CN101086202A - 在役石油钻杆检测分级评价方法 - Google Patents

Abstract

一种在役石油钻杆检测分级评价方法，它包括下列步骤：一、石油钻杆检测准备工作；二、钻杆内、外接头数据测量；三、钻杆管体数据测量；四、钻杆接头螺纹及密封台肩面检查及修复；五、钻杆直线度的测量及钻杆水眼目测、疏通；六、对钻杆内外螺纹接头至管体中央1.2米范围内壁腐蚀进行检查；七、钻杆超声波检测；八、钻杆管体电磁感应检测；九、钻杆接头螺纹磁粉检测；十、电磁探伤异常疑问区和内窥仪检测钻杆两端1.2米范围内壁腐蚀复查；十一、检测资料整理并分级标识；十二、分级统计及报告书的撰写。本发明的有益效果是：对旧品在役石油钻杆进行综合全面检测分级评价，可有效地避免了在役石油钻杆在油田钻井工程中频繁出现各类事故的现状。

Description

在役石油钻杆检测分级评价方法

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，属于石油、天然气、地质等行业的石油钻杆在野外钻井作业后，对其使用后的技术质量状况进行检测分级评价的一种方法，是在役石油钻杆使用一段时期后再次进行检测并分级评价的一种方法，

背景技术

石油钻杆在油田钻井工程中，是地面旋转系统、提升系统、循环系统与钻铤、钻头联接的主要部件，通过它们达到转盘带动钻头旋转，大钩带动钻头升降，泥浆送到井底形成循环，从而实现钻头的破碎岩层并连续钻进。正常钻进时，石油钻杆在井下要承受拉伸、压缩、扭曲和泥浆酸化等复杂交变应力，工作条件极为恶劣，随着工作频率的增大，使用时间过长，将形成疲劳裂纹，严重腐蚀坑等，因此，石油钻杆能否正常、安全的工作，是油田钻井工程能否正常进行的关键之一，在钻井工程作业中具有至关重要的地位。在油田钻井工程中使用的石油钻杆，往往从国内外的冶金钢厂引进新的石油钻杆进行作业，但使用后再次使用必须进行检测才能使用，否则，将会造成严重事故，而对使用后的在役石油钻杆检测，必须有一个非常先进的能对旧品石油钻杆进行综合的全面的检测分级评价的方法，以满足钻井生产和油田使用要求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种对旧品在役石油钻杆进行综合全面检测分级评价的方法，它改变了以往对旧品石油钻杆不检测或者只是进行某种单项的片面的检测，使在役石油钻杆在油田钻井工程中频繁出现各类事故的现状。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种在役石油钻杆检测分级评价方法，它包括下列步骤：

一、石油钻杆检测准备工作：(1)编工号，(2)打钢号，(3)清洗，(4)外观检查，(5)检查工号、钢号；

二、钻杆内、外接头数据测量：(1)外径测量，(2)最小台肩宽度测量，(3)接头体长度测量，(4)吊卡台肩宽度测量；

三、钻杆管体数据测量：(1)外径测量，(2)壁厚测量；

四、钻杆接头螺纹及密封台肩面检查及修复：(1)接头螺纹及密封台肩面检查，(2)螺纹及密封台肩面手工修复，(3)判修；

五、钻杆直线度的测量及钻杆水眼目测、疏通：(1)“拉线法”测直线度(2)水眼目测检查、疏通水眼；

六、对钻杆内外螺纹接头至管体中央1.2米范围内壁腐蚀进行检查：(1)用工业内窥仪进行检查；

七、钻杆超声波检测：(1)加厚区及焊缝超声波探伤，(2)接头内、外螺纹超声探伤；

八、钻杆管体电磁感应检测：用AITRS-3型电磁探伤设备进行探伤；

九、钻杆接头螺纹磁粉检测：采用“剩磁法”和“连续法”对钻杆接头螺纹进行荧光磁粉探伤；

十、电磁探伤异常疑问区和内窥仪检测钻杆两端1.2米范围内壁腐蚀复查：(1)超声波测厚复查，(2)超声波探伤复查；

十一、检测资料整理并分级标识：(1)检测资料收集、整理，(2)钻杆分级标识；

十二、分级统计及报告书的撰写：(1)分级统计，(2)报告书的撰写。

本发明的有益效果是：对旧品在役石油钻杆进行综合全面检测分级评价，改变了以往对旧品石油钻杆不检测或者只是进行某种单项的片面的检测，可有效地避免在役石油钻杆在油田钻井工程中频繁出现各类事故的现状。

