钻井管柱的检测方法及修理

1、钻井方向答辩钻井方向答辩2015.07钻井管柱的检测方法及修理报告人报告人：夏孝：夏孝杰杰ONTENTS312钻井管柱的基本构成：钻井管柱的基本构成：图一：方钻杆图一：方钻杆图二：钻杆图二：钻杆图三：钻铤图三：钻铤图四：各种类型的接头图四：各种类型的接头图五：扶正器图五：扶正器图六：内防喷工具图六：内防喷工具螺纹断裂常见的管柱失效形式常见的管柱失效形式：过量变形过量变形 过度拉伸、扭曲、弯曲过度拉伸、扭曲、弯曲 丝扣压、拉溃；丝扣压、拉溃；断裂断裂 过载断裂过载断裂 低应力脆低应力脆断断 应力腐蚀应力腐蚀断裂断裂 疲劳断裂疲劳断裂 腐蚀疲劳腐蚀疲劳断裂断裂表面损伤表面损伤 腐蚀腐蚀 磨损磨损

2、机械损伤机械损伤管柱本体过载断裂直台肩过载断裂H2S导致的应力腐蚀断裂钻杆接头磨损表面出现微裂纹ONTENTS3121 1、管体人工检验法、管体人工检验法所需工具：卡规、千分表、灯所需工具：卡规、千分表、灯检测项目：管体直度、直径、壁厚、螺纹的完整度、耐磨带的磨损情检测项目：管体直度、直径、壁厚、螺纹的完整度、耐磨带的磨损情况。对于方钻杆还应检测其四方度。对于重新加工的螺纹还应检验螺况。对于方钻杆还应检测其四方度。对于重新加工的螺纹还应检验螺纹密封性。纹密封性。2.12.1. .1 1 直度检测直度检测将管柱放在管架之上，滚动钻柱，观察管柱是否会出现摆动现象，没达到直度要求的管柱禁止入井。将管

3、柱放在管架之上，滚动钻柱，观察管柱是否会出现摆动现象，没达到直度要求的管柱禁止入井。2.1.2 2.1.2 直径检测直径检测对下井的管柱采取抽样法，一般随机抽取五根利用卡规测量钻具的外径，对于超过其公称直径的管对下井的管柱采取抽样法，一般随机抽取五根利用卡规测量钻具的外径，对于超过其公称直径的管柱须在减径机上减径。柱须在减径机上减径。2.1.3 2.1.3 壁壁厚厚检测检测采用抽检方式，使用千分表测量。大约每隔采用抽检方式，使用千分表测量。大约每隔5-105-10根管柱检测一次，每次要在两个管端把管根管柱检测一次，每次要在两个管端把管子圆周分成四个均匀的点进行测量。对测出的壁厚与子圆周分成四个

4、均匀的点进行测量。对测出的壁厚与APIAPI表进行对比，对于低于技术要求的表进行对比，对于低于技术要求的管柱需要降低使用强度使用，或者直接报废管柱需要降低使用强度使用，或者直接报废2.1.4 2.1.4 螺纹螺纹的完整度的完整度检测检测对于存在内外螺纹的钻具，下井前一定要观察丝扣的情况。检测前先用丝扣刷将表面的泥屑、油污、对于存在内外螺纹的钻具，下井前一定要观察丝扣的情况。检测前先用丝扣刷将表面的泥屑、油污、油渍清理干净，对于检验该项目的检测员需要配备油渍清理干净，对于检验该项目的检测员需要配备相应的螺纹质检员资格相应的螺纹质检员资格证证。主要观察螺纹的磨损。主要观察螺纹的磨损度，牙顶高，内外

5、螺纹公差配合等情况。度，牙顶高，内外螺纹公差配合等情况。2.1.5 2.1.5 耐磨带磨损情况检测耐磨带磨损情况检测对于耐磨带的检验主要包括：耐磨带磨损情况、耐磨带剥落面积，耐磨带厚度等相关项目对于耐磨带的检验主要包括：耐磨带磨损情况、耐磨带剥落面积，耐磨带厚度等相关项目2.1.6 2.1.6 方钻杆方度检测方钻杆方度检测运用抽样调查法，检查方钻杆的方度（四方或六方），即方钻杆表面棱角磨损情况运用抽样调查法，检查方钻杆的方度（四方或六方），即方钻杆表面棱角磨损情况2.1.7 2.1.7 水眼通透性检测水眼通透性检测将放在管架上的管柱用手电筒在水眼内照射，观察两边是否能够通光，观测水眼内通透情况

