定向钻穿越钻杆检测与评价规定

1、CDP油 气 储 运 项 目 设 计 规 定 CDP-G-OGP-PL-056-2013-1油气管道穿越定向钻钻杆检测与评价规定20××-××-×发布 20××-××-××实施中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司 发布目 次目 次I前 言II1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 定向钻钻杆检测及检验设备14.1 便携式钻杆管体漏磁检测设备14.2 超声波检测设备24.3 电磁检测设备24.4 磁粉检测设备24.5 钻杆螺纹专用量具25 对比试样及人工缺陷35.1 漏

2、磁检测对比试样及人工缺陷35.2 超声波检测对比试样及人工缺陷45.3 电磁检测对比试样及人工缺陷45.4 磁粉检测标准试片56 检测及外观检验66.1 一般规定66.2 钻杆管体漏磁检测76.3 超声波检测76.4 电磁检测76.5 磁粉检测76.6 外观及几何尺寸检验87 缺陷及外观评定97.1 钻杆管体缺陷评定97.2 焊缝区缺陷评定97.3 螺纹区缺陷评定97.4 钻杆管体外观评定107.5钻杆接头评定108 检测报告12I前 言为了指导定向钻穿越钻杆的检测与评价，提高钻杆检测的效率和可靠性，特编制油气管道穿越定向钻钻杆检测与评价规定。本文件是油气储运项目设计规定（CDP）指南类文件。

3、本文件适用于定向钻穿越用各种钢级钻杆的检测与评价。本文件分为9章，第1章，范围；第2章，规范性引用文件；第3章，术语和定义；第4章，定向钻钻杆检测及检验设备；第5章，对比试样及人工缺陷；第6章，检测及外观检验；第7章，缺陷及外观评定；第8章，判废与分级；第9章，检测报告。本文件由中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司提出并归口管理。本文件组织单位：中国石油天然气股份有限公司管道分公司本文件起草单位：中国石油天然气管道科学研究院本文件主要起草人：周广言、刘全利、白世武、安志彬本文件主要评审人：（由中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司公司三化项目秘书处负责填写）本文件由中国石油天然气

4、管道科学研究院负责具体技术内容的解释。联 系 人：周广言 联系电话文件在执行过程中，如有任何意见和建议，请反馈至：中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司公司三化项目秘书处地址：北京市宣武区广安门内大街甲311号院中国石油管道大厦9层 邮政编码100053联 系 人：郑伟联系电话子邮箱：zhengwi-2390CDP-G-OGP-PL-056-2013-1 油气管道穿越定向钻钻杆检测与评价规定1 范围本文件规定了定向钻钻杆检测的方法、步骤及评价要求。本文件适用于定向钻穿越用各种钢级钻杆的检测与评价。2 规范性引用文件下列文件对于本文件

5、的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 23905 无损检测 超声检测用试块GB/T 9253.9 石油钻杆螺纹量规JB/T 8290 无损检测设备 磁粉探伤机JB/T 4730.3 承压设备无损检测 第3部分：超声检测JB/T 4730.4 承压设备无损检测 第4部分：磁粉检测JB/T 10061 A型脉冲反射式超声探伤仪通用技术条件3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1. 探测元件 把缺陷工件产生的漏磁通或超声在工件中的反射波转换成电信号输出的元件。3.2. 对比试样 与待

6、检工件相同材料加工制作并具有标准人工缺陷的试样，用于检测设备的设定与校准。3.3. 刻槽 在对比试样上加工成的槽。3.4. 钻孔 在对比试样上加工成的径向通孔。4 定向钻钻杆检测及检验设备4.1 便携式钻杆管体漏磁检测设备4.1.1 便携式钻杆管体漏磁检测设备一般由电源装置、磁化装置、探头装置、信号处理装置和计算机等组成。4.1.2 工作电压后应满足AC220V±5%、频率50Hz±5%的要求。4.1.3 磁化装置由磁化电源和励磁装置等组成，磁化电流应连续可调，并有电流显示仪表，最大误差不大于±0.01A。4.1.4 探头装置由多个探测元件组成，用于检测缺陷漏磁场