说明书附图

图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

参见图1所示：

一种在役石油钻杆检测分级评价方法，它包括下列步骤：

一、在役石油钻杆检测的准备工作：

1、对待检在役石油钻杆置于检测平台排列整齐并进行编排工号。

2、在石油钻杆外螺纹接头端打制钢印号，其钢号按使用单位、钢级、规格和出厂时间以及检测序号等进行编制，如各种规格钻杆编码采用11位数，表示为：XXXXXXX-XX-XX，第一位数表示钻杆钢级X、G或S等，第二、三位数代表出厂年份，四、五、六、七位数代表钻杆检测序号，第八、九位数代表石油钻杆所属使用单位，第十位数代表石油钻杆规格，5代表5″钻杆；3代表3-1/2″钻杆；2代表2-7/8″钻杆；1代表2-3/8″钻杆，最后一位表示钻杆类型，X表示斜坡钻杆；Z表示直角钻杆；W表示加重钻杆。如S020058-CD-5W表示为川东钻探公司5″加重钻杆，2002年出厂，第58号钻杆。钢字母与钢数字一般选用10号，钢印号要求清晰整洁。

3、清洁钻杆接头、螺纹、管体等油污及严重锈蚀，对管体有拉伤、毛刺、咬伤等情况严重的进行打磨。用钢丝刷或其它工具清理钻杆距接头1.2米以内锈蚀、泥浆及油污等，保证其光滑平整。清理钻杆距接头1.2米以内的内壁锈蚀、泥浆及油污等，保证用肉眼能观察到钢体。

4、目测钻杆管体外观腐蚀状况及偏磨状况，观察其是否有刺漏、焊补等挤扁或刻痕严重等情况。

5、检查工号、钢号；

二、在役石油钻杆的内、外接头数据测量：

1、钻杆内、外螺纹接头外径测量：

①选用的量具有：游标卡尺、外卡钳等，所用量具示值精度为0.5mm。

②校对量具：采用计量合格的量具，其误差不能大于0.5mm，保证量具灵活自如，准确无误。

③测量方法：在距内、外螺纹接头密封台肩面端25mm处，沿圆周方向每隔120°测量一次外径，取其平均值作为测量结论，但其测量应根据实际情况选其部位，偏磨严重的选其严重部位应测量多次，接头上有周向凹坑的打磨平整后选此部位测量。

④复查与抽检：根据钻杆接头均匀磨损的原则，复查其内、外螺纹接头体的外径尺寸数据，采用随机按5％比例进行抽检。

2、测定内、外螺纹接头体密封台肩面的最小宽度：

①选用的量具有：游标卡尺、深度尺等，所用量具示值精度为0.1mm。

②校对量具：采用计量合格的量具，其误差不能大于0.1mm，保证量具灵活自如，准确无误。

③用游标卡尺、深度尺按钻杆接头密封台肩面圆周方向每隔120°测量一次台肩面宽度，取其最小值作为测量结论；或若有接头偏磨者可直接测量偏磨处密封台肩面的宽度，取其最小值作为测量结论。

④复查与抽检：根据钻杆接头均匀磨损的原则，复查其内、外螺纹接头密封台肩面宽度尺寸数据与内、外螺纹接头外径数据对比值偏差较大的钻杆，采用随机按5％比例进行抽检。

⑤石油钻杆接头分级标准：(见下表)

单位：mm

钻杆数据			新接头数据			一级		二级
										公称尺寸	理论质量kg/m	加厚类型与钢级*	接头类型	外径	内径	最小外径	最小内螺纹台肩宽	最小外径	最小内螺纹台肩宽
60.3×7.11	9.91	EU95	NC26	85.7	44.5	82.5	2.8	81.5	2.4
										60.3×7.11	9.91	EU105	NC26	85.7	44.5	83.0	3.2	82.5	2.8

60.3×7.11	9.9	EU135	NC26	85.7	41.28	83.0	3.2	82.5	2.8
										73.0×9.19	15.49	EU95	NC31	104.8	50.8	99.0	4.8	97.5	4.0
73.0×9.19	15.49	EU105	NC31	104.8	50.8	100.0	5.2	98.0	4.4
										73.0×9.19	15.49	EU135	NC31	111.1	41.3	103.0	6.7	101.5	6.0
88.9×9.35	19.81	EU135	NC38	127.0	54.0	122.0	8.3	119.5	7.1
										114.3×8.38	29.79	IEU135	NC46	158.8	63.5	146.5	9.1	143.5	8.3
127×9.19	29.05	IEU105	NC50	168.3	82.5	154.5	8.7	152.0	7.5
										127×9.19	29.05	IEU135	NC50	168.3	69.9	160.0	11.5	157.0	9.9
139.7×9.17	32.62	IEU135	51/2FH	184.2	88.9	172.0	9.9	169.5	8.7
										139.7×10.54	36.79	IEU135	51/2FH	184.2	88.9	172.0	9.9	169.5	8.7

