高含硫天然气生产设备腐蚀监测技术研究(罗家寨高含硫研究报告节选).doc

第五章 高含硫天然气生产设备的腐蚀监测技术研究 第一节 井下油管腐蚀检测技术方案研究 一、井下管柱腐蚀检测技术 （一）井下管柱腐蚀检测技术调研 井下管柱腐蚀检测主要对某一时刻井下管柱的内径、壁厚等参数进行检测，分析当前管柱的腐蚀状况。目前国外采用多臂井径仪测量油管内径的变化，来实现在不动管柱情况下对井下管柱的腐蚀检测，但这种方式只能反映出油管内壁的腐蚀状况，对外壁的腐蚀状况不能判断。国外公司也可以利用超声波方式检测油管的壁厚，但这只适用于油、水井，对于气井，由于超声波在气体介质中的衰减很大，目前还无法实施。对于气井，适合壁厚检测的设备是磁性测厚仪。在腐蚀检测方面，主要对英国SONDEX公司的多臂井径仪和磁性测厚仪以及EXPRO公司的KINLEY工具进行了调研。其具体情况如下： 1）SONDEX公司的MIT多臂井径仪 （1）MIT多臂井径仪工作原理 MIT多臂井径仪（MULTI FINGER IMAGING TOOL）利用电缆或钢丝下入井中，一旦工具到达井底，触臂经电动张开，弹簧加载，硬而尖的触臂以较小的受力沿套管或油管内壁向上推。向上运行过程中，每个触臂的运动传递给一个位置传感器，位置传感器输出的结果数字化后记录到存储器中或直接传到地面；同时通过深度时间记录仪记录井径仪在井筒中运行的速度和时间。对井径仪测得的内径数据结合深度记录仪记录的速度、时间数据进行分析，就可以知道油管在不同深度处管柱内壁的腐蚀状况。 MIT多臂井径仪根据获取数据方式的不同，可分为地面在线读取式（SRO MIT ：Surface Readout MIT）和存储式（Memory MIT）：SRO MIT可直接将检测数据传到地面通过计算机进行在线显示，其优点在于能够实时反映检测工具在井筒中的检测情况，对某些存在疑问的区域可及时进行重复检测；能够了解检测工具在井下是否正常工作，如发现测量效果不好，可及时起出检测工具进行检修处理，以确保检测结果的有效性。Memory MIT只能在检测完毕后读出存储数据对检测结果进行分析，由于配套装备少，所需费用较少，适用于含硫气井的检测。 （2）主要性能参数 考虑到主要进行油管柱的检测和Φ177.8mm套管的检测，主要针对24臂和40臂的井径仪进行了调研。其性能参数如下，示意图见图5.1-1。 图5.1-1 SONDEX公司的多臂井径仪 ① 24臂井径仪 直径：（43mm）； 长度：46.5″（1181mm） 重量：21lbs（9.5kg） 测量范围：1.75″～4.5″（44.5mm～114mm） 通过加长臂1.75″～7″（44.5mm～177.8mm） 径向分辨率：0.005″（0.127mm） 径向精度：±0.03″（0.762mm） 垂向分辨率：在每分钟30ft（9m/min）的情况下为0.083″（2.1082mm） 测斜仪精度：5° 臂的力量：0.75lbs～1.25lbs（0.340kg～0.567kg） 最大压力：15000psi（105MPa） 最大温度：150℃或177℃ 材料：全部为抗腐蚀材料 ② 40臂井径仪 直径：（70mm）； 长度：66″（1680mm） 重量：62lbs（28kg） 测量范围：3″～7.5″（76mm～190mm） 径向分辨率：0.007″（0.178mm） 径向精度：±0.03″（0.762mm） 垂向分辨率：在每分钟30ft（9m/min）的情况下为0.083″（2.1082mm） 测斜仪精度：5° 臂的力量：0.75lbs～1.25lbs（0.340kg～0.567kg） 最大压力：15000psi（105MPa） 最大温度： 177℃ 材料：全部为抗腐蚀材料 2）SONDEX公司MIT磁性测厚仪 （1）工作原理 MTT磁性测厚仪（MAGNETIC THICKNESS TOOL）主要由发射电磁的线圈和接收线圈两部分组成，通过发射线圈产生电磁波，电磁波穿过管壁后，通过接收线圈接收电磁波，信号传输时间主要依赖于磁特性和壁厚，壁厚发生变化后，其接收信号也将发生变化，以此来进行壁厚的测试。其测试原理图见图5.1-2。 图5.1-2 MIT磁性测候仪 （2）主要技术参数 额定温度：150℃ 额定压力：15000psi（105MPa） 工具直径：（43mm） 长度：85.8″（2.179m） 重量：30lbs（13.6kg） 传感器数量：12 测量范围：内径2″（50.8mm ）的油管到7″（177.8mm）的套管 厚度精度：工具的精度依赖于缺陷的尺寸，无损伤油管精度为15%壁厚； 缺陷分辨率：检测缺陷的能力依赖于缺陷的尺寸。 直径0.375″的缺陷：50%的壁厚，35%的金属损失量； 直径0.75″的缺陷：30%的壁厚，20%的金属损失量； 大的裂纹缺陷最好超过10%的壁厚。