7、,每个探测元件的长度应不超过25mm。4.1.5 信号处理装置用以处理和监视缺陷信号，应能进行电平调整，不能和大型动力设备共用一个供电电源。4.1.6 计算机用于记录从信号处理装置获得的输出信号，并以图表的形式显示。4.2 超声波检测设备4.2.1 超声波检测设备一般由手持式或自动超声波检测仪及探头和耦合剂等组成。4.2.2 超声波检测仪应符合下列条件：a) 工作频带为1MHz10MHz。b) 仪器的水平线性、垂直线性、动态范围、衰减器的精度和范围等电性能应符合JB/T 10061的有关规定。4.2.3 探头应符合下列条件：a) 检测缺陷应使用频率为2MHz5MHz的单晶斜探头，测厚应使用2M

8、Hz5MHz的双晶直探头。b) K值根据钻杆加厚部位的尺寸在12.5之间选择。c) 单晶斜探头声束轴线水平偏离角应不大于2，主声束垂直方向不应有明显的双峰。d) 探头与工件应稳定耦合，探头接触面应加工成与所探钻杆加厚端外表面相适应的弧面。4.2.4 耦合剂宜选用机油或水。4.3 电磁检测设备4.3.1 电磁检测设备可分为内螺纹电磁检测设备和外螺纹电磁检测设备，设备由检测主机、检测主控系统及计算机分析处理软件系统组成。4.3.2 检测主机由电磁检测探头和辅助系统组成，电磁检测探头用来拾取钻杆螺纹区的缺陷漏磁场信号，应紧贴钻杆螺纹的根部。4.3.3 检测主控系统应实现螺纹区域损伤状况信息数据的自动

9、采集及预处理。4.3.4 计算机分析处理软件系统进行信号后处理分析,并实现计算机存储、显示及打印功能。4.4 磁粉检测设备4.4.1 磁粉检测设备应符合JB/T 8290的有关规定。4.4.2 磁悬液、载体、黑光灯及退磁装置应符合JB/T4730.4的要求。4.5 钻杆螺纹专用量具4.5.1 钻杆螺纹专用量具一般由螺纹外径测量仪、游标卡尺、深度测量仪和螺纹量规组成。4.5.2 螺纹外径测量仪用于测量螺纹外径，精度应为0.5mm。4.5.3 游标卡尺用于测量台肩面的宽度，精度应为0.1mm。4.5.4 深度测量仪用于测量槽深及凹痕、压痕的深度，精度应为0.01mm。4.5.5 螺纹量规量分为塞规

10、和环规，分别用于测量内螺纹和外螺纹，其技术要求应满足GB/T 9253.9的有关规定。5 对比试样及人工缺陷5.1 漏磁检测对比试样及人工缺陷5.1.1 一般规定5.1.1.1 对比试样的材质、公称外径和壁厚应与被检测钻杆相同。5.1.1.2 对比试样应平直，其内、外表面不应有干扰检测的异物，不得有影响校准的缺陷。5.1.1.3 内、外表面刻槽及钻孔之间间距应不小于30cm，以便获得清晰可辨的信号。5.1.2 刻槽5.1.2.1 刻槽应垂直于钻杆轴线，加工在对比试样内、外表面上，内、外表面刻槽设计如图1所示。图1 漏磁检测对比试样及人工缺陷注：b-刻槽宽度，单位为毫米（mm）；h-外表面刻槽深

