Размагничивание труб и бурильных колонн

В процессе эксплуатации бурильных колонн, обсадных и насосно-компрессорных труб они подвергаются воздействию различных магнитных полей, возникающих как при механических операциях (резьбовом соединении, транспортировке, спуско-подъёмных работах), так и при контакте с электромагнитным оборудованием. В результате на поверхности металла и в его объёме формируются остаточные магнитные поля, которые могут существенно влиять на технологические параметры бурения, качество геофизических измерений и безопасность эксплуатации оборудования.

Причины намагничивания

Основными источниками намагничивания труб и колонн являются:

• контакт с намагниченным инструментом и механизмами при сборке и ремонте;
• воздействие токов утечки при электросварке;
• длительное нахождение в магнитном поле Земли в вертикальном положении;
• прохождение токов через бурильную колонну при электроразведке или электроприводе;
• вибрационные и ударные нагрузки, вызывающие перераспределение доменных структур металла.

Даже слабое намагничивание элементов колонны способно вызывать искажения данных при инклинометрии и магнитометрии, создавать паразитные силы при вращении, а также ускорять коррозионное разрушение за счёт микротоков в контакте с промывочной жидкостью.

Необходимость размагничивания

Размагничивание труб и бурильных колонн является обязательным этапом подготовки оборудования, особенно перед выполнением геофизических исследований, бурением направленных и горизонтальных скважин, а также при применении магниточувствительных систем измерения параметров бурения (MWD, LWD).

Основные цели размагничивания:

• устранение остаточной намагниченности металла до безопасного уровня;
• предотвращение искажений магнитных показаний приборов;
• снижение вероятности электрокоррозии;
• продление срока службы бурильных и обсадных труб.

Методы размагничивания

Существует несколько методов размагничивания, применяемых в зависимости от условий эксплуатации и степени намагниченности:

• Переменным магнитным полем

Наиболее распространённый способ, основанный на постепенном снижении амплитуды переменного магнитного поля. Трубы или секции колонн последовательно пропускаются через катушку, создающую переменное поле промышленной частоты (50 Гц). Постепенное уменьшение тока в катушке обеспечивает плавное размагничивание материала за счёт перераспределения магнитных доменов.

• Импульсным размагничиванием

Применяется для массивных деталей с высоким уровнем остаточного магнетизма. Используется серия импульсов затухающего тока, создающих переменное поле высокой интенсивности, которое эффективно разрушает устойчивые магнитные связи в структуре стали.

Оборудование для размагничивания

Для размагничивания труб и бурильных колонн используются специальные установки — JUVTEK Stopmagnet Bor, оснащённые катушками с регулируемым током и системой контроля магнитного поля. Современные установки позволяют обрабатывать трубы диаметром до 240 мм.

Процесс включает следующие этапы:

• измерение остаточной намагниченности с помощью магнитометра;
• выбор режима размагничивания по уровню поля и типу стали;
• плавное воздействие переменного поля с последующим его затуханием;
• контроль остаточного магнитного поля после обработки.

Допустимым считается уровень остаточной индукции не выше 2–3 Гс, при котором влияние магнитного поля на точность приборов становится незначительным.

Контроль качества

Контроль эффективности размагничивания проводится с использованием магнитометров. Измерения выполняются в нескольких точках по длине трубы: у торцов, в средней части и вблизи сварных или резьбовых соединений.

В случае превышения нормы процедура повторяется с изменением параметров поля. Для предотвращения повторного намагничивания трубы должны храниться вдали от источников сильных магнитных полей, токоведущих кабелей и трансформаторного оборудования.

Заключение

Размагничивание труб и бурильных колонн является важной технологической операцией, направленной на обеспечение достоверности магнитометрических измерений, повышение надёжности оборудования и снижение рисков электроэрозионных и коррозионных повреждений. Применение современных размагничивающих установок позволяет добиться стабильных результатов и обеспечить безопасную эксплуатацию бурового инструмента в сложных геолого-технических условиях.

Подробнее про устройство размагничивания JUVTEK Stopmagnet Bor можно узнать здесь.