注：*EU-外加厚；IEU-内外加厚；95-X级钢；105-G级钢；135-S级钢。

3、接头体长度的测量：

①选用的量具有：钢板尺、游标卡尺等，所用量具示值精度为0.5mm。

②校对量具：采用计量合格的量具，其误差不能大于0.5mm，保证量具灵活自如，准确无误。

③用量具在钻杆接头上沿圆周方向每隔120°测量一次接头体长度，取其平均值作为测量结论。

④复查与抽检：选择接头体较短和较长的进行复检，采用随机按5％比例进行抽检。

⑤石油钻杆接头体长度标准：(见下表)                单位：mm

钻杆公称外径mm(in)	60.3(23/8)	73.0(27/8)	88.9(31/2)	127(5)	139.7(51/2)
						内螺纹接头长度	≥160			≥180
外螺纹接头长度	≥150

4、测量钻杆直角吊卡台肩面宽度：

①选用的量具有：深度尺等，所用量具示值精度为0.1mm。

②校对量具：采用计量合格的量具，其误差不能大于0.1mm，保证量具灵活自如，准确无误。

③沿钻杆接头圆周方向每隔120°测量一次吊卡台肩面宽度，取其最小值作为测量结论。

④复查与抽检：根据钻杆接头均匀磨损的原则，复查其吊卡台肩面宽度尺寸数据与内螺纹接头外径数据对比值偏差较大的钻杆，采用随机按5％比例进行抽检。

三、在役石油钻杆的管体数据测量：

1、钻杆管体外径的测量：

①选用的量具有：游标卡尺、外卡钳、外径规等量具示值精度为0.1mm。

②校对量具：采用计量合格的量具，其误差不能大于0.1mm，保证量具灵活自如，准确无误。

③在钻杆管体中部沿圆周方向每隔120°测量一次外径，取其平均值作为钻杆外径尺寸结论。

④复查与抽检：采用随机按5％比例进行复查与抽检。

2、钻杆管体壁厚的测量：

①选用的测厚仪器、探头及耦合剂和对比试块：使用的仪器为数字式直读式超声波测厚仪，采用带延迟块的单晶直探头和双晶探头，探头的频率为2.5～5MZ，应能测量外径不小于30mm的管体；耦合剂要求通常可选用机油等透声性能好，无毒、无腐蚀且又经济的液体作为耦合剂，仪器校验与实际测定时应使用相同的耦合剂；检测表面存在的浮锈、油污、应进行彻底的清洗，必要时可进行适当的修磨；试块要求声速应与所测钻杆管体的声速尽量相同或相近。

②调试仪器灵敏度：在与所测管体壁厚相近的试块上调节仪器灵敏度，误差不应超过0.1mm；超声测厚仪的校正需根据已知的管体材料声速，调好仪器声速值，然后在仪器附带的试块上，调好“零位校正”旋钮，使仪器显示为试块的厚度，仪器即调试完毕。

③测量方法：

A、采用多点测厚方法：管体壁厚测定时，探头分割线与管体中心轴线垂直沿圆周方向每隔120°测量一次，取其中最小读数。

B、二次测定法：在用双晶直探头测定时，将分割面的方向转动90°，在同一测定点测两次，测定值取最小值。

C、φ30mm多点测定法：当测定值不稳时，以一个测定点为中心，在φ30mm的范围内进行多点测定，测定值取最小值。

D、测定值异常时的处理：

a、没有显示值：通常是因为管体曲率半径太小或表面有大量点腐蚀，这时可用超声波探伤仪进行辅助测定；

b、显示值比实际厚度小：通常是因为材料内部的夹杂、夹层等缺陷引起的，这时可用超声波探伤仪对测点附近进行检测，确认是否受缺陷影响，探头可用直探头或斜探头。

④在钻杆管体中部沿圆周方向分4——8点对称测厚，取其平均值作为钻杆管体壁厚结论。

⑤石油钻杆管体检测分级标准：(见下表)

钻杆状况			一级钻杆	二级钻杆	三级钻杆
						外部状况	外壁磨损	壁厚	剩余壁厚不小于公称壁厚的80％	剩余壁厚不小于公称壁厚的70％	任何超过二级的缺陷或损伤
凹伤与压痕	直径减小不超过公称外径的3％	直径减小不超过公称外径的4％
			卡瓦部位机械损伤	压痕与缩颈	直径减小不超过公称外径的3％			直径减小不超过公称外径的4％
刻痕与铲凿	深度不超过平均邻近壁厚的10％	深度不超过平均邻近壁厚的20％
				应力引起直径变化	变细		直径减小不超过公称外径的3％	直径减小不超过公称外径的4％
变粗	直径增大不超过公称外径的3％	直径增大不超过公称外径的4％
			腐蚀		腐蚀		剩余壁厚不小于公称壁厚的80％	剩余壁厚不小于公称壁厚的70％
切割与凿	轴向	剩余壁厚不小于公称壁厚的80％		剩余壁厚不小于公称壁厚的70％