11、度，单位为毫米（mm）；h-内表面刻槽深度，单位毫米（mm），L-外表面刻槽长度，单位为毫米（mm），L´-内表面刻槽长度，单位为毫米（mm）。5.1.2.2 刻槽的几何尺寸要求如下：a) 外表面槽深h按表2的要求选取，各验收等级的最大槽深均为1.5mm，槽深最大偏差为士15%h。b) 内表面槽深h按表3的要求选取，各验收等级的最大槽深均为3mm，槽深最大偏差为士15% h。c) 内、外表面刻槽宽度b应不大于槽深。d) 刻槽长度最短应不小于25mm，最长应不大于50mm。表2 外表面槽深刻槽验收等级外表面槽深与钻杆公称壁厚的比值（%）外表面槽深最小值（mm）1级50.32级100.5

12、3级12.5表3 内、外槽深度的最大比值钻杆壁厚（t）mm内槽深度与外槽深度的最大比值1级2级，3级t122.01.212< t<152.51.515 t 203.02.0注1：内槽最小深度为0.4mm。注2：当钻杆壁厚大于20mm时，不进行内表面检测；钻杆内径小于25mm时，不采用内表面刻槽。5.1.3 钻孔5.1.3.1 可用钻孔代替人工刻槽来校准设备，对既定的验收等级，推荐采用1.6mm和3.2mm两种钻孔直径，孔径偏差应不大于±0.2mm。5.1.3.2 刻槽验收等级与钻孔直径对应关系按表4的要求选取。表4 推荐的刻槽验收等级与钻孔直径对应关系刻槽验收等级（级）外

13、表面槽深与钻杆公称壁厚的比值（%）钻孔直径mm1级51.62级103.23级12.55.2 超声波检测对比试样及人工缺陷用于调整检测灵敏度的对比试样，其厚度、曲率半径及钢级应与待测钻杆相同，人工缺陷采用1.6mm的径向通孔，结构如图2所示：图2 超声波检测对比试样及人工缺陷注：通孔直径，单位为毫米（mm）； R1钻杆外半径；R2钻杆内半径。5.3 电磁检测对比试样及人工缺陷5.3.1用于调整检测灵敏度的对比试样，其螺纹及钢级应与待测钻杆螺纹相同，人工缺陷可采用1.6mm±0.2mm盲孔，盲孔深度应为0.5mm±0.05mm，对比试样及人工缺陷结构如图3所示。5.3.2用于调

14、整检测灵敏度的人工缺陷也可采用0.1mm×0.2mm×5mm（宽×深×长）的刻槽，刻槽应沿螺纹线方向加工在螺纹根部，刻槽深度偏差应不大于±0.05mm。对比试样及人工缺陷结构如图3所示。图3 电磁检测对比试样及人工缺陷5.4 磁粉检测标准试片5.4.1 钻杆螺纹磁粉检测时应采用JB/T 4730.4标准规定的C型或D型标准试片，试片结构如图4、图5所示。注：1直线人工槽；2分割线；L1 试片长度；L2 试片宽度；L3 分割线间隔。图4 C型标准试片表5 C型标准试片的尺寸名称C型标准试片的尺寸试片厚度L0 µm50±5试片长

15、度L1 mm10±0.5试片宽度L2 mm50±0.5分割线间隔L3 mm5±0.5人工槽深度L4 µm高灵敏度8±1.0中灵敏度15±2.0低灵敏度30±4.0人工槽宽度L5 µm60180注：1圆形人工槽；2十字形人工槽；L0 试片厚度；L1 试片试片边长；L2 圆形人工槽直径；L3 十字形人工槽长度；L4 人工槽深度；L5 人工槽宽度。图5 D型标准试片表6 D型标准试片的尺寸名称D型标准试片的尺寸试片厚度L0 µm50±5试片边长L1 mm10±0.5圆形人工槽直径L2 mm5

16、±0.3十字形人工槽长度L3 mm3±0.2人工槽深度L4 µm高灵敏度7±1.0中灵敏度15±2.0低灵敏度30±4.0人工槽宽度L5 µm601805.4.2 标准试片应按下列方法使用：e) 标准试片使用时，应将无人工缺陷的面朝外。为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整粘贴在被检面上，胶带不应覆盖试样上的人工缺陷。f) 标准试片表面有锈蚀、折痕或磁特性发生改变时不应继续使用。试片使用后应用溶剂清洗干净，再用干净的脱脂棉或纸擦去溶剂，不应用手触摸试样表面。干燥后应再涂上防锈油，并保存在干燥的环境中。6 检测及外观检