6、，及时做将放在管架上的管柱用手电筒在水眼内照射，观察两边是否能够通光，观测水眼内通透情况，及时做到疏通存在堵塞的水眼，若无法疏通，则直接报废。到疏通存在堵塞的水眼，若无法疏通，则直接报废。2.1.8 2.1.8 螺纹密封性检测螺纹密封性检测将重新车扣后的螺纹需要在管体两端连接后加载压力，检验螺纹密封性及承压能力。对于检验合格产将重新车扣后的螺纹需要在管体两端连接后加载压力，检验螺纹密封性及承压能力。对于检验合格产品方可下井。品方可下井。2 2、超声波探伤无损检测法、超声波探伤无损检测法超声波探伤原理：超声波探伤原理：超声波探伤是利用超声波在物体中传播的一些物理特性来发现物体内部的超声波探伤是利

7、用超声波在物体中传播的一些物理特性来发现物体内部的不连续性不连续性, ,即缺陷或伤的一种方法即缺陷或伤的一种方法, ,是无损检验一种重要手段。是无损检验一种重要手段。共振法透射法脉冲反射法2.2.1 2.2.1 共振法共振法测量项目：测量项目：表面较光滑的表面较光滑的工件工件的厚度、的厚度、探测复合材料的粘合质量和钢板内的探测复合材料的粘合质量和钢板内的夹层夹层缺陷缺陷检测检测。原理：原理：声波在工件内传播时声波在工件内传播时, ,如入射波与反射波同相位如入射波与反射波同相位( (即工件厚度为超声波波长的一半或成即工件厚度为超声波波长的一半或成整数倍时整数倍时),),则引起共振则引起共振。特点

8、：特点：1)1)可精确地测厚可精确地测厚, ,特别适宜测量薄板及薄壁管特别适宜测量薄板及薄壁管; ; 2 2) )工件表面光洁度要求高工件表面光洁度要求高, ,否则不能进行测量。否则不能进行测量。2.2.2 2.2.2 透射法透射法测量原理：测量原理：穿透法是将二个探头分别置于工件相对的两面穿透法是将二个探头分别置于工件相对的两面, ,一个发射超声波一个发射超声波, ,使超声波从工件的一个界面透射到使超声波从工件的一个界面透射到另一个界面另一个界面, ,在该界面处用另一个探头来接收。在该界面处用另一个探头来接收。根据超声波穿透工件后的能量变化情况根据超声波穿透工件后的能量变化情况, ,来判断工

9、件内部质量。来判断工件内部质量。工件内无缺陷时工件内无缺陷时, ,接收到的超声波能量较强接收到的超声波能量较强, ,一旦有缺陷一旦有缺陷, ,声波受缺陷阻挡声波受缺陷阻挡, ,则将在缺陷后形成声影则将在缺陷后形成声影, ,这样就可根这样就可根据接收到的超声波能量的大小来判定缺陷的大小据接收到的超声波能量的大小来判定缺陷的大小。1 1) )探测灵敏度较低探测灵敏度较低, ,不易发现小缺陷不易发现小缺陷; ;2 2) )根据能量的变化即可判断有无缺陷根据能量的变化即可判断有无缺陷, ,但不能定位但不能定位; ;3 3) )适宜探测超声波衰减大的材料适宜探测超声波衰减大的材料; ;4 4) )可避免

10、盲区可避免盲区, ,适宜探测薄板适宜探测薄板; ;5 5) )指示简单指示简单, ,便于自动探伤便于自动探伤; ;6 6) )对两探头的相对距离和位置要求较高。对两探头的相对距离和位置要求较高。测量特点：测量特点：2.2.3 2.2.3 脉冲反射法脉冲反射法测量原理：测量原理：脉冲反射法是利用超声波透入金属材料的深处脉冲反射法是利用超声波透入金属材料的深处, ,并由一截面进入另一截面时并由一截面进入另一截面时, ,在界面边缘发生反在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法射的特点来检查零件缺陷的一种方法, ,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,

