CN109557181A - 一种井口装置在线检测工艺 - Google Patents

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陈文斌
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Abstract

本发明公开了一种井口装置在线检测工艺，包括阀门或四通本体检测、法兰进出口通道检测、法兰密封面检测、螺栓检测。所述阀门和四通本体，先通过磁记忆检测，再通过超声相控阵检测确定其制造缺陷；阀门和四通本体、法兰进出口通道，先通过测厚仪或超声B扫描初步测定各自的厚度，再通过超声C扫描，发现并确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；法兰密封面，通过超声相控阵检测确定腐蚀缺陷；螺栓，通过小角度相控阵检测确定螺栓是否断裂或粘接。本检测方法可实现在线检测，检测过程工作量小，节省检测成本。

Description

一种井口装置在线检测工艺
技术领域
本发明属于无损检测的技术领域，具体地说，涉及一种井口装置在线检测工艺。
背景技术
井口装置腐蚀及泄漏是各个油气田都要面临的问题，特别是高温、高产、高酸性油气田，井口装置腐蚀及泄漏现象尤为突出。某些区块甚至由于井口装置腐蚀导致井口失控，油气井报废的重大安全事故；井口阀门泄漏需要带压更换或压井，安全风险高，影响油气井生产。随着油气田的不断开发，如何对井口装置进行综合(腐蚀、冲蚀、泄漏)检测，监测油气井安全状况，保障油气田长期、安全、稳定生产，成为亟待解决的问题。
大多数采油气井口工作环境均属于高温、高压、含腐蚀性介质环境，对井口装置有一定的腐蚀影响，可能导致井口装置的失效。调研发现有些油田早期投入使用的井口装置均发生过本体腐蚀、穿孔事件，为现场井口装置的安全敲响警钟。
井口装置在长期高温高压下，存在材质劣化、蠕变开裂、蠕变疲劳断裂的可能性，原有缺陷的存在和扩展会导致井口装置的失效，如何检验检测危险缺陷，以判断井口装置能否继续使用是保证井口装置安全运行的关键问题。
现有技术中，将井口装置拆卸并运回厂房检测。返厂拆检维修这一过程的实现需要对单井进行停产操作。这不仅影响了现场的生产，消耗了高额的成本，同时增大了停产及恢复生产操作中的安全隐患。同时，返厂拆检维修这一过程主要是对相关部位或零部件进行静态无损检测和测厚。而部件本体的内部裂纹、应力集中危险区及腐蚀等缺陷在常规的无损检测手段下不容易被发现。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种井口装置在线检测工艺，能够在线检测，避免停产检测带来的麻烦和损失，同时能够全面的检测出部件本体的内部裂纹、应力集中危险区及腐蚀等缺陷。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种井口装置在线检测工艺，检测范围包括：井口装置中的阀门、四通本体、法兰进出口通道、法兰密封面和螺栓；
检测方法为：
所述阀门和四通本体，先通过磁记忆检测，再通过超声相控阵检测确定其制造缺陷；
所述阀门和四通本体，先通过测厚仪或超声B扫描初步测定所述阀门或四通本体的厚度，再通过超声C扫描，发现并确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；
所述法兰进出口通道，先通过测厚仪或超声B扫描初步测定所述法兰进出口的厚度，再通过超声C扫描，发现并确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；
所述法兰密封面，通过超声相控阵检测确定腐蚀缺陷；
所述螺栓，通过小角度相控阵检测确定螺栓是否断裂或粘接。
进一步地，所述法兰密封面检测时，相控阵超声探头配上36°的斜楔块，超声入射角度设置为35°-75°，常温增益设置在30dB-42dB之间，高温增益设置在42dB-54dB之间，扫查探头位置放置在法兰螺栓出头处并距离螺栓孔所在法兰外表面70mm-100mm，聚焦点位置在所述法兰工件内并距离螺栓孔所在法兰外表面的距离为工件待检测处径向厚度的80％，采用扇形扫查方式沿法兰周向扫查，扫查过程中保持超声波始终垂直于螺栓孔所在的法兰外表面射入。
进一步地，所述常温增益设置36dB；所述高温增益设置为48dB；所述扫查探头放置在距法兰面80mm处。
本发明的有益效果是：本发明覆盖井口装置中的阀门、四通本体、法兰进出口通道、法兰密封面和螺栓的检测。采用磁记忆检测、超声相控阵检测、超声B/C扫相结合确定阀门、四通本体的制造缺陷和腐蚀缺陷；采用超声B/C扫相结合确定法兰进出口通道腐蚀缺陷；采用超声相控阵检测确定法兰密封面腐蚀缺陷；采用小角度相控阵检测确定螺栓是否断裂或粘接。能够全面的检测井口装置各部分，同时每部分的检测均可在线操作，避免停产检修和设备运输消耗高额的成本，极大减少经济损失，提升作业效率。同时，本发明能够全面的检测出本体内部裂纹、应力集中危险区及腐蚀等缺陷。
附图说明
图1为本发明的井口装置在线检测工艺流程。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述：
本实施例提供一种井口装置在线检测工艺，如图1所示，检测部位包括阀门、四通本体、法兰进出口通道、法兰密封面和螺栓。
阀门和四通本体的检测包括制造缺陷的检测和腐蚀缺陷的检测。阀门和四通本体的制造缺陷检测为磁记忆检测和超声相控阵检测的组合。检测时，先进行磁记忆检测，再通过超声相控阵检测便可确定阀门或四通本体的制造缺陷。其中制造缺陷包括气孔、裂纹和应力集中危险区。
阀门和四通本体的腐蚀缺陷检测为超声C扫和超声B扫或测厚仪的组合。检测时，先通过测厚仪或超声B扫描快速测定阀门或四通本体的厚度，再通过超声C扫描，确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚。
法兰进出口通道的检测为超声C扫和超声B扫或测厚仪的组合。检测时，先通过测厚仪或超声B扫描快速测定法兰进出口通道的厚度，再通过超声C扫描，确定法兰进出口通道腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；
法兰密封面的检测采用超声相控阵检测。法兰密封面检测时，相控阵超声探头配上36°的斜楔块；超声入射角度设置为35～75°，常温增益设置在30dB-42dB之间，本实施例设置为36dB；高温增益设置在42dB-54dB之间，本实施例设置为48dB；扫查探头位置放置在距离法兰面70mm-100mm处，本实施例放置在80mm处；聚焦点位置在所述法兰内部，聚焦点位置在所述法兰工件内并距离螺栓孔所在法兰外表面的距离为工件待检测处径向厚度的80％，采用扇形扫查方式沿法兰周向扫查，扫查过程中保持楔块前端面与螺栓孔所在的法兰面平行。检测完毕便可确定法兰密封面的腐蚀缺陷。本发明的法兰密封面检测方法检测组合方法适用于由低合金钢和碳钢制造的采油气井口或注气井口。
螺栓的检测采用小角度超声相控阵检测，通过小角度超声相控阵检测可确定螺栓是否断裂或粘接。
本发明覆盖井口装置中的阀门、四通本体、法兰进出口通道、法兰密封面和螺栓的检测。采用磁记忆检测、超声相控阵检测、超声B/C扫相结合确定阀门、四通本体的制造缺陷和腐蚀缺陷；采用超声B/C扫相结合确定法兰进出口通道腐蚀缺陷；采用超声相控阵检测确定法兰密封面腐蚀缺陷；采用小角度相控阵检测确定螺栓是否断裂或粘接。能够全面的检测井口装置各部分，同时每部分的检测均可在线操作，避免停产检修和设备运输消耗高额的成本，极大减少经济损失，提升作业效率。同时，本发明能够全面的检测出本体内部裂纹、应力集中危险区及腐蚀等缺陷。
某采油气井口装置采用传统的停工拆卸返厂检测，相关情况如表1所示。
表1
某采油气井口装置采用本发明提出的检测工艺进行检测，相关结果如表2所示。
表2
由表1和表2数据可见，本发明的一种井口装置在线检测工艺的检测成本相对于现有技术的停工拆卸返厂检测的检测成本本大大的降低。