17、验6.1 一般规定a) 检测应由取得相应检测技术资格等级证书的人员进行操作，并由有级及以上技术资格证书的人员进行监督并签发检测报告。b) 检测前应根据检测对象由级及以上技术资格证书的人员编制工艺规程及工艺卡，并应在检测过程中严格执行。c) 被探钻杆应平直，内、外表面影响检测的毛刺或氧化皮及异物应清除。d) 钻杆使用前均应进行无损检测及外观检验。6.2 钻杆管体漏磁检测6.2.1 检测设备通电，设备稳定后进行下列调整：a)调整设备扫查装置，应使探头紧贴钻杆表面，扫查区域内相邻两个探头之间的覆盖率应不低于10%。b)调整检测设备的灵敏度，使对比试样上的人工缺陷峰值达到满屏的80%。6.2.2 设备

18、校准应在对比试样上进行，校准频率至少为每4h一次，若设备操作者更换，应重新进行设备校准。6.2.3 在检测中，若第二次校准没达到满屏80%的要求，则自上一次校准后，所有检测过的钻杆都应重新检测。6.3 超声波检测6.3.1 在检测前使用GB/T 23905标准中CSK-1A试块对探头入射点、前沿距离和K值进行标定，使用用GB/T 23905标准中RB-2试块绘制DAC曲线并调整扫描线。6.3.2 检测前将探头置于图2试块上进行灵敏度调节，使通孔最大回波高度应为满屏的80%，灵敏度余量应不少于20dB，且信噪比不得影响正常判断。6.3.3 管体加厚部位宜采用二次波扫查焊缝，也可根据探头的K值选用

19、一次波扫查。6.3.4 探头应正对焊缝摆放，前后移动时探头沿管体周向做锯齿扫查。6.3.5 探头沿周向扫查时，覆盖率不小于探头晶片尺寸的15%。6.3.6 在探头扫查过程中应耦合接触良好，其移动速度应不超过100mm/s。6.3.7 距钻杆端部800mm1500mm的区域为测厚区，每个测厚区周向至少取3个测量环，每环取6个测量点，取最小点为记录厚度。6.3.8 当存在以下情形时，应重新进行灵敏度校准： a) 校准后的探头、耦合剂和仪器调节旋钮发生改变时。b) 检测人员怀疑扫描量程或扫查灵敏度有变化时。c) 连续工作了4h以上时。d) 工作结束时。6.4 电磁检测6.4.1 检测设备通电，设备稳

20、定后进行以下操作：a)调整检测设备的灵敏度，使对比试样上的人工缺陷峰值达到满屏的80%。b)调整设备扫查装置，应使探头紧贴钻杆螺纹根部，并沿着钻杆螺纹的螺旋方向对螺纹区进行周向扫描。6.4.2 设备校准应在螺纹对比试样上进行，校准频率至少为每4h一次，若设备操作者更换应重新进行设备校准。6.4.3 在检测中，若第二次校准没达到满屏80%的要求，则自上一次校准后，所有检测过的钻杆都应重新检测。6.5 磁粉检测6.5.1 检测前将钻杆螺纹表面进行刷洗，应使受检表面干燥、无异物。6.5.2 检测时磁化线圈应与钻杆螺纹同心，线圈轴向位置应使钻杆螺纹端面凸出20mm，每次通电时间为0.5s 1s，重复通

