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【摘要】在石油开采过程中油管是必不可少的一项工具，油管被大量应用于油田开采过程中，并对石油的开采发挥着重要作用。油田油管损伤检测的主要目的是确保油井的安全生产，因此，对油管的无损检测技术的研究具有重要的意义。本文主要对油田油管无损检测技术进行研究，从而分析提高油管检测的精度和效率的方法。
【关键词】油田油管；无损检测；研究
油管属于一种井下通道的钢柱管，在石油开采过程注水、筑起等环节中应用，其能够重复使用，并能够被下入和起出。在采用过程中，油管会因为各种原因导致弯曲，如抽油管受拉伸、酸化、压裂、高温等外部环境影响，活塞效应、螺旋效应、膨胀效应等作用。抽油管在弯曲后可直接导致抽油杆弯曲，继而磨损抽油杆和油管壁，最后影响出油，在不出油的情况下油井不得不停工停产，导致油田企业产生巨大的经济损失。为了及时掌握油管的磨损和破裂情况，需要定期对其进行检测，而最主要的检测技术就是无损检测技术。无损检测技术即为不损伤材料和成品的检测，该项技术的检测原理为材料的内部结构对光、热、点的反应，通过反应情况即可判断材料内部是否异常。应用无损检测技术检测油管的强度，确定其是否存在缺陷，对构建所能允许的负荷和使用寿命进行评价，根据检测结构对油管进行修理。
一、油管无损检测技术方法及其原理
油管无损检测的方法主要有渗透检测法、微波检测法、磁粉探伤法漏磁检测法以及涡流检测法，漏磁检测主要应用于高磁导性的铁磁性材料，材料被磁化后，通过磁力线就会发现弯曲变形即为有缺陷材料，另外磁敏感传感器能够对泄漏的磁力线的磁场进行检测，从而判断缺陷的存在。通过漏磁检测法检测油管需要先将油管磁化，磁化的目的是判断被磁对象是否能产生可识别测量和可分辨的磁场信号。涡流检测原理为金属在变化磁场中会有涡状流动的电流产生，加工金属管道置于电磁感应下，会产生不同大小以及分布状况不同的涡流，金属管道的状况直接影响着涡流的产生情况，从而通过涡流的分布和大小判断金属管道的缺陷情况。漏磁检测法的主要缺点为形状平滑大缺陷严重处的漏磁信号相对小而深的管壁缺陷处的信号要小得多，因此，需要采用校验对漏磁检测数据进行核对，并且一旦有杂质混含在油管材料中，检测数据就缺乏准确性。涡流检测法的扫描较为轻松、传感器与试件之间不受牵制力影响，不需要进行饱和磁化，能可靠检测出试件的二维、三维及腐蚀缺损，不存在检测盲区。但其检测缺点为难以达到高速扫描，工作频率不高，检测结果中难以区分缺陷的形状和种类。电磁超声检测技术的应用原理为金属试件接近通以高频电流的线圈时，其表面会感生高频涡流，通过在试件附近加一个强磁场，金属材料中的带点粒子在磁场作用下产生高频力。该力是高频机械振动，并在试件中传播形成超声波。若试件出现缺陷，其产生的超声波经外加磁场的作用形成涡流，涡流的磁场与线圈的磁场相互作用，导致线圈两端变化，从而判断缺陷的产生。该技术的主要优点为对试件表面无粗糙度高要求，探伤速度快。另外，传感器和钢管在检测时无转动要求。对其他检测技术能够探出的缺陷其也可探出，并能在高温环境下工作。其主要缺点为具有较为复杂的电磁场模型和求解，并且定量分析难度大，由于电磁超声检测技术的测试范围为微弱信号，因此，其对探头的要求较高，探头需要有高敏感性和信噪比，在实践中难以实现。
从以上检测方法分析可知，各种无损检测技术均存在优缺点，在实际检测中应根据具体情况选择最佳的检测技术。在对油管进行检测时要先将油管洗净、放入检测台，以螺旋式前进穿过传感器进行检测，目前，我国的油管无损检测技术还不够完善，检测微裂缝的非常规腐蚀坑具有困难，检测机械损伤如塑性变形、微裂缝等缺乏准确性，针对刮伤引起的严重塑性变形、疲劳扩展裂缝等缺陷存在设计疲劳递减系数困难问题，对氢和硫致应力开裂无法检测，检测初发的气孔缺陷缺乏准确性。
二、油管无损检测的信号处理方式
