鉆井管柱的檢測方法及修理

1、鉆井方向答辯鉆井方向答辯2015.07鉆井管柱的檢測方法及修理報(bào)告人報(bào)告人：夏孝：夏孝杰杰ONTENTS312鉆井管柱的基本構(gòu)成：鉆井管柱的基本構(gòu)成：圖一：方鉆桿圖一：方鉆桿圖二：鉆桿圖二：鉆桿圖三：鉆鋌圖三：鉆鋌圖四：各種類型的接頭圖四：各種類型的接頭圖五：扶正器圖五：扶正器圖六：內(nèi)防噴工具圖六：內(nèi)防噴工具螺紋斷裂常見的管柱失效形式常見的管柱失效形式：過量變形過量變形 過度拉伸、扭曲、彎曲過度拉伸、扭曲、彎曲 絲扣壓、拉潰；絲扣壓、拉潰；斷裂斷裂 過載斷裂過載斷裂 低應(yīng)力脆低應(yīng)力脆斷斷 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕斷裂斷裂 疲勞斷裂疲勞斷裂 腐蝕疲勞腐蝕疲勞斷裂斷裂表面損傷表面損傷 腐蝕腐蝕 磨損磨損

2、機(jī)械損傷機(jī)械損傷管柱本體過載斷裂直臺肩過載斷裂H2S導(dǎo)致的應(yīng)力腐蝕斷裂鉆桿接頭磨損表面出現(xiàn)微裂紋ONTENTS3121 1、管體人工檢驗(yàn)法、管體人工檢驗(yàn)法所需工具：卡規(guī)、千分表、燈所需工具：卡規(guī)、千分表、燈檢測項(xiàng)目：管體直度、直徑、壁厚、螺紋的完整度、耐磨帶的磨損情檢測項(xiàng)目：管體直度、直徑、壁厚、螺紋的完整度、耐磨帶的磨損情況。對于方鉆桿還應(yīng)檢測其四方度。對于重新加工的螺紋還應(yīng)檢驗(yàn)螺況。對于方鉆桿還應(yīng)檢測其四方度。對于重新加工的螺紋還應(yīng)檢驗(yàn)螺紋密封性。紋密封性。2.12.1. .1 1 直度檢測直度檢測將管柱放在管架之上，滾動鉆柱，觀察管柱是否會出現(xiàn)擺動現(xiàn)象，沒達(dá)到直度要求的管柱禁止入井。將管

3、柱放在管架之上，滾動鉆柱，觀察管柱是否會出現(xiàn)擺動現(xiàn)象，沒達(dá)到直度要求的管柱禁止入井。2.1.2 2.1.2 直徑檢測直徑檢測對下井的管柱采取抽樣法，一般隨機(jī)抽取五根利用卡規(guī)測量鉆具的外徑，對于超過其公稱直徑的管對下井的管柱采取抽樣法，一般隨機(jī)抽取五根利用卡規(guī)測量鉆具的外徑，對于超過其公稱直徑的管柱須在減徑機(jī)上減徑。柱須在減徑機(jī)上減徑。2.1.3 2.1.3 壁壁厚厚檢測檢測采用抽檢方式，使用千分表測量。大約每隔采用抽檢方式，使用千分表測量。大約每隔5-105-10根管柱檢測一次，每次要在兩個(gè)管端把管根管柱檢測一次，每次要在兩個(gè)管端把管子圓周分成四個(gè)均勻的點(diǎn)進(jìn)行測量。對測出的壁厚與子圓周分成四個(gè)

