钻具无损检测技术应用效果分析

时间：2024-04-25

江晓东

西部钻探吐哈钻井公司新疆鄯善 838200

钻具是指钻杆、加重钻杆、钻铤以及各类接头等，在钻井过程中受力情况复杂。目前吐哈区域所钻井多为定向井和水平井，钻具中存在的微小缺陷就会引发跳钻、漏失、垮塌、卡钻等事故。无损检测技术属于非破坏性的检测技术，包括超声波、射线、漏磁、磁粉等。常规钻具检测方法主要是人工目视检测管体及超声波直探头检测螺纹。其中，人工检测效率低，超声波直探头检测方法又存在一定程度的漏检。在吐哈区域，通过钻杆管体的漏磁检测及钻具螺纹小角度超声探伤等检测技术应用，提高了检测的效率和钻具缺陷的检出率，保证了入井钻具的质量[1]。

1 钻具无损检测技术

1.1 钻具无损检测的基本原理

钻具的检测通常运用以无损探伤、硬度试验、螺纹实验和液压承压实验这四种实验为主的检测方法。其中无损探伤即钻具的无损检测技术,钻具无损检测技术涵盖了射线探伤、超声探伤等方法。对于探伤方法的不同,无损检测技术的标准也因其而异。但探伤的主要目的都是相同的,旨在不破坏钻具的前提下,科学的确定钻具的承载能力。

1.2 钻具无损检测技术主要的方法应用

在钻具无损检测技术当中，存在相当多的方法，每一种方法的运用，都有着一定的标准，而且往往要根据实际的状况来决定。以X射线的无损检测方法为例，它能够运用X射线向钻具进行投射，并迅速分析吹能量的损耗状况，从而绘制出一定的记录与图标内容，并判断钻具内部实际的性能状况。同时，经过这种方法下的无损检测，一旦发生了损伤严重的状况，可以迅速检测出来，并采取相应的维护措施。但是，X射线无损检测技术也存在一定的不足之处，在对它的使用过程中，容易产生大量的污染，给周边环境带来一定的危害。而且这些能量还容易损害到周围工作人员的身体健康。为此，在实际的无损检测当中，X射线无损检测技术，属于较为少见的一种，而且不是特殊情况，不会进行运用。超声波无损检测技术也属于钻具无损检测技术当中的一种，它主要是利用超声波，将它投射到钻具当中，并研究钻具所出现的反射状况。这一检测技术的原理主要在于，如果钻具本身受到了较为严重的损伤，并产生了一定的裂缝，那它在超声波的冲击之下，能够将超声波反射回去。为此，运用这种方法对钻具进行检测，仅仅需要研究超声波是否出现了反射现象，并绘制出相应的图像，就可以清楚的发现钻具内部的损耗状况。第三种方法是涡流无损技术检测，这种方法主要用于发现钻具金属表面可能出现的损伤检测。它的使用主要是在交流电磁场的作用下，金属钻具的表面容易出现一些涡流，而只需要对这些涡流进行一定的监测，就可以发现钻具表面的损伤。此外，还有一种较为常见的方法，即磁粉无损检测，作为探测损伤的重要方法，磁场一直被钻探工程加以密切的关注，相比于其他方法而言，它发现钻具金属表面存在损伤的灵敏度相当高。这种方法，主要的操作原理是运用一定的磁粉，将它分布在钻具的表面，并进行钻具内部磁场的检测，凭借磁场分布的状况，可以分析出损伤的具体位置以及损伤程度。

2 分析超声波检测具体操作

超声波探伤仪器多种多样,本文主要以Sonatest-250型设备进行分析。超声波探伤设备进行工作时所需要的附属设备主要为探伤仪、探头、传输线、电池。首先对各个附属设备进行检查,确保整套监测系统处于正常状态,开机后进行相关的参数与比例设置以便对被探钻具进行更好的检测。然后进行灵敏度的调整,并清理被测钻具以防钻具表面杂质影响检测。随即涂抹末禺合剂,将探头与钻具相对并排除空气进行检测。检测时左右或上下移动探头,根据图像显示来判断可能的损伤位置。

2.1 分析超声波检测效果

在测试完成后,必须要进行检测设备的回收和清洗。检查检测设备的外观,同时运用另一种方法进行复测检核。如果经过上述检测发现被测钻具已经无法满足进一步的工作和规定要求的强度,则应直接将被测钻具报废；如若检测通过,则应再继续进行钻具无损检测,进行更进一步的检测工作。在2014年11月的吐哈油田玉果区块进行钻具检测时,通过超声波检测发现果4-81井的钻具存在一定程度的损伤。经过目测观察无法判定出损伤的位置,因此对有损钻具进行磁粉检测,经过仔细的检测,发现在钻具的2、3道螺纹交界区存在长度为gem的裂缝；在扣槽的最底部出现了长度为10.2em的裂缝；在l、2道螺纹交界处检测到了8c,的裂缝。其余部分完好,没有检测到损伤情况。

2.2 钻具无损检测技术效果分析

在采用了无损检测技术以后，工件的质量有了较好的控制，不容易出现断裂失效的状况，为钻井工程的安全进行提供了相当可靠的保障。其次，无损检测技术的出现，迅速推动了生产工作的优化进程，它能够在钻井工程的现场，对钻具以及零部件进行全面的检测，如果发现了一定的问题可以迅速将有关的质量信息反映给相关的管理人员，并迅速做出针对性的措施。以钻具焊接的修复为例，如果在钻具焊接修复以后的检测中发现，钻具依旧存在着较为严重的质量问题，则不能重新恢复对它的使用。最后，无损检测技术，有效较低了对能源的消耗总量，它可以在钻具以及相关构件仍然处于半成品的状态下，迅速进行检查，如果零部件出现了一定的质量问题，可以迅速采取一定的措施加以调节，一定程度上简化了零构件的制作流程，也确保了构件在消耗最低能源的基础上，保持较高的制作水准。