鉆井工具無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果分析

1、新 疆 石 油 科 技 2 0 1 1 年 第 4期 ( 第 2 l卷 )·5 ·鉆 井工具無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng) 用效 果分 析 路 志武① 齊 國(guó)忠 王 中華 西 部 鉆探 公 司 克 拉 瑪 依 鉆 井公 司 ，8 3 4 0 0 9 新 疆 克 拉 瑪 依 白堿 灘 摘 要 鉆井工具在現(xiàn)場(chǎng)使用一段時(shí)間后， 會(huì)出現(xiàn)金屬疲勞， 使用壽命縮短， 容易發(fā)生鉆具的脫落， 造成嚴(yán)重后果。通過選擇合適 的 檢 測(cè) 方 法和 設(shè)

2、備 ， 對(duì) 鉆 具進(jìn) 行 無(wú)損 檢 測(cè) ， 可 以 發(fā) 現(xiàn) 工 具 內(nèi)部缺 陷 ， 及 時(shí)分 離 ， 防止 損 壞 程 度 加 劇 ， 避 免 在 生產(chǎn) 中 出現(xiàn) 鉆 具 失 效 。 克 拉瑪依鉆 井公 司經(jīng)過 1 0余 年的應(yīng)用 ， 檢 測(cè)工具 1 0余 萬(wàn)件 ， 發(fā)現(xiàn) 不合格 工具數(shù)千件 ， 消除了大量的事故隱患 ， 為鉆 井安全 生產(chǎn)提供 了有 力的安全保 障。主題 詞 鉆 井液 井眼穩(wěn) 定 抗 高溫性 能 潤(rùn)滑性 深探 井 1前

3、 言 鉆 井工 具 。 在 現(xiàn) 場(chǎng) 使 用 一 段 時(shí) 間后 ， 會(huì) 不 同程 度 地 出現(xiàn)金屬疲 勞 ， 承受負(fù)荷的能力 開始下 降 ， 如果不 能及時(shí)發(fā)現(xiàn) ， 就會(huì)發(fā)生鉆具的脫落等后果 ， 對(duì)鉆井生 產(chǎn) 造成 嚴(yán) 重威脅 。鉆頭 旋轉(zhuǎn) 時(shí) ， 牙 輪滾 動(dòng) ， 牙齒 與 井 底 表 面 形 成 間歇 接 觸 。 產(chǎn) 生 縱 向振 動(dòng) ， 作 用 在 鉆 柱 上 的拉 力 或 者 壓 力 時(shí) 刻 發(fā) 生 變 化 ，使 鉆 具 產(chǎn) 生

4、交 變 應(yīng) 力 。 此外 ， 井下工具還受到其他載荷的作用 ： 旋轉(zhuǎn)時(shí)與 井 壁產(chǎn) 生 碰撞 、 鉆 柱 自身發(fā) 生 彎 曲 、 旋 轉(zhuǎn)扭 矩 等作 用 。鉆 具 的本 體 和 螺 紋 上 受 到 的拉 、 壓 載荷 達(dá) 到 10 0 0 ～30 0 0 k N，扭 矩載 荷達(dá) 到 3 00 0 0 ～ 6 00 0 0 N· M。甚至 更 高 ， 對(duì)鉆具破 壞性極大 ， 導(dǎo)致鉆具 內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生 變化 ， 出現(xiàn) 微 裂紋

5、。螺 紋 受 到 磨 損 。 牙形 失 去 基 本 外 形 ， 出現(xiàn) 牙頂 尖銳 的現(xiàn) 象 ， 容 易 造成 泥 漿侵 入 ， 最 終 形 成 刺 漏 。對(duì) 于外 觀 上能 夠觀 察 測(cè)量 的缺 陷 。 可 以直 接 發(fā) 現(xiàn) ， 而 內(nèi)部疲 勞 缺 陷不 易 發(fā)現(xiàn) 。 通過 鉆具 無(wú)損 檢 測(cè) ，可 以及 時(shí)發(fā) 現(xiàn)鉆 具 存在 的問題 ， 判 斷鉆 具 承 受 載荷 的 能力 ， 防止損 壞 程度 加 劇 ， 避免 出現(xiàn)鉆 具 失效 ，

6、 對(duì) 于 保 證 鉆井 施 工 的正 常進(jìn)行 ， 起 到非 常重 要 的作用 。2 工具 無(wú)損檢 測(cè)方式選擇 2 ． 1 檢 測(cè) 方 法 分 類 判斷鉆井工具是否可以繼續(xù)使用 的檢測(cè)的方法 有 ： 螺紋檢驗(yàn) 、 無(wú)損探 傷檢驗(yàn) 、 液壓 承壓檢驗(yàn) 、 拉( 壓 )負(fù)荷檢驗(yàn) 、 外觀形狀和幾何尺寸檢驗(yàn) 、 硬度測(cè)試等 。 其 中 ， 無(wú) 損 探傷 檢驗(yàn) 包 括超 聲 波探 傷 、 磁 粉探 傷 、 渦 流 探 ①作 者簡(jiǎn)介 ： 工程師 ，

7、 1 9 8 3 — 0 7畢業(yè)于新 疆石 油學(xué)校鉆 井工程專業(yè) 傷 、 射 線探 傷 和熒 光探 傷 等方 法 。各 種方 法 使 用 的介 質(zhì) 不 同 ， 對(duì) 檢測(cè) 條件 的要 求也 不 同 。2 ． 2 無(wú)損探傷檢 測(cè)方式的原理及適應(yīng)性分析 ( 1 )渦流探 傷 。利 用 交流 電磁 線 圈在金 屬構(gòu)件 表 面感 應(yīng)產(chǎn) 生 的渦 流遇 到 缺 陷會(huì)產(chǎn) 生 變化 的 原理 ， 來 檢 測(cè) 構(gòu) 件 缺 陷的 無(wú) 損 探 傷技 術(shù) ，主

8、 要 用 于 檢 測(cè) 焊接 缺 陷 ；( 2 )紅外 線探 傷 。利 用待 測(cè)對(duì) 象本 身 的發(fā)熱 過程 來進(jìn)行檢測(cè) ． 或者在工件形成熱流傳播過程 中因熱傳 導(dǎo) 率 不 同 、 溫 度不 同 、 輻 射強(qiáng) 度不 同 ， 顯示 出工 件 中裂 紋 、 夾層等缺陷：( 3 ) 磁粉探傷 。借助磁粉 ， 顯示出鐵磁性材料漏 磁 場(chǎng) 的分 布 。 從 而發(fā) 現(xiàn) 材料 表面 或 近表 面缺 陷 的一種 無(wú) 損探傷 。可 以發(fā)現(xiàn)工件 中所產(chǎn)生 的

9、疲勞裂紋等缺 陷。對(duì)工件表面裂紋等缺陷的檢驗(yàn)非常有效 ， 檢驗(yàn)速 度 快 ， 能顯 出缺 陷 的長(zhǎng)度 和形 狀 ， 但難 以確 定其深 度 ；( 4 ) 熒光探傷 。利用熒光物質(zhì)在紫外絲照射下發(fā) 光 的性 質(zhì) ， 將 熒 光 物 質(zhì) 涂 在 零 件表 面上 。 在 紫外 線 照 射 后 的熒 光顯 示 ． 檢 驗(yàn)零 件表 面 的缺 陷 ：( 5 )X射 線 探傷 。X射線 穿過 被 照射物 體后 產(chǎn)生 損 耗 ， 不 同厚 度 、 形狀