4、均勻的點(diǎn)進(jìn)行測量。對測出的壁厚與APIAPI表進(jìn)行對比，對于低于技術(shù)要求的表進(jìn)行對比，對于低于技術(shù)要求的管柱需要降低使用強(qiáng)度使用，或者直接報(bào)廢管柱需要降低使用強(qiáng)度使用，或者直接報(bào)廢2.1.4 2.1.4 螺紋螺紋的完整度的完整度檢測檢測對于存在內(nèi)外螺紋的鉆具，下井前一定要觀察絲扣的情況。檢測前先用絲扣刷將表面的泥屑、油污、對于存在內(nèi)外螺紋的鉆具，下井前一定要觀察絲扣的情況。檢測前先用絲扣刷將表面的泥屑、油污、油漬清理干凈，對于檢驗(yàn)該項(xiàng)目的檢測員需要配備油漬清理干凈，對于檢驗(yàn)該項(xiàng)目的檢測員需要配備相應(yīng)的螺紋質(zhì)檢員資格相應(yīng)的螺紋質(zhì)檢員資格證證。主要觀察螺紋的磨損。主要觀察螺紋的磨損度，牙頂高，內(nèi)外

5、螺紋公差配合等情況。度，牙頂高，內(nèi)外螺紋公差配合等情況。2.1.5 2.1.5 耐磨帶磨損情況檢測耐磨帶磨損情況檢測對于耐磨帶的檢驗(yàn)主要包括：耐磨帶磨損情況、耐磨帶剝落面積，耐磨帶厚度等相關(guān)項(xiàng)目對于耐磨帶的檢驗(yàn)主要包括：耐磨帶磨損情況、耐磨帶剝落面積，耐磨帶厚度等相關(guān)項(xiàng)目2.1.6 2.1.6 方鉆桿方度檢測方鉆桿方度檢測運(yùn)用抽樣調(diào)查法，檢查方鉆桿的方度（四方或六方），即方鉆桿表面棱角磨損情況運(yùn)用抽樣調(diào)查法，檢查方鉆桿的方度（四方或六方），即方鉆桿表面棱角磨損情況2.1.7 2.1.7 水眼通透性檢測水眼通透性檢測將放在管架上的管柱用手電筒在水眼內(nèi)照射，觀察兩邊是否能夠通光，觀測水眼內(nèi)通透情況

6、，及時(shí)做將放在管架上的管柱用手電筒在水眼內(nèi)照射，觀察兩邊是否能夠通光，觀測水眼內(nèi)通透情況，及時(shí)做到疏通存在堵塞的水眼，若無法疏通，則直接報(bào)廢。到疏通存在堵塞的水眼，若無法疏通，則直接報(bào)廢。2.1.8 2.1.8 螺紋密封性檢測螺紋密封性檢測將重新車扣后的螺紋需要在管體兩端連接后加載壓力，檢驗(yàn)螺紋密封性及承壓能力。對于檢驗(yàn)合格產(chǎn)將重新車扣后的螺紋需要在管體兩端連接后加載壓力，檢驗(yàn)螺紋密封性及承壓能力。對于檢驗(yàn)合格產(chǎn)品方可下井。品方可下井。2 2、超聲波探傷無損檢測法、超聲波探傷無損檢測法超聲波探傷原理：超聲波探傷原理：超聲波探傷是利用超聲波在物體中傳播的一些物理特性來發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部的超聲波探傷是利

7、用超聲波在物體中傳播的一些物理特性來發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部的不連續(xù)性不連續(xù)性, ,即缺陷或傷的一種方法即缺陷或傷的一種方法, ,是無損檢驗(yàn)一種重要手段。是無損檢驗(yàn)一種重要手段。共振法透射法脈沖反射法2.2.1 2.2.1 共振法共振法測量項(xiàng)目：測量項(xiàng)目：表面較光滑的表面較光滑的工件工件的厚度、的厚度、探測復(fù)合材料的粘合質(zhì)量和鋼板內(nèi)的探測復(fù)合材料的粘合質(zhì)量和鋼板內(nèi)的夾層夾層缺陷缺陷檢測檢測。原理：原理：聲波在工件內(nèi)傳播時(shí)聲波在工件內(nèi)傳播時(shí), ,如入射波與反射波同相位如入射波與反射波同相位( (即工件厚度為超聲波波長的一半或成即工件厚度為超聲波波長的一半或成整數(shù)倍時(shí)整數(shù)倍時(shí)),),則引起共振則引起共振。特點(diǎn)