	孔		径向	剩余壁厚不小于公称壁厚的90％	剩余壁厚不小于公称壁厚的80％
							疲劳裂纹			无	无
	内部状况	腐蚀凹痕	壁厚		从最深凹陷底部量出的剩余壁厚不小于公称壁厚的80％							从最深凹陷底部量出的剩余壁厚不小于公称壁厚的70％	任何超过二级的缺陷或损伤
侵蚀与磨损						壁厚		剩余壁厚不小于公称壁厚的80％	剩余壁厚不小干公称壁厚的70％
		疲劳裂纹			无					无

注：(1)本表适用于各种尺寸、重量和钢级的钻杆，按公称尺寸为基础计算。

(2)可沿轴向按不超过本表外部腐蚀的规定数值将其磨光。磨光处与外轮廓平滑过渡。

四、在役石油钻杆的接头螺纹和密封台肩面检查及修复：

1、接头螺纹及密封台肩面检查：

①使用工具：石油管螺纹单项仪、环规、塞规、游标卡尺、深度尺、钢板尺等。

②检查钻杆接头内、外螺纹及密封台肩面状况。

③需要打磨机打磨密封台肩面的做好打磨标识，其标识一般采用黄油漆在台肩端面打“△”；需要重新车制的螺纹应做好修扣标识，其标识一般采用黄油漆在台肩端面打“○”。

④测量涨大镗孔直径并根据实际情况测量螺纹伸长量、剩余牙顶宽度、剩余牙型高度等参数。

⑤复查与抽检：采用随机按5％比例进行复查与抽检。

2、螺纹及密封台肩面手工修复：螺纹端面及螺纹有毛刺、不平或能够用手工修复的需要用平锉(棱锉)锉好的应当用锉刀加以修复并仔细检查。

①使用工具：平锉、棱锉、半圆锉、游标卡尺、钢板尺等。

②手工修复后台肩面能够光滑平整，保证其密封台肩面垂直度达到要求。

③有下列任一情况者均应予以修磨或车制：

a、台肩面如因粘结或碰撞出现凸凹不平或影响密封性的缺陷(缺欠)；

b、螺纹正常磨损后，剩余牙顶宽度或剩余牙型高度小于下表规定值，或者磨尖牙数大于或等于下表规定者；

c、钻杆接头螺纹正常磨损允许量(见下表)                单位mm

接头螺纹型式	螺纹牙型	螺距	螺纹锥度	标准牙顶宽度	剩余牙顶宽度	标准牙型高度	剩余牙型高度	磨尖数
									NC38	V-0.038R	6.350	1∶6	1.651	0.830	3.099	2.100	＜5
NC50

d、螺纹粘扣、严重锈蚀或有泥浆刺痕者；

e、内螺纹镗孔处因撞击等原因产生径向变形，镗孔大端直径小于其最小极限值时；

f、发生外螺纹断裂、伸长或内螺纹胀大。当外螺纹的伸长量在50.8mm内超过0.15mm，或内螺纹镗孔直径超过最大极限尺寸的0.79mm时；

g、台肩平面应平整光滑，没有径向伤痕、刺痕、无毛刺；

h、台肩靠内圆处应保持完好，其完好部分最窄处宽度应达到相应尺寸钻杆60％的使用台肩宽度。

3)、钻杆接头密封台肩面的打磨、修扣的普遍状况：

3.1

①接头密封面靠内圆处的60％，应平整光滑，没有径向伤痕、刺痕、无毛刺。

②若密封面有划痕或坑点时；在0.3mm深内用锉刀锉平；在0.8mm深时用打磨机磨平；在1mm深时必须上车床重新车扣。

3.2

①接头密封面靠外圆处的40％，允许有微细划纹。

②若存在严重凸台，撞凹坑，径向变形或严重影响密封性的必须重新车扣。

五、在役石油钻杆直线度的测量及钻杆水眼目测、疏通：

①使用工具：钢板尺、软线等，所用量具示值精度为0.2mm。也可采用座架规测量内、外螺纹接头体与钻杆管体的最大偏心度，其最大偏心度应小于表总读数的2.4mm。

②用“拉线法”在钻杆管体两端绷紧拉线，用钢板尺测量钻杆弯曲面和线之间的最大距离，取其最大值做为测量结论，并做上标识，其标识一般用黄油漆在距管子接头两端1.2米以外画“∽”符号。