21、电35次后停止通电，钻杆螺纹剩余磁场强度应不小于0.8T，矫顽力应不小于800A/m。6.5.3 检测的技术要求根据JB/T4730.4的相关规定执行。6.6 外观及几何尺寸检验6.6.1 用钻杆专用螺纹外径测量仪在距内螺纹台肩面25mm处，沿圆周方向每隔120°测量一次外径，取其平均值按表7要求记录。6.6.2 用游标卡尺沿圆周方向每隔120°测量一次台肩面宽度，取最小值；如有偏磨可直接量取最小值按表7要求记录。6.6.3 用游标卡尺沿圆周方向每隔120°测量一次接头长度，取最小值按表7要求记录。6.6.4 使用螺纹量规检验螺纹时应包含以下内容：a)检查量规标识

22、的公差等级、偏差代号，应与螺纹公差等级及偏差代号相同。b)检验前应清理干净被检螺纹表面的油污及杂质。c)检验时应使量规与被检螺纹对正。d)量规旋合时应用有两个手柄的杠杆等距离的旋合，旋合过程中应用力平稳，不应锤击。e)量规使用完毕后，应及时清理干净测量部位附着物，存放在规定的量具盒内。6.6.5 深度测量仪测量槽深应包含以下内容：a) 校对深度，使指针对准刻度盘的零位。b) 测量前将测点附近的毛刺、突点修磨平整。c) 测量时沿轴向和周向移动仪器，使其锥形触头对准坑槽最深处，将刀口顺管体轴线方向放到管体上，测出槽深并按表7要求记录。表7 钻杆检测记录及评定表钻杆编号： 钻杆规格： 检验项目检验结

23、果单项分级备注接头1外径(mm)2内螺纹台肩面最小宽度(mm)3接头长度(mm)4槽深(mm)5塞规通规止规6环规通规止规管 体外 部7外径磨损后最小剩余壁厚(mm)8凹伤、压痕深度(mm)9腐蚀坑处最小剩余壁厚(mm)10轴向切割与凿孔剩余壁厚(mm)11径向切割与凿孔剩余壁厚(mm)12槽深(mm)13疲劳裂纹表7 钻杆检测记录及评定表（续）钻杆编号： 钻杆规格：检验项目检验结果单项分级备注管体内 部14腐蚀坑出最小剩余壁厚(mm)15侵蚀与磨损处最小剩余壁厚(mm)16疲劳裂纹分级结果7 缺陷及外观评定7.1 钻杆管体缺陷评定7.1.1 采用漏磁方法检测时，任一产生等于或大于触发（报警）

24、电平信号的钻杆都应定为可疑品，并记录可疑区。7.1.2 对可疑品的处置应包含以下内容：a) 重新进行漏磁检测，仍产生等于或大于触发（报警）电平的信号，应对可疑区进行处理。b) 重新进行漏磁检测，未产生等于或大于触发（报警）电平的信号，宜采用超声波检测或磁粉检测方法对可疑区进行检测。仍未发现缺陷，则钻杆判为合格品；发现缺陷，则对缺陷处进行处理。7.1.3 处理内容应包含以下方面：a) 凡判定为存在疲劳裂纹缺陷的钻杆应判废。b) 对可疑区和缺陷进行修磨，修磨后的钻杆壁厚应不小于公称壁厚的70%，然后按照漏磁检测方法进行复检，当复检产生的信号低于触发（报警）电平时，此钻杆应判为合格品，并记录该处剩余

25、壁厚。7.2 焊缝区缺陷评定7.2.1 超声波回波高度大于或等于对比试块上相应部位人工缺陷反射体的回波高度时，应认定为缺陷。7.2.2 超声波回波高度低于对比试块上相应部位的回波高度，但周向指示长度超过20mm时，仍应判定为缺陷。7.2.3 凡判定为存在疲劳裂纹缺陷的焊缝应判废。7.2.4 对检测过的钻杆分别做出标记，不合格钻杆应标出缺陷的部位。7.3 螺纹区缺陷评定7.3.1 任一产生等于或大于触发（报警）电平信号的螺纹都应定为可疑品并记录可疑区。若重新检测时，未产生等于或大于触发（报警）电平信号，则认为螺纹通过检测，否则定为可疑品并标记。7.3.2 对可疑品的处置应包含以下内容：a) 重新