在油管无损检测中，会出现信号带噪声的现象，以及探头结构相对于缺陷现状不合理，此时需要采取油管缺陷检测系统进行处理。该系统的主要构成部位为信号发生器、传感器、预处理器、数字信号处理器、油管支撑装置，实际的检测传感器为探伤传感器、其主要是用来获取缺陷信息，缺陷信息经信号预处理器进行放大、叠加、滤波等处理，信息经处理后被传送到模数转换器，再进行一次处理，最后经计算机进行缺陷分析。在检测油管过程中，可进行检测传感器运动或者油管运动，但无论哪一方运动都必须确保油管的表面全部被探头扫描到，若没有扫描到，则会出现漏检。检测主要依靠探头的轴向旋转，在油管上呈螺旋线轨迹扫描，铜鼓精准的控制即对探测器的速度和位置进行控制。信号的预处理属于检测系统的中间环节，作用为处理信号。系统一旦获取信号，会首先对其采取平滑处理措施，对数据中可能会出现的短促干扰信号和孤立点进行剔除。在检测油管过程中，需要采取粗大误差处理措施对检测中因工频电业等因素干扰的离散异常信号点进行剔除，目前，常采用短时傅立叶变换和小波变化法处理数字信号，小波变化法能够分析指定频带和时间段内的信号，对信号的任何细节均可聚焦，对油管缺陷引起的突变性信号具有敏感性，因此，其是目前最为先进的数字信号处理方法。
三、多传感器的应用
在油管无损检测中可利用漏磁传感器和涡流传感器两种，利用多传感器提高检测的准确性和精度，从而判断缺陷的位置。在利用多传感器时，两传感器采集的信号需要进行融合和处理，为结论的可靠性提供双层保障。多传感器的信息融合是将多个传感器的资源整合起来，对各个传感器进行优化组合，从而达到时间和空间上的互补，描述和解释环境的一致性。融合多传感器的信息，为整个传感器系统的有效性提供保障。信息融合可划分为位置级融合、检测级融合、目标识别级融合三种，而目标识别级融合被油管检测系统大量使用，数据级融合、决策级融合、特征级融合等都属于目标识别级融合范畴。数据级融合是在预处理之前进行的，是在保留原有数据的基础上进行综合和分析，特征级融合是在预处理和特征提取后，综合分析或处理环境特征信息，决策级融合主要是通过高功能的数据模型对信息进行研究，并最终表示出来，由此可知，决策级融合属于融合的最高级，其主要优点为容错性和实时性高。
结束语
油田油管检测技术种类较多，各种检测技术均有优劣性。虽然，我国的油田油管检测技术已迅速发展，但还是有许多问题难以攻克，因此，还需要对油管检测技术进行研究。在实际应用油管检测技术时，可从多方面考虑选择最适合的检测技术，从而提高检测精准性。
参考文献
[1]杨延泉.油田油管无损检测技术研究[J].化工管理，2013，10：130.
[2]李文彬，苏欢，王珂，上官丰收，宋生印.连续油管无损检测技术的应用发展[J].无损检测，2010，06：475-478.
[3]薛道成.煤矿巷道锚杆无损检测技术及在西山矿区的应用研究[D].中国矿业大学，2013.
[4]李文彬.连续油管无损检测技术及其应用研究[D].西安石油大学，2010.
【关键词】油田油管；无损检测；研究
油管属于一种井下通道的钢柱管，在石油开采过程注水、筑起等环节中应用，其能够重复使用，并能够被下入和起出。在采用过程中，油管会因为各种原因导致弯曲，如抽油管受拉伸、酸化、压裂、高温等外部环境影响，活塞效应、螺旋效应、膨胀效应等作用。抽油管在弯曲后可直接导致抽油杆弯曲，继而磨损抽油杆和油管壁，最后影响出油，在不出油的情况下油井不得不停工停产，导致油田企业产生巨大的经济损失。为了及时掌握油管的磨损和破裂情况，需要定期对其进行检测，而最主要的检测技术就是无损检测技术。无损检测技术即为不损伤材料和成品的检测，该项技术的检测原理为材料的内部结构对光、热、点的反应，通过反应情况即可判断材料内部是否异常。应用无损检测技术检测油管的强度，确定其是否存在缺陷，对构建所能允许的负荷和使用寿命进行评价，根据检测结构对油管进行修理。
一、油管无损检测技术方法及其原理
油管无损检测的方法主要有渗透检测法、微波检测法、磁粉探伤法漏磁检测法以及涡流检测法，漏磁检测主要应用于高磁导性的铁磁性材料，材料被磁化后，通过磁力线就会发现弯曲变形即为有缺陷材料，另外磁敏感传感器能够对泄漏的磁力线的磁场进行检测，从而判断缺陷的存在。通过漏磁检测法检测油管需要先将油管磁化，磁化的目的是判断被磁对象是否能产生可识别测量和可分辨的磁场信号。涡流检测原理为金属在变化磁场中会有涡状流动的电流产生，加工金属管道置于电磁感应下，会产生不同大小以及分布状况不同的涡流，金属管道的状况直接影响着涡流的产生情况，从而通过涡流的分布和大小判断金属管道的缺陷情况。漏磁检测法的主要缺点为形状平滑大缺陷严重处的漏磁信号相对小而深的管壁缺陷处的信号要小得多，因此，需要采用校验对漏磁检测数据进行核对，并且一旦有杂质混含在油管材料中，检测数据就缺乏准确性。涡流检测法的扫描较为轻松、传感器与试件之间不受牵制力影响，不需要进行饱和磁化，能可靠检测出试件的二维、三维及腐蚀缺损，不存在检测盲区。