③钻杆水眼目测检查及疏通：钻杆水眼用肉眼观测其是否畅通，如有堵塞在不损坏钻杆前提下进行疏通。

④复查与抽检：采用随机按5％比例进行复查与抽检。

⑤石油钻杆管体直线度标准：(见下表)                单位：mm

名称	长度m	全长允许直线度		两端3m内允许直线度		每米直线度
								校直	使用	校直	使用	校直	使用
		钻杆	6～8	≤3.0	≤4.5	≤1.5	≤2.0							≤1.5	≤2.0
8～12	≤4.0							≤6.0	≤2.0	≤3.0
			＞12	≤5.0	≤7.5	≤3.0	≤4.0

六、对钻杆内外螺纹接头体至管体中央1.2米范围内壁腐蚀进行检查：

①采用仪器：北京晋科光公司的N-2型工业内窥仪。

②调整好仪器，保证能够清楚的观察到内壁状况的图象。

③使其镜头沿内壁逐步检查，扫查范围按360°仔细观察内部状况，发现缺陷在管体外壁相应的位置标记好。

④复查与抽检：采用随机按5％比例进行复查与抽检。

七、在役石油钻杆超声波无损检测：

1、石油钻杆加厚过渡区及焊缝超声波无损检测：

①选用的仪器及试块：汕头超声仪器研究所生产的超声波探伤仪CTS-2200、CTS-22A型仪器，选用探伤仪器、试块及探伤设备应具有良好的精度和灵敏度。

A、检测仪器要求：

a、开机并检查仪器电源指示，若指针指向黑区应及时进行充电，充电时间在2小时以上；

b、仪器选用A型脉冲反射式超声波探伤仪或数字超声波探伤仪；

c、仪器的水平线性误差不超过2％；

d、仪器的垂直线性误差不超过5％；

e、仪器的动态范围不小于26dB。

B、耦合剂要求：

应选用经济、实惠、来源方便的机油、浆糊等透声性好还能保证良好声能接触、且不损伤检测表面的耦合剂，仪器校验时所用耦合剂须与实际检验用耦合剂相同。

C、检测面要求：

检测表面应平整、无油污和其它影响探伤的附着物。当检测面不平整时应考虑修整和补偿，用锉刀、刮刀、钢丝刷等工具除去探伤部位的锈蚀、油垢、电焊飞溅等杂物，以及钳痕等进行清除修磨，保证探伤部位表面平整、光滑。焊缝处内外表面不得有凸台、凹槽，较深的切削刀痕或磨痕。

D、对比试块：

用于调节检测灵敏度的对比试块，其厚度、曲率半径及钢级应与所检测的钻杆管体加厚部位相同，人工缺陷反射体为Φ1.6mm的径向通孔，孔至试块边缘的距离为40mm。

E、选择探头：

a、采用单晶片带有硬质保护楔块的斜探头；

b、探头的频率为2.5MHz，频率误差不超过±10％；

c、探头的K值可根据钻杆加厚部位的尺寸在2.5～3.5之间选择，以便检查整个加厚过渡带和焊缝。

②检测方法：

A、扫描线的调节及灵敏度的确定

a、粗探伤时将仪器深度范围调节到1m处，探头对准钻杆端面前后移动，将端面反射信号按水平法调节至仪器面板相应的位置上，距离为600mm时，其高度一般应大于满幅度的80％；

b、精探伤时用Φ1.6mm径向通孔的上下端角反射，按3、6、9比例作出距离波幅曲线，提高6dB做为定量线灵敏度，Φ1.6mm径向通孔的基准线则为判废线。检测时根据钻杆管体表面情况再补偿2～8dB进行扫查。

B、扫查方式：

a、为提高检测效率保证检测质量，在距公接头端600mm处探头分别向端部及管体两个方向扫查，在距母接头端800mm处向端部扫查。扫查时探头沿管体周向作锯齿形移动；

b、探头沿周向移动扫查，覆盖率不小于探头晶片尺寸15％；

c、在探头移动过程中要保证良好的声接触，其移动速度一般不超过100mm/s。

C、缺陷的判定

a、回波高度大于或等于对比试块上人工反射体相应部位的回波高度时应认定为缺陷；

b、回波高度低于对比试块上人工反射体相应部位的回波高度，但指示长度≥20mm时，应判为缺陷；

c、不允许存在下列缺陷：位于判废线及判废线以上的缺陷；位于判废线以下至定量线且周向指示长度≥20mm的缺陷；检测人员认为的裂纹等危害性缺陷。

④抽检和复检

A、抽检：检测完毕后按所检总数的10％进行全过程抽检。

B、当出现下列情况之一时，需进行复检：

a、检测结束时，用对比试块验证灵敏度已有变化；

b、发现检测过程中操作方法有误；

c、有争议或认为需要有其他方法验证时。

2、石油钻杆接头内、外螺纹超声波无损检测：

①选用的仪器及试块：汕头超声仪器研究所生产的超声波探伤仪CTS-2200、CTS-22A型仪器，选用探伤仪器、试块及探伤设备应具有良好的精度和灵敏度。一般选用5MHZ1：610，必要时根据所探工件的材质和螺纹型号选择合适探头，对于探测面宽度小于5mm的钻杆螺纹不采用超声波探测范围。

