钻具螺纹无损检测方法的应用与分析

钻具螺纹无损检测方法的应用与分析 在服役过程中，石油用钻具(钻杆、方钻杆、钻铤、转换接头等)连接螺纹部位是最容易失效的部位，我国各油田每年由于钻具螺纹失效引起的钻具断裂事故时有发生，平均每发生一起类似事故的经济损失达几十万元，甚至上百万元，严重影响了我国石油事业的发展。采用合适的无损检测方法对钻具螺纹部位定期进行有效的检测，可以避免由于螺纹失效引起的重大事故的发生，从而产生巨大的经济效益和社会效益。 1、钻具螺纹失效的原因与特点 钻具螺纹失效的原因在于:螺纹连接部位本身是薄弱环节，是应力集中区，且工作过程承受交变的拉伸和扭转应力，长期工作于高应力状态;同时受恶劣的服役条件如腐蚀、磨损、温度、压力等因素的影响;钻具自身的设计结构、材质选用及加工处理等也是引起钻具螺纹失效的重要因素。 钻具螺纹主要有横向疲劳裂纹和纵向裂纹两种失效形式。外螺纹接头的疲劳裂纹和断裂常发生在从台肩算起第二个或第三个扣的根部，内螺纹接头的断裂常发生在最后啮合部位的螺扣处，一般距螺纹消失端4-6牙附近，如图1所示。纵向裂纹贯穿接头螺纹的全部或大部，长度一般在60,130cm之间，如图2所示。 图1 图2 2、超声法在钻具螺纹检测中的应用 超声检测原理是:根据钻具螺纹的结构特点，利用超声波在被测声场中的传播特性和声学效应，采用超声纵波小角度直探头沿钻具螺纹端面或横波斜探头沿钻具螺纹外表面进行扫描检测，如图3所示。 由于沿钻具螺纹端面扫描不受钻具规格的限制，在实际中广泛采用纵波小角度直探头进行钻具螺纹部位的检测。超声检检测涉及耦合剂的使用、探头的选择及缺陷的评定等问题。 (1)耦合剂的使用:一般选用机油、浆糊等透声性好，且不损伤检测表面的 耦合剂。 (2)探头的选用:应根据所探工件的材质、螺纹规格及端面宽度选择合适的检测探头。一般采用频率0.5,2.5MHz，晶片直径10,14mm,且保证入射声束的轴线尽可能与螺纹中径平行。 (3)缺陷的评定:以最后一个完整螺纹回波调节到满屏的10%作为检测灵敏度，检测时当回波高度大于或等于相同距离正常螺纹反射回波6dB,且有一定长度时，则判定为缺陷，如图4所示。 图3 3、磁粉法在钻具螺纹检测中的应用 磁粉检测原理原理是: 2.2、磁粉检测特点 4、漏磁法在钻具螺纹检测中的应用 5、方法比较及结论