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油管检测技术在作业施工中的应用

针对纯梁采油厂油井偏磨、腐蚀日趋增多，因油井的偏磨、腐蚀导致杆管的

大量报废致使作业费用居高不下，并严重制约着作业工程质量的提高及免修期的

进一步延长，严重影响了开发水平的整体提高，同时为进一步配合胜利油田分公

司防偏磨专项治理，采油厂引进油管检测技术查找偏磨、腐蚀油管有着非常重要

的意义，通过实施油管检测取得了较好的经济效益。

一、纯梁采油厂杆管偏磨、腐蚀现状及原因分析

目前，纯梁采油厂有抽油机井1121口，根据历年来现场作业井资料统计，

近566口井有不程度的偏磨，其中106口井严重偏磨(偏磨2处,偏磨段超过500

米)。

根据近几年现场资料统计,归结起来造成纯梁采油厂油井偏磨、腐蚀主要有

以下几个方面的原因：

1、抽油杆柱失稳弯曲影响。在抽油机井中，下冲程时，抽油杆柱中和点以

上部分受拉应力，中和点以下部分受压应力，发生弯曲并产生偏磨。

2、管柱的弹性变形和弯曲的影响。油管在生产过程中，活塞以上液体的重

量引起油管弹性变形。在上冲程时，液体载荷转换到抽油杆上，由于液体载荷的

突然消失，油管在无负荷的情况下向上收缩引起油管弯曲。

3、斜井井身弯曲的影响。在钻井过程中，钻井的井身并非是直线而是呈螺

旋弯曲的，造成套管内的油管、抽油杆也会产生螺旋弯曲，从而发生偏磨。

4、套管变形的影响。当油管接箍或大直径的井下工具位于套变位置时，产

生油管弯曲，造成抽油杆与油管、油管与套管之间的偏磨。

5、抽汲介质的腐蚀影响。由于油井产出液体含水较高，润滑状况恶化，并

具有较强的腐蚀性，使管、杆偏磨的表面更加粗糙，从而加速了磨损。

6、水质呈弱酸性，细菌、二氧化碳等杂质对油管的腐蚀。

二、工作原理、油管缺陷分类及主要技术指标

在线检测设备可以轻易解决寻找偏磨腐蚀油管这一难题。该系统具有操作简

单、检测功能齐全、检测信号可以存储、不受油污和水的影响，而且超标油管自

动报警，能精确定性、定量、定位评价缺陷状况，稳定测量油管壁厚变化，具有

不影响现场作业施工，对环境无污染等优点，在全国各大油田得到广泛应用。

1：工作原理

磁性检测法是目前已被公认最可靠的油管检测手段。磁性法检测油管缺陷

（裂纹、孔洞、磨损、锈蚀等）的基本原理是：用一磁场沿油管轴向（或者周向）

磁化油管，一旦油管中存在缺陷，则会在油管表面产生漏磁场，或者引起磁化油

管磁路内的磁通变化，采用磁敏感元件检测这些磁场的畸变，即可获得有关油管

缺陷的信息。

2：油管缺陷分类

根据缺陷的物理特性，将油管壁的损伤分为局部横向裂纹、孔洞（片蚀）及

轴向沟槽等四类缺陷。

（1）、横向裂纹

横向裂纹主要是油管受交变载荷作用而形成的疲劳缺陷。油管长期处在挤压

和拉伸的工作状态下，在其表面容易形成细小的横向裂纹，其几何特征值有：裂

纹深h、裂纹宽w、裂纹长L。此类缺陷较少见，主要是该缺陷还没有形成时，

其它类型的缺陷已经使油管报废了。

（2）、孔洞（片蚀）

孔洞因局部材质不良、机械碰撞或液体腐蚀引起。由于腐蚀影响，实际孔洞

的轮廓面凹凸不平，但总的构形可近似按半球面处理，其几何特征值有：孔深h、

孔口直径φ、孔底曲率半径p。存在形式为几个或间断孔洞带组成，此类缺陷较

常见。

片蚀是一种因井液腐蚀引起的损伤。在片蚀区，金属材质松软，有粗糙的“飞

皮”附着，因此很难有一个准确的几何构形来描述。参照压力容器缺陷评定中“定

框框”和“划圈圈”的经验，近似地将片蚀简化为一方形凹坑。其几何特征值有：

片深h、片宽w、片长L，此类缺陷较少见。

（3）、轴向沟槽

轴向沟槽主要由抽油杆的磨擦引起。根据观察和分析，沟槽的断面轮廓线可

以近似处理为U形或圆弧形，其几何特征值有：槽深h、槽宽w、槽底曲率半径

p。此类缺陷的规律性较强，沟槽长度一般为抽油泵冲程的长度，此类缺陷较常

见。

（4）、制造缺陷

在制造过程中产生气泡、夹杂、折叠等缺陷；还有类似波纹的油管缺陷等。

3、主要技术指标

（1）、被测油管直径范围：φ27/8″、φ31/2″；

（2）、横向裂纹分辨率（光滑表面）：0.3mm（深度）×5mm（长度）；

（3）、腐蚀坑及孔洞分辨率：φ1.2mm；

（4）、壁厚磨损分辨率：壁厚的5%；

（5）、油管两端检测盲区：≤60m