②把仪器抑制旋钮调到“0”，用50mm回波探头或者相应声程的试块对超声波探伤按照250mm调节探测范围。

③耦合剂均匀涂抹在探测面上，探伤灵敏度以最高丝扣回波的20％作为参考灵敏度。

④在三倍近场区以外如果有反射回波高度超过40％，信号单纯，不是整个圆周方向产生信号，则认为异常信号。如果信号高度超过60％并有一定指示长度则确认为裂纹。

⑤复查与抽检：采用随机按5％比例进行复查与抽检。

八、在役石油钻杆的管体整体电磁无损检测：

1、采用美国OEM公司生产的ARTIS-3便携式电磁检测系统对管体的横向裂纹和壁厚损失进行检测和评判。根据API标准有关内容制作的φ1.6 mm竖通孔标定管分别对8只检测探头进行灵敏度校验，100％的电脑化，横向裂纹和壁厚损失探伤覆盖率超过360°。“在线诊断”、“自动停机”功能，极大地节省了寻找和验证显示凝点地时间，所有检测结果和报告达到API标准。

2、工作原理：

美国OEM公司生产的ARTIS-3便携式电磁检测系统装置是采用漏磁检测和霍尔效应对使用过的在役石油钻杆管体整体进行钢级对比、横向缺陷和壁厚变化进行检测的一种无损检测设备。

3、设备组成：

A、检测设备由磁化系统、组合探头、操作控制系统、信号记录与处理系统、标记系统及动力传动系统等构成：

a、磁化装置由磁化线圈(钢级对比线圈和退磁线圈)组成，励磁电流连续可调；

b、磁化线圈对要进行检测的钻杆管体进行纵向磁化，以便检测横向裂纹探伤；

c、钢级对比线圈判断被检测钻杆管体与一已知钢级的石油钻杆是否是一样的钢级；

d、退磁线圈把经过探伤的钻杆管体退磁到低于25高斯。

B、组合探头由横向探靴和壁厚探靴组成：

a、横向探靴可以有效地探测到石油钻杆管体内外表面上存在的横向裂纹，轧压形成的重叠、凹坑、划伤及腐蚀麻坑，并且把结果显示在仪器显示器上；

b、壁厚探靴利用霍尔效应元件探测钻杆管体壁厚的变化，壁厚变化的信息经过处理分析，然后与正常的管体信息对比，钻杆管体有缺陷的信息会显示到监视屏幕上；

c、操作控制系统通过工业计算机操作来控制磁化线圈移动、探头移动(或管体输送)、检测全过程控制和监视探测结果。

C、信号记录处理系统具有检测信号的实时采集处理，数字化传输到计算机进行跟踪显示和储存，裂纹检测显示和壁厚变化分屏显示，屏幕显示管体长度和次序编号等功能。

D、标记系统在计算机控制下，在有缺陷的管体上喷印标记指出缺陷的位置和严重程度(或发出声光报警)。

E、动力传动系统给磁化线圈移动、组合探头移动(或管体输送)提供动力。

4、组合探头扫查方式：

①移动检测设备的组合探头装置在管体上直进式移动，钻杆管体固定。

②固定检测设备的组合探头装置，钻杆管体直进式移动。

5、对比试样

①对比试样用于标定探伤装置综合性能，调整探伤装置的灵敏度。

②对比试样应在新品石油钻杆上截取，制作人工缺陷，检测不同规格的石油钻杆应有相应规格的对比试样。

③人工缺陷在对比试样上加工成轴向矩形槽或圆柱形通孔，对比试样上人工缺陷可采用机械加工、电火花加工、化学腐蚀等方法制作。

④对比试样的人工缺陷名称矩形槽用N表示，通孔用D表示。人工缺陷尺寸见下表。                                                        单位：mm

槽的名称	深度	深度公差	宽度	长度	通孔的名称	通孔的直径	孔径公差
								N5	管壁厚的5％	深度＜1.0时为±0.05深度≥	＜1	＞25	D0.8	0.8	孔径＜2.0时为±0.05
N10	管壁厚的10％	D1.0	1.0
				N12.5	管壁厚的12.5％	D1.2	1.2

N15	管壁厚的15％	1.0时为±0.1			D1.6	1.6
								N25	管壁厚的20％	D2.0	2.0	孔径≥2.0时为±0.1
N30	管壁厚的25％				D2.5	2.5
							N40	管壁厚的30％	D3.2	3.2