Claims (3)

1.一种井口装置在线检测工艺，其特征是：
检测范围包括：井口装置中的阀门、四通本体、法兰进出口通道、法兰密封面和螺栓；
检测方法为：
所述阀门和四通本体，先通过磁记忆检测，再通过超声相控阵检测确定其制造缺陷；
所述阀门和四通本体，先通过测厚仪或超声B扫描初步测定所述阀门或四通本体的厚度，再通过超声C扫描，发现并确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；
所述法兰进出口通道，先通过测厚仪或超声B扫描初步测定所述法兰进出口通道的厚度，再通过超声C扫描，发现并确定腐蚀缺陷的范围和大小，最后再采用测厚仪或超声B扫描对发现的缺陷进行复查，精确测厚；
所述法兰密封面，通过超声相控阵检测确定腐蚀缺陷；
所述螺栓，通过小角度相控阵检测确定螺栓是否断裂或粘接。
2.根据权利要求1所述的井口装置在线检测工艺，其特征是：所述法兰密封面检测时，相控阵超声探头配上36°的斜楔块，超声入射角度设置为35°-75°，常温增益设置在30dB-42dB之间，高温增益设置在42dB-54dB之间，扫查探头位置放置在法兰螺栓出头处并距离螺栓孔所在法兰外表面70mm-100mm，聚焦点位置在所述法兰工件内并距离螺栓孔所在法兰外表面的距离为法兰待检测处径向厚度的80％，采用扇形扫查方式沿法兰周向扫查，扫查过程中保持楔块前端面与螺栓孔所在的法兰面平行。
3.根据权利要求2所述的井口装置在线检测工艺，其特征是：所述常温增益设置36dB；所述高温增益设置为48dB；所述扫查探头放置在距法兰面80mm处。
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