石油专用钻具螺纹荧光磁粉探伤及缺陷分析.pdf

第 2 6 卷第 5 期 2 0 0 4年 5 月 无损检测 NDT VO 1 ． 2 6 NO ． 5 M ay 2 0 0 4 石油专用钻具螺纹荧光磁 粉探伤 及缺 陷分 析 张庆社 新疆克拉玛依石油管理局 钻井管子公司质检 中心， 新疆克拉玛依8 3 4 0 0 0 FLOURECENT M AGNETI C PARTI CLE I NSPECTI oN AND F LAW ANALYS I S FoR THE S CREW THREAD oF oⅡ DRI LLI NG 1 1 0o L Z HA N GQ i n g - s h e Dr i l l i n g Pi p e C o mp a n y．Ke l a ma y i Pe t r o l e u m M a n a g e me n t B u r e a u，Ke l a r n a y i Xi n j i a n g 8 3 4 0 0 0，Ch i n a 中图分类号 F G1 1 5 ． 2 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 6 6 5 6 2 0 0 4 0 5 0 2 5 6 0 2 石油专用钻具是指钻井用的钻杆、 方钻杆 、 钻 铤、 接头 、 稳定器 、 减震器和钻头等 ， 近几年又增加了 六方方钻杆、 加重钻杆和螺旋 钻铤等新钻具。这些 钻具在钻井过程中的运动状态十分复杂， 长期受拉 力、 扭力和离心力的影响， 损伤非常严重， 特别是螺 纹部位极易产生疲劳裂纹 ， 若不及时检测 ， 将在井下 发生断裂事故 ， 给企业造成巨大的经济损失 。以下 介绍石油专用钻具螺纹的检测方法及缺陷特点 。 1 检测方法及操作 长期的实践证明， 检验石油专用钻具螺纹的最 佳方法为湿荧光磁粉剩磁法。 1 ． 1 磁 化方 法 经过长期使用， 由地底深处提升上来的石油钻 具产生 自发磁化， 带有剩磁 。由于钻具通常非 常长 达几米甚至十几米 ， 对钻具上剩磁／ - 0 ． 8 T的部位 可以直接喷洒磁悬液检测 ， 对剩磁dO ． 8 T的部位， 需采用直流线圈进行局部磁化， 磁化时问为 3 s 。 1 ． 2 配 制磁悬液 每 1 0 I 煤油施加 8 g荧 光磁粉 ， 荧光磁 粉应满 足高磁导率、 粒度和密度小、 球形 、 流动性好 以及识 别度高的要求。煤油应为低粘度 、 高闪点 、 无荧光、 无臭味和无毒性 。 1 ． 3 紫外灯 紫外灯的紫外线波长 范围为 3 2 0 ～4 0 0 n m， 中 收稿 日期 2 0 0 3 0 7 2 8 2 56 心波长为 3 6 5 n m。在距紫外线滤光片表面 3 8 0 mm 处 ， 紫外线辐照度≥1 0 0 0 ff w／ c m。 。 1 ． 4 操作步骤 1 清洗旧螺纹需用砂轮片打磨 ， 去除泥浆、 水泥、 丝扣油及锈蚀 ， 螺纹表面呈现金属本色 。 2 磁化对剩磁 d0 ． 8 T 的部位进行局部磁 化 ， 时间为 3 s 。 3 喷洒磁悬液将磁悬液呈雾状缓慢喷洒在 螺纹周围， 喷洒前应摇动均匀 。作业架上钻具多时， 应每喷十件螺纹摇动一次喷桶 ， 以免磁粉沉淀造成 漏检。 4 使用紫外灯手持紫外线灯仔细观察螺纹 部位 ， 特别是螺纹根部， 紫外灯距螺纹表面的最佳距 离约为 1 0 0 mm， 检测母螺纹应用 5 ～l O倍的放大反 光镜 ， 尽量避免紫外光照射在操作者的脸部及皮肤 上 ， 以免伤害眼睛及皮肤。 5 观察磁痕 被检钻具螺纹若无磁痕 ， 在紫 外线的照射下将呈紫色， 无异常现象 。若存在疲劳 裂纹 ， 则将在紫外线下呈现一条锯齿形状的黄绿色 荧光亮线。 2 疲劳裂纹产生原因及特点 2 ． 1 产 生原 因 石油专用钻具螺纹表面及近表面裂纹产生的主 要原因是 ， 钻具长期运转 ， 受拉力和扭力影响， 产生 应力集中， 出现疲劳裂纹。另外 ， 井队操作和使用不 一 菇一 维普资讯 张庆社 石油专用钻 具螺纹荧 光磁粉探伤及缺陷分析 当也会造成螺纹部位受力 ， 材质有应变 ， 出现裂纹。 2 ． 2 裂纹的特 点 石油专用钻具螺纹处是受力集 中部位 ， 疲 劳裂 纹常发生在螺纹根部， 螺纹的长度为 1 1 0 mm， 最易 发生在第 9 --1 3螺牙之间， 呈锯齿形 。