6、操作步骤：

①设备启动前，必须保证各电缆连接正确，接触良好。

②打开降压变压器，电压表正常指示为110V～120V。

③启动MPS的UPS电源，按住启动按钮，听到“嘀—”的声音后，松手。

④打开MPS面板上的电源开关。

⑤打开电脑。

⑥电脑启动后，系统进行预热15分钟。如果距离前一次关机时间不足1小时，可以不进行预热，直接进入检测状态屏幕。

⑦定义工作名称、工件序号。

⑧进行系统标定，若在系统关机后或已检测100根钻杆后必须重新进行标定。

⑨选择与被检钻杆同规格的标定管进行系统标定，标定完毕后方可进入检测工作状态。

⑩检测中发现异常信号，必须使用自动停机功能确定缺查。

(11)随时使用O.B.D功能检测电磁线圈、小车及探靴状况，注意显示屏上的警示信号和MPS上的保险管，发现问题及时停机，排除故障后方可重新进行工作，严禁带故障操作检测。

(12)管体无法进行检测时，需进行处理或表面清洁。

(13)检测完成后，需按正常操作方法关闭仪器电源。

(14)车在行进时必须扶正，防止旋转或损坏。

(15)检测人员对检测全过程进行操作和监控。

(16)检测结果使用工业计算机对检测进行记录存储。

7、退磁：

当石油钻杆需要退磁时，通过退磁线圈把经过探伤的在役钻杆退磁到低于25高斯。

8、可疑信号的处理：

①、发现可疑信号应对信号产生部位进行重复检测。

②、对可疑信号部位进行人工验证，验证包含以下内容：目视检验观察管体外观状况；腐蚀麻坑、机械损伤的深度测量；内壁信号的超声波验证；壁厚变化的超声波测量；如有必要进行表面裂纹的超声检测。

九、在役石油钻杆的接头螺纹磁粉无损检测：

①采用仪器：美国捷特公司Maxima3500型紫外灯进行观察。

②设备要求：

A、当采用荧光法检测时，所使用的紫外线灯在工件表面的紫外线强度应不低于1000μW/cm²，紫外线的波长应在0.32～0.40μm的范围内。

B、采用韩国HANDY MAGNA MP-200磁轭探伤机，使用“剩磁法”，其提升力的测定将磁轭放在磁力称量试板上通以电流提起的最大重量为该探伤机提升力。交流电磁轭至少应有45N提升力，直流电磁轭至少应有177N提升力，交叉磁轭至少应有118N提升力。

C、辅助设备：

a、A型试片和C型试片

b、磁场指示器(八角试块)

c、磁悬液浓度测定管

d、2-10倍放大镜

e、紫外线灯

f、场强仪

g、磁场强度计

③磁悬液要求

A、磁粉：选用非荧光黑磁膏或荧光磁粉。

B、磁悬液的配制：用煤油或水作为分散媒介。若以水为媒介时，应加入适当的防锈剂和表面活性剂。油基载体运动粘度38℃≤3.0mm²/S，使用温度下≤5.0mm²/S

C、磁悬液的浓度：应根据磁粉种类、粒度以及施加方法、时间来确定。一般情况下，新配制的非荧光磁粉浓度为10～25g/l，荧光磁粉浓度为1～3g/l.

D、磁悬液浓度的测定：测量前充分搅拌磁悬液，使其均匀后，取100ml磁悬液注入沉淀管使其沉淀。煤油和水配制的磁悬液须静置30分钟，沉淀在管底的容积即表示磁悬液的浓度。一般情况下，非荧光磁粉沉淀体积值为1.2～2.4ml/100ml，荧光磁粉的沉淀体积值为0.1～0.4ml/100ml。

④灵敏度试片及灵敏度的校验方法：

A、采用A型或C型试片时，应将试片无人工缺陷的面，朝外，为使试片与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整的粘贴在被检面上，注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。测试时，应该使用连续法。

B、采用15/50的A型灵敏度试片。

⑤磁化方法：

A、采用美国PL-10磁化设备，使用“连续法”磁化时磁化线圈应与石油钻杆螺纹同心，线圈纵向位置应使钻杆螺纹端面凸出20mm，每次通电时间为0.5～1s，重复通电3～5次后停止磁化。

B、钻杆螺纹剩余磁感应强度不满足规定时，应采用连续法探伤。

⑥磁悬液的施加方法：

A、工作时应确定整个检测面能被磁悬液良好的润湿后，再施加磁悬液。

B、磁悬液的施加方法可采用喷、浇、浸湿等方法，不可采用刷涂法，磁悬液在检测表面的流动速度不能过快。

C、使用连续法时磁悬液的施加必须在磁化的同时施加，通电时间为1～3S，停施磁悬液至少1S后才可停止磁化。

D、在检测过程中已形成的磁痕不要被流动的磁悬液破坏。

E、检测人员喷洒磁悬液时，每喷1根钻具螺纹摇晃1次磁悬液喷壶，以防磁粉沉积。

⑦磁痕的观察：

A、荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在暗室进行，暗室内可见光照度不大于20LX，工件被检面处的紫外线强度不小于1000μm/cm²

