坏的主要原因。随着连续油管使用时间的延长，其椭圆度会逐渐增大。根据美国 Dowell Schlumberger 公司规定，若连续油管的最小直径小于 96% 的标准直径或最大直径大于 106% 的标准直径就不得再使用［2］。当椭圆度达到一定值时，将大大降低其抗挤毁压力等级、阻碍连续油管通过注入头和防喷器、影响密封。因此，开展连续油管椭圆度在线检测技术研究具有十分重要的现实意义。国外连续油管椭圆度在线检测技术相对较为成熟，NOV 和 Tuboscope 两家公司已研制出各自的连续管在线检测装置，但技术门槛高、价格昂贵。国内连续油管在线检测技术大多采用室内检测的方法或样机实用性不强［3］。根据涡流测距技术的基本原理，提出采用涡流测距传感器周向均布检测连续油管外径的检测方法，设计研制了椭圆度检测仪器样机。仪器直接安装在连续油管作业机上，可实现无损、非接触、连续测量，不会受连续油管表面非导电性杂物影响，是一种行之有效的连续油管椭圆度在线检测手段。