8、：特點(diǎn)：1)1)可精確地測厚可精確地測厚, ,特別適宜測量薄板及薄壁管特別適宜測量薄板及薄壁管; ; 2 2) )工件表面光潔度要求高工件表面光潔度要求高, ,否則不能進(jìn)行測量。否則不能進(jìn)行測量。2.2.2 2.2.2 透射法透射法測量原理：測量原理：穿透法是將二個(gè)探頭分別置于工件相對的兩面穿透法是將二個(gè)探頭分別置于工件相對的兩面, ,一個(gè)發(fā)射超聲波一個(gè)發(fā)射超聲波, ,使超聲波從工件的一個(gè)界面透射到使超聲波從工件的一個(gè)界面透射到另一個(gè)界面另一個(gè)界面, ,在該界面處用另一個(gè)探頭來接收。在該界面處用另一個(gè)探頭來接收。根據(jù)超聲波穿透工件后的能量變化情況根據(jù)超聲波穿透工件后的能量變化情況, ,來判斷工

9、件內(nèi)部質(zhì)量。來判斷工件內(nèi)部質(zhì)量。工件內(nèi)無缺陷時(shí)工件內(nèi)無缺陷時(shí), ,接收到的超聲波能量較強(qiáng)接收到的超聲波能量較強(qiáng), ,一旦有缺陷一旦有缺陷, ,聲波受缺陷阻擋聲波受缺陷阻擋, ,則將在缺陷后形成聲影則將在缺陷后形成聲影, ,這樣就可根這樣就可根據(jù)接收到的超聲波能量的大小來判定缺陷的大小據(jù)接收到的超聲波能量的大小來判定缺陷的大小。1 1) )探測靈敏度較低探測靈敏度較低, ,不易發(fā)現(xiàn)小缺陷不易發(fā)現(xiàn)小缺陷; ;2 2) )根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷根據(jù)能量的變化即可判斷有無缺陷, ,但不能定位但不能定位; ;3 3) )適宜探測超聲波衰減大的材料適宜探測超聲波衰減大的材料; ;4 4) )可避免

10、盲區(qū)可避免盲區(qū), ,適宜探測薄板適宜探測薄板; ;5 5) )指示簡單指示簡單, ,便于自動探傷便于自動探傷; ;6 6) )對兩探頭的相對距離和位置要求較高。對兩探頭的相對距離和位置要求較高。測量特點(diǎn)：測量特點(diǎn)：2.2.3 2.2.3 脈沖反射法脈沖反射法測量原理：測量原理：脈沖反射法是利用超聲波透入金屬材料的深處脈沖反射法是利用超聲波透入金屬材料的深處, ,并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí), ,在界面邊緣發(fā)生反在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷的一種方法射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷的一種方法, ,當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部,

11、,遇到缺陷與零件底面時(shí)遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來就分別發(fā)生反射波來, ,在熒光屏上形成脈沖波形在熒光屏上形成脈沖波形, ,根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小?？v波探傷法 探測金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡單的制件中所存在的夾雜物 裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷;橫波探傷法 探測管材中的周向和軸向裂縫 劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷表面波探傷法 用表面波可探測形狀簡單的制件上的表面缺陷蘭姆波探傷法 用蘭姆波可探測薄板中的缺陷特點(diǎn)： 探測探測靈敏度高靈敏度高; ; 能能準(zhǔn)確地準(zhǔn)確地確定確定 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測探測, ,應(yīng)用范應(yīng)用范圍廣。圍廣。3 3、漏磁探傷無損檢測法、漏磁探傷無損檢測法檢測原理：鐵磁性材料制成的工件被磁化后,工件就有磁力線通過。如果工件本身沒有缺陷，磁力線在其內(nèi)部是均勻連續(xù)分布的。但是，當(dāng)工件內(nèi)部存在缺陷時(shí)，如裂紋、夾雜、氣孔等非鐵磁性物質(zhì)，其磁阻非常大，磁導(dǎo)率低，必將引起磁力線的分布發(fā)生變化。缺陷處的磁力線不能通過，將產(chǎn)生一定程度的彎曲。當(dāng)缺陷位于或接近工件表面時(shí)，則磁力線不但在工件內(nèi)部產(chǎn)生彎曲，而且還會穿過工件表面漏到空氣中形成一個(gè)微小的局部磁場。漏磁檢驗(yàn)法特點(diǎn)：容易實(shí)現(xiàn)自動化。由傳感器接收信號，軟件判斷有無缺陷，適合于組成自動檢測系統(tǒng)。