B、非荧光磁粉检测时，磁痕的评定应在可见光下进行，工件被检面处的可见光不小于500LX。

C、除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其他一切磁痕显示均作为缺陷磁痕处理。

D、当辨认细小缺陷磁痕时，应用2～10倍放大镜进行观察。

⑧抽检：经检测人员检测评定所探工件合格后，由项目组抽检人员和专业技术员按所检总数的10％进行全过程抽检，如有误，扩大抽检范围为30％；如再有误则认为这批不合格，必须重新检测。

十、电磁探伤异常疑问区和内窥仪检测钻杆两端1.2米范围内壁腐蚀复查：

1、超声波测厚复查：

①使用仪器：德国K.K.公司的DM4超声波测厚仪、陕西汉中万目公司的ATY型麻坑深度仪。

②校对仪器：

a、校对块上对麻坑深度仪进行校对，使指针对准刻度盘的零位；

b、对测厚仪进行校对，其显示误差应不超过±0.1mm。

③按照钻杆管体电磁感应探伤的记录和内窥仪检测记录对异常疑问区域进行复检。

④对异常疑问区域进行较密集的点测厚。

⑤使用麻坑深度仪对异常疑问区域腐蚀坑和刻槽深度进行测量。测量时沿轴向和周向移动仪器，使其锥形触头对准坑槽最深处，将刀口顺管体轴线方向放到管体上，测出槽坑深度。

⑥将异常疑问区域的槽坑深度最大值和临近壁厚最小值作为检测结论记录和内窥仪超声波测厚复检记录相应位置。

2、超声波探伤复查：

①探伤仪器、器材及试块：汕头超声仪器研究所生产的超声波探伤仪CTS-2200、CTS-22A型仪器，选用探伤仪器、试块及探伤设备应具有良好的精度和灵敏度。

②按照钻杆管体电磁感应探伤的记录和内窥仪检测记录对异常疑问区域进行复检。

③对异常疑问区域进行超声波探伤。

④将检测结论记录和内窥仪超声波复检记录在相应位置。

十一、检测资料整理并分级标识

1、检测资料整理

①收集、整理各项检测资料并分析检测结果。

②核对外观检查资料，对情况严重的酌情降级处理。

③核对报废钻杆。

④对原始资料书面分级情况进行100％复查。

2、钻杆分级标识

①把书面分级结果用白、红油漆标识在钻杆上，一般是标识在离钻杆公接头0.5米处，I级用白油漆画一道圈、II级画两道圈、III级用红油漆画一道圈、报废用白油漆在公、母接头体上画“≠”符号。

②对书面分级结果和钻杆标识结果核对。

十二、分级统计及报告书的撰写：

1、分级统计：统计分析钻杆级别数量及钻杆降级原因。

2、报告书的撰写：一批钻杆检测完毕应由检测人员撰写相应的检测分析报告。

Claims (1)

1、一种在役石油钻杆检测分级评价方法，它包括下列步骤：

一、石油钻杆检测准备工作：(1)编工号，(2)打钢号，(3)清洗，(4)外观检查，(5)检查工号、钢号；

二、钻杆内、外接头数据测量：(1)外径测量，(2)最小台肩宽度测量，(3)接头体长度测量，(4)吊卡台肩宽度测量；

三、钻杆管体数据测量：(1)外径测量，(2)壁厚测量；

四、钻杆接头螺纹及密封台肩面检查及修复：(1)接头螺纹及密封台肩面检查，(2)螺纹及密封台肩面手工修复，(3)判修；

五、钻杆直线度的测量及钻杆水眼目测、疏通：(1)“拉线法”测直线度(2)水眼目测检查、疏通水眼；

六、对钻杆内外螺纹接头至管体中央1.2米范围内壁腐蚀进行检查：(1)用工业内窥仪进行检查；

七、钻杆超声波检测：(1)加厚区及焊缝超声波探伤，(2)接头内、外螺纹超声探伤；

八、钻杆管体电磁感应检测：用AITRS-3型电磁探伤设备进行探伤；

九、钻杆接头螺纹磁粉检测：采用“剩磁法”和“连续法”对钻杆接头螺纹进行荧光磁粉探伤；

十、电磁探伤异常疑问区和内窥仪检测钻杆两端1.2米范围内壁腐蚀复查：(1)超声波测厚复查，(2)超声波探伤复查；

十一、检测资料整理并分级标识：(1)检测资料收集、整理，(2)钻杆分级标识；

十二、分级统计及报告书的撰写：(1)分级统计，(2)报告书的撰写。

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