裂纹越长， 深 度越深； 裂纹越短， 深度越浅 ， 磁痕显示非常明显。 3 钻具螺纹荧光磁 粉检验 的必要性 迄今为止， 我国的石油钻具绝大部分由国外进 口， 需要一直使用到其长度和外径达不到标准要求 才作技术淘汰或报废处理 。因此 ， 每一根在用钻具 ， 特别是各种规格的钻铤螺纹必须进行荧光磁粉探 伤。2 O世纪 7 O年代 以前 ， 由于没有开展荧光磁粉 探伤 ， 每年因钻具螺纹在井下发生断裂所造成的经 济损失少则几十万元 ， 多达几百万元人民币。2 O世 纪 8 O年代初 ， 自从引进并投入 了美国荧光磁粉探伤 装置后， 每年都发现 7 O多个钻井队使用的 3 0 0 0多 根各类钻具中大部分存在螺纹疲劳裂纹 ， 最长的裂 纹 占整个螺纹圆周的 2 ／ z ， 杜绝 了数百起事故隐患 ， 减少了因钻具螺纹 断裂而造成 的巨大经济损 失 。 表 1 2 0 0 0 2 0 0 2年度钻具螺纹检测情况 年度 检验数／ 根缺陷数／ 根 年度 柃验数／ 根 缺陷数／ 根 2 0 0 0 6 0 5 0 31 0 2 0 0 2 6 1 5 0 3 05 2 0 0 l 6 2 5 0 2 9 5 2 0 0 0 --2 0 0 2年度钻具螺纹检测情况见表 1 。可见 ， 荧光磁粉检测是钻具螺纹的有效检测方法。 4 缺 陷钻具的处理 进 口钻具价格高 ， 钻井成本也高 ， 根据钻具上疲 劳裂纹存在的部位和长度， 按照螺纹锥度 ， 计算切除 量 ， 经车床修复后可继续使用。长度3 0 mm 的疲 劳裂纹 ， 需用砂轮打磨至再无磁痕显示。 5 结论 石油专用钻具螺纹是应力集 中和极易产生疲劳 裂纹的部位 ， 因此必须重视其检验工作 ， 特别是钻铤 螺纹 ， 必须进行 1 0 0 荧光磁粉探伤， 以消除事故隐 患． 减少经济损失 。 辽 宁省 无损检 测 学会 2 0 0 4年 各 类探 伤培 训 班信 息 1Ⅱ级 探伤培 训班 根据 G B 9 4 4 5 标准关于无损检测人员的培训考 核规则， 本会于 2 0 0 4年 5月上旬继续举办超声 、 射 线 、 磁粉、 渗透和涡流Ⅱ 级人员培训班 含I 级 。对考 试合格者将颁发中国无损检测学会Ⅱ 级人员证书。 2 管道焊接接头超声探伤培训班 管道在电力建设、 石油、 天然 气、 化工、 造船、 航 天、 建筑和其它行业中得以广泛使用 。应用超声波探 伤方法来检验和监督管理焊接接头的质量， 有其独特 的效果和优点。为尽快推广管道焊接接头超声波检 验技术， 辽宁省无损检测学会拟定在 2 0 0 4 年举办此 项培训班 含第七期中小径管超声波探伤 内容 。培 训班由一流专家执教 ， 结合国家标准和最近有关行业 如电力等 标准 ， 系统讲解中厚壁管 、 中小径薄壁管、 奥氏体中小径薄壁管焊接接头超声波探伤理论、 仪器 和探头的要求 、 调试方法和缺陷质量判定方法等。教 学中理论联系实际， 安排学员实习操作。 3 X射线探伤机维修培训班 2 0 0 4 年本会拟在国家射线基地丹东市举办 X射 线探伤机维修培训班。由专家授课 ， 理论联系实际， 充分实习操作 ， 着重提高学员解决实际问题的能力。 欲参加者请速报名， 联系地址 辽 宁省丹东市春 三路 2 3号辽 宁仪表 研究所 省学 会培训 部； 邮编 l 1 8 0 0 2 ； 联 系 人 赵 友 杉；电 话／ 传 真 0 4 1 5 6 1 6 1 1 5 7 ； 手机 1 3 9 0 4 9 5 6 7 8 0 ； 宅电 0 4 1 5 3 1 5 5 6 3 6 ； E ma i l l n n d t i o n l i n e ． I n ． c n 。 另 本部出售双晶、 单晶中小径管专用探头和专 用试块。此探头与试块是本会专家独特设计 ， 欲购 买者请与本部联 系。 辽宁省无损检测 学会 ttttt IttIttIttttttttttttttttttttttttItttttt _ 热 烈 祝 贺 本 利 被 谇 为 金 属 掌 与 金 属 工 艺 龚 的 “ 全 国 中 文 核 心 期 利 ” 囊 净净 I I净净I净净I净净I净净II净 净净曩净净I净净净净净净净 净 I 净II曩曩 维普资讯