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石油钻具荧光磁粉检测有窍门

[加入收藏][字号: ] [时间:2009-05-19 石油与装备 关注度:0]
摘要:  石油钻具是通过螺纹连接而形成数千米的钻柱,应用于石油钻井勘探作业工程。钻具在旋转钻进过程中,由于受到拉、压、扭、弯曲和冲击载荷等复杂交变应力的作用,在螺纹连接处形成应力集中,外螺纹台肩处承受其全部应力的40%,螺纹末端2~3扣处承受60...

  石油钻具是通过螺纹连接而形成数千米的钻柱,应用于石油钻井勘探作业工程。钻具在旋转钻进过程中,由于受到拉、压、扭、弯曲和冲击载荷等复杂交变应力的作用,在螺纹连接处形成应力集中,外螺纹台肩处承受其全部应力的40%,螺纹末端2~3扣处承受60%,内螺纹上紧后与外螺纹端部未啮合螺纹承受内螺纹所受应力的100%,这些部位极易产生疲劳裂纹,一旦形成并迅速扩展,会造成严重的钻井事故和经济损失。
  
  由于荧光磁粉检测方法物理特性以及石油钻具螺纹本身形状的限制,使得在紫外线照射下所显示的荧光磁痕较为复杂,为保证检测结果的准确性,除严格遵守技术规程外,还要求检测人员有足够的经验来辨析磁痕,以免漏检和误判。

疲劳裂纹磁痕辨析

  疲劳裂纹一般产生于应力集中处的螺纹根部,沿根部边缘向两边扩展,向内部延伸多呈沿晶界断裂,基本垂直于钻具的长度方向。
  
  疲劳裂纹的磁痕一般都是连续的,对于较深的裂纹,由于其中部深度较大,向两边逐渐减少,所吸附的磁粉也逐渐减少,其荧光磁痕中间部位就比较亮,亮度由中间向两边逐渐降低,两个端部多呈尖角。

  深度在1mm~2mm的较浅裂纹其磁痕亮度显示基本上是均匀的,端部多呈不连续状。深度在0.5mm左右的浅裂纹,亮度显示就比较低,而且不够均匀,端部多呈不连续状。

伪缺陷磁痕辨析

  钻具螺纹是由车床车削机加工而成的,螺纹根部有时会存在一些刀痕,某些刀痕会有磁痕显示,容易与浅裂纹的磁痕相混淆,造成误判。刀痕一般都呈整齐的线状,有些线段不够连续,如果有刀痕,则该螺纹许多扣的根部都有磁痕显示,疲劳裂纹不会有这种现象。另外,疲劳裂纹总有不同程度的微小弯曲,刀痕则是整齐的,以此可以区别刀痕与浅裂纹。
 
  钻具螺纹的根部边缘要求加工成圆弧状,如果刀具磨得不好,此处被加工成直钝角,由于磁力线密集分布,在这个边缘形成磁痕,这种磁痕一般较宽,分散于整个螺纹根部,掌握其形成规律,检测时不难分辨,但有这种磁痕显示的螺纹根部如果存在疲劳裂纹,两种磁痕显示混淆在一起时,稍不注意就会造成漏检。

  检测钻具内螺纹,需要配用反光镜,检测时如果发现磁痕,应变换一下镜面的角度,从而观察磁痕是片状分布,还是呈线状的。这是因为有些螺纹面较粗糙,会粘附一些磁粉,形成一片亮点,由于螺纹两侧面是倾斜的,与镜面成一定角度时,从镜面上看就成了线状,不注意容易误判为缺陷磁痕。

  对于无法得出明确判断结果的磁痕,可用砂布对其进行处理和清洁,然后重新施加磁悬液,再观察判断,直至得出正确结论。磁化控制和荧光磁悬液的配制非常关键,为保证检测结果的正确性,还需要检测人员具有一定的经验积累。

安东石油钻具分级检测及无损探伤服务成立于2002年,拥有6年的石油专用管材和钻井设备的检测经验。公司从2003年开始在新疆塔河工区为中石化西北石油局开展钻具检测与维护服务,参与编写了中石化西北油田分公司钻具管理标准。从2002年开始与新疆中石油塔里木油田合作,共同编写了塔里木油田钻具管理与使用规定,同时参与了塔里木油田工程技术部的钻具管理及检测。与此同时,还参与了中石油川东和川西钻探公司的钻具管理及检测服务,并向其介绍了国内最成功的钻具管理经验与模式,提高了该公司的钻具管理水平。目前每年为客户检测钻具数十万根,检测钻井装备数十套,得到油公司地首肯。

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