13、有較高的可靠性。從傳感器到計(jì)算機(jī)處理，降低了人為因素影響引起的誤差，具有較高的檢測可靠性?？梢詫?shí)現(xiàn)缺陷的初步量化。這個(gè)量化不僅可實(shí)現(xiàn)缺陷的有無判斷，還可以對缺陷的危害程度進(jìn)行初步評估。對于壁厚30mm以內(nèi)的管道能同時(shí)檢測內(nèi)外壁缺陷。因其易于自動化，可獲得很高的檢測效率且無污染。ONTENTS3121 1、可修理部分、可修理部分校直機(jī)校直管柱校直機(jī)校直管柱管端加厚及表面修磨管端加厚及表面修磨耐磨帶堆焊技術(shù)修復(fù)耐磨帶耐磨帶堆焊技術(shù)修復(fù)耐磨帶切刀重新切螺紋切刀重新切螺紋1 1、可修理部分、可修理部分2 2、不可修理部分、不可修理部分管體出現(xiàn)疲勞裂紋管體出現(xiàn)疲勞裂紋反復(fù)修理低于最短使用要求的管體反復(fù)修

14、理低于最短使用要求的管體磨損嚴(yán)重（小于最小使用厚度）的管體磨損嚴(yán)重（小于最小使用厚度）的管體出現(xiàn)腐蝕穿孔、白點(diǎn)、刺漏嚴(yán)重、機(jī)械損傷嚴(yán)重的管體出現(xiàn)腐蝕穿孔、白點(diǎn)、刺漏嚴(yán)重、機(jī)械損傷嚴(yán)重的管體水眼堵塞，無法穿過水眼堵塞，無法穿過 本體折斷，彎曲嚴(yán)重校直后仍無法達(dá)到規(guī)定的直度要求本體折斷，彎曲嚴(yán)重校直后仍無法達(dá)到規(guī)定的直度要求報(bào)廢處理報(bào)廢處理視裂紋出現(xiàn)的區(qū)域大小決定報(bào)廢或降低使用級數(shù)要求視裂紋出現(xiàn)的區(qū)域大小決定報(bào)廢或降低使用級數(shù)要求報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理報(bào)廢處理鉆桿狀況鉆桿狀況一級一級鉆鉆柱柱二級二級鉆鉆柱柱外部狀況：外部狀況：磨損磨損凹傷壓痕凹傷壓痕剩余壁厚不小于

15、公稱壁厚的剩余壁厚不小于公稱壁厚的80%直徑減少不超過公稱外徑的直徑減少不超過公稱外徑的3%剩余壁厚不小于公稱壁厚的剩余壁厚不小于公稱壁厚的70%直徑減少不超過公稱外徑的直徑減少不超過公稱外徑的4%卡瓦部位損傷、壓痕、縮徑、刻痕、卡瓦部位損傷、壓痕、縮徑、刻痕、鏟鑿鏟鑿直徑減小不超過公稱外徑的直徑減小不超過公稱外徑的3%深度不超過鄰近平均壁厚的深度不超過鄰近平均壁厚的10%直徑減小不超過公稱外徑的直徑減小不超過公稱外徑的4%深度不超過鄰近平均壁厚的深度不超過鄰近平均壁厚的20%應(yīng)力引起直徑變化：應(yīng)力引起直徑變化：變細(xì)變細(xì)變粗變粗直徑減小不超過公稱直徑直徑減小不超過公稱直徑3%直徑增大不超過公稱直徑的直徑增大不超過公稱直徑的3%直徑減小不超過公稱直徑直徑減小不超過公稱直徑4%直徑增大不超過公稱直徑的直徑增大不超過公稱直徑的4%腐蝕、切割、鑿孔腐蝕、切割、鑿孔縱向切割、鑿孔縱向切割、鑿孔橫向切割、鑿孔橫向切割、鑿孔剩余壁厚不小于公