基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列检测探头设计与试验研究

摘要：

隔水管是海洋钻井的关键设备,由于经受复杂交变应力和腐蚀环境,隔水管很容易产生应力腐蚀裂纹.针对海洋钻井隔水管应力腐蚀裂纹的特点,提出一种基于交流电磁场检测(Alternating current field measurement,ACFM)的链式阵列检测探头,建立针对隔水管表面裂纹的ACFM仿真模型,提取裂纹特征信号并分析U形载流磁心激励区域和裂纹区磁场影响范围,为阵列探头设计提供理论支持,在此基础上利用巨磁电阻(Giant magneto resistance,GMR)传感器设计基于ACFM的隔水管表面裂纹链式阵列探头检测系统,并开展隔水管裂纹检测试验.仿真和试验结果表明:单个U形磁心的激励区域为+/?40 mm,阵列激励磁心的设计间距应不大于80 mm;裂纹上方畸变磁场影响区域为+/?5 mm,传感器排布间距应不大于10 mm;利用GMR传感器设计的链式阵列ACFM探头可快速大面积定量、定位检测隔水管表面裂纹.

关键词：交流电磁场检测、隔水管、链式、巨磁电阻、应力腐蚀裂纹

所属期刊栏目：53

分类号：TE58(海上油气田勘探与开发)

资助基金：国家自然科学基金51574276;中央高校基本科研业务费专项资金15CX05024A;山东省自然科学基金英才基金ZR2015EM009;国家重点研发计划2016YFC0802300 , 2016YFC0303800

在线出版日期：2017-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：8-15