26、进行电磁检测，仍产生等于或大于触发（报警）电平的信号，应根据显示信号判断缺陷类型，凡判定为疲劳裂纹缺陷的螺纹应判废，否则进行修磨处理。b) 重新进行电磁检测，未产生等于或大于触发（报警）电平的信号，应采用磁粉检测方法对可疑区进行检测。仍未发现缺陷，则钻杆判为合格品；发现缺陷，并判定为疲劳裂纹，则该螺纹判废。7.4 钻杆管体外观评定当外壁上各种槽深不超过表7中外部切割与凿孔腐蚀的规定值时，可将其磨平，与外轮廓平滑过渡，若超过外部切割与凿孔腐蚀的规定值时，应判废。表7 钻杆检测及检验报告钻杆状况一级钻杆二级钻杆判废钻杆外部状况外壁磨损、壁厚 剩余壁厚不小于公称壁厚的80%剩余壁厚不小于公称壁厚的7

27、0%任何超过二级的缺陷或损伤凹伤、压痕直径减小不超过公称外径的3%直径减小不超过公称外径的4%刻痕、铲凿深度不超过公称壁厚的10%深度不超过公称壁厚的20%腐蚀剩余壁厚不小于公称壁厚的80%剩余壁厚不小于公称壁厚的70%切割与凿孔轴向剩余壁厚不小于公称壁厚的80%剩余壁厚不小于公称壁厚的70%径向剩余壁厚不小于公称壁厚的80%剩余壁厚不小于公称壁厚的80%内部状况腐蚀凹痕壁厚从最深凹陷底部量出的剩余壁厚不小于公称壁厚的80%从最深凹陷底部量出的剩余壁厚不小于公称壁厚的70%侵蚀与磨损壁厚剩余壁厚不小于公称壁厚的80%剩余壁厚不小于公称壁厚的70%7.5钻杆接头评定7.5.1钻杆接头螺纹分级按表

28、8不同等级钻杆接头分级数据表执行。表8 钻杆接头分级数据表钻杆接头螺纹型式新接头一级接头二级接头公称尺寸mm公称质量Kg/m加厚型式及钢级外径mm内径mm接头最小外径mm磨损后内螺纹接头抬肩最小宽度mm接头最小外径mm磨损后内螺纹接头抬肩最小宽度mm60.39.91外 加 厚E75NC26(23/8IF)85.744.480.52.080.01.6X9585.744.482.52.881.52.4G10585.744.483.03.282.52.873.015.49E75NC31(27/8IF)104.854.096.53.695.02.8X95104.850.899.04.897.54.0G

29、105104.850.8100.05.298.04.4S135111.141.3103.06.7101.56.088.919.81E75NC38(31/2IF)120.768.3114.04.4112.53.6X95127.065.1116.55.6115.04.8G105127.061.9118.06.4116.55.6S135127.054.0122.08.3119.57.1表8 钻杆接头分级数据表（续）钻杆接头螺纹型式新接头一级接头二级接头公称尺寸mm公称质量Kg/m加厚型式及钢级外径mm内径mm接头最小外径mm磨损后内螺纹接头抬肩最小宽度mm接头最小外径mm磨损后内螺纹接头抬肩最小宽度

30、mm114.329.79外 加 厚E75NC50(41/2IF)161.992.1147.55.2146.04.4X95161.988.9150.56.7149.06.0G105161.988.9153.07.9150.06.4S135168.373.0157.510.3154.58.7127.029.05内 外 加 厚E75NC50161.995.3149.06.0147.55.2X95161.988.9153.07.9150.56.7G105165.182.5154.58.7152.07.5S135168.369.9160.011.5157.09.938.4E7551/2FH177.888.9165.16.4162.75.2X95177.888.9169.18.3166.77.1G10