但其检测缺点为难以达到高速扫描，工作频率不高，检测结果中难以区分缺陷的形状和种类。电磁超声检测技术的应用原理为金属试件接近通以高频电流的线圈时，其表面会感生高频涡流，通过在试件附近加一个强磁场，金属材料中的带点粒子在磁场作用下产生高频力。该力是高频机械振动，并在试件中传播形成超声波。若试件出现缺陷，其产生的超声波经外加磁场的作用形成涡流，涡流的磁场与线圈的磁场相互作用，导致线圈两端变化，从而判断缺陷的产生。该技术的主要优点为对试件表面无粗糙度高要求，探伤速度快。另外，传感器和钢管在检测时无转动要求。对其他检测技术能够探出的缺陷其也可探出，并能在高温环境下工作。其主要缺点为具有较为复杂的电磁场模型和求解，并且定量分析难度大，由于电磁超声检测技术的测试范围为微弱信号，因此，其对探头的要求较高，探头需要有高敏感性和信噪比，在实践中难以实现。
从以上检测方法分析可知，各种无损检测技术均存在优缺点，在实际检测中应根据具体情况选择最佳的检测技术。在对油管进行检测时要先将油管洗净、放入检测台，以螺旋式前进穿过传感器进行检测，目前，我国的油管无损检测技术还不够完善，检测微裂缝的非常规腐蚀坑具有困难，检测机械损伤如塑性变形、微裂缝等缺乏准确性，针对刮伤引起的严重塑性变形、疲劳扩展裂缝等缺陷存在设计疲劳递减系数困难问题，对氢和硫致应力开裂无法检测，检测初发的气孔缺陷缺乏准确性。
二、油管无损检测的信号处理方式
在油管无损检测中，会出现信号带噪声的现象，以及探头结构相对于缺陷现状不合理，此时需要采取油管缺陷检测系统进行处理。该系统的主要构成部位为信号发生器、传感器、预处理器、数字信号处理器、油管支撑装置，实际的检测传感器为探伤传感器、其主要是用来获取缺陷信息，缺陷信息经信号预处理器进行放大、叠加、滤波等处理，信息经处理后被传送到模数转换器，再进行一次处理，最后经计算机进行缺陷分析。在检测油管过程中，可进行检测传感器运动或者油管运动，但无论哪一方运动都必须确保油管的表面全部被探头扫描到，若没有扫描到，则会出现漏检。检测主要依靠探头的轴向旋转，在油管上呈螺旋线轨迹扫描，铜鼓精准的控制即对探测器的速度和位置进行控制。信号的预处理属于检测系统的中间环节，作用为处理信号。系统一旦获取信号，会首先对其采取平滑处理措施，对数据中可能会出现的短促干扰信号和孤立点进行剔除。在检测油管过程中，需要采取粗大误差处理措施对检测中因工频电业等因素干扰的离散异常信号点进行剔除，目前，常采用短时傅立叶变换和小波变化法处理数字信号，小波变化法能够分析指定频带和时间段内的信号，对信号的任何细节均可聚焦，对油管缺陷引起的突变性信号具有敏感性，因此，其是目前最为先进的数字信号处理方法。
三、多传感器的应用
在油管无损检测中可利用漏磁传感器和涡流传感器两种，利用多传感器提高检测的准确性和精度，从而判断缺陷的位置。在利用多传感器时，两传感器采集的信号需要进行融合和处理，为结论的可靠性提供双层保障。多传感器的信息融合是将多个传感器的资源整合起来，对各个传感器进行优化组合，从而达到时间和空间上的互补，描述和解释环境的一致性。融合多传感器的信息，为整个传感器系统的有效性提供保障。信息融合可划分为位置级融合、检测级融合、目标识别级融合三种，而目标识别级融合被油管检测系统大量使用，数据级融合、决策级融合、特征级融合等都属于目标识别级融合范畴。数据级融合是在预处理之前进行的，是在保留原有数据的基础上进行综合和分析，特征级融合是在预处理和特征提取后，综合分析或处理环境特征信息，决策级融合主要是通过高功能的数据模型对信息进行研究，并最终表示出来，由此可知，决策级融合属于融合的最高级，其主要优点为容错性和实时性高。
结束语
油田油管检测技术种类较多，各种检测技术均有优劣性。虽然，我国的油田油管检测技术已迅速发展，但还是有许多问题难以攻克，因此，还需要对油管检测技术进行研究。在实际应用油管检测技术时，可从多方面考虑选择最适合的检测技术，从而提高检测精准性。
参考文献
[1]杨延泉.油田油管无损检测技术研究[J].化工管理，2013，10：130.
[2]李文彬，苏欢，王珂，上官丰收，宋生印.连续油管无损检测技术的应用发展[J].无损检测，2010，06：475-478.
[3]薛道成.煤矿巷道锚杆无损检测技术及在西山矿区的应用研究[D].中国矿业大学，2013.
[4]李文彬.连续油管无损检测技术及其应用研究[D].西安石油大学，2010.