11、,遇到缺陷与零件底面时遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来就分别发生反射波来, ,在荧光屏上形成脉冲波形在荧光屏上形成脉冲波形, ,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。纵波探伤法 探测金属铸锭、坯料、中厚板、大型锻件和形状比较简单的制件中所存在的夹杂物 裂缝、缩管、白点、分层等缺陷;横波探伤法 探测管材中的周向和轴向裂缝 划伤、焊缝中的气孔、夹渣、裂缝、未焊透等缺陷表面波探伤法 用表面波可探测形状简单的制件上的表面缺陷兰姆波探伤法 用兰姆波可探测薄板中的缺陷特点： 探测探测灵敏度高灵敏度高; ; 能能准确地准确地确定确定 缺陷缺陷的位置和的位置和深度深

12、度; ; 可用可用不同波型不同波型探测探测, ,应用范应用范围广。围广。3 3、漏磁探伤无损检测法、漏磁探伤无损检测法检测原理：铁磁性材料制成的工件被磁化后,工件就有磁力线通过。如果工件本身没有缺陷，磁力线在其内部是均匀连续分布的。但是，当工件内部存在缺陷时，如裂纹、夹杂、气孔等非铁磁性物质，其磁阻非常大，磁导率低，必将引起磁力线的分布发生变化。缺陷处的磁力线不能通过，将产生一定程度的弯曲。当缺陷位于或接近工件表面时，则磁力线不但在工件内部产生弯曲，而且还会穿过工件表面漏到空气中形成一个微小的局部磁场。漏磁检验法特点：容易实现自动化。由传感器接收信号，软件判断有无缺陷，适合于组成自动检测系统。

13、有较高的可靠性。从传感器到计算机处理，降低了人为因素影响引起的误差，具有较高的检测可靠性。可以实现缺陷的初步量化。这个量化不仅可实现缺陷的有无判断，还可以对缺陷的危害程度进行初步评估。对于壁厚30mm以内的管道能同时检测内外壁缺陷。因其易于自动化，可获得很高的检测效率且无污染。ONTENTS3121 1、可修理部分、可修理部分校直机校直管柱校直机校直管柱管端加厚及表面修磨管端加厚及表面修磨耐磨带堆焊技术修复耐磨带耐磨带堆焊技术修复耐磨带切刀重新切螺纹切刀重新切螺纹1 1、可修理部分、可修理部分2 2、不可修理部分、不可修理部分管体出现疲劳裂纹管体出现疲劳裂纹反复修理低于最短使用要求的管体反复修

14、理低于最短使用要求的管体磨损严重（小于最小使用厚度）的管体磨损严重（小于最小使用厚度）的管体出现腐蚀穿孔、白点、刺漏严重、机械损伤严重的管体出现腐蚀穿孔、白点、刺漏严重、机械损伤严重的管体水眼堵塞，无法穿过水眼堵塞，无法穿过 本体折断，弯曲严重校直后仍无法达到规定的直度要求本体折断，弯曲严重校直后仍无法达到规定的直度要求报废处理报废处理视裂纹出现的区域大小决定报废或降低使用级数要求视裂纹出现的区域大小决定报废或降低使用级数要求报废处理报废处理报废处理报废处理报废处理报废处理报废处理报废处理钻杆状况钻杆状况一级一级钻钻柱柱二级二级钻钻柱柱外部状况：外部状况：磨损磨损凹伤压痕凹伤压痕剩余壁厚不小于

15、公称壁厚的剩余壁厚不小于公称壁厚的80%直径减少不超过公称外径的直径减少不超过公称外径的3%剩余壁厚不小于公称壁厚的剩余壁厚不小于公称壁厚的70%直径减少不超过公称外径的直径减少不超过公称外径的4%卡瓦部位损伤、压痕、缩径、刻痕、卡瓦部位损伤、压痕、缩径、刻痕、铲凿铲凿直径减小不超过公称外径的直径减小不超过公称外径的3%深度不超过邻近平均壁厚的深度不超过邻近平均壁厚的10%直径减小不超过公称外径的直径减小不超过公称外径的4%深度不超过邻近平均壁厚的深度不超过邻近平均壁厚的20%应力引起直径变化：应力引起直径变化：变细变细变粗变粗直径减小不超过公称直径直径减小不超过公称直径3%直径增大不超过公称直径的直径增大不超过公称直径的3%直径减小不超过公称直径直径减小不超过公称直径4%直径增大不超过公称直径的直径增大不超过公称直径的4%腐蚀、切割、凿孔腐蚀、切割、凿孔纵向切割、凿孔纵向切割、凿孔横向切割、凿孔横向切割、凿孔剩余壁厚不小于公