石油鉆桿腐蝕裂紋缺陷探傷方法的選擇-飛泰檢測儀器

鉆桿是石油鉆柱的重要組成部分之一，其主要作用是傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩和輸送鉆井液。鉆桿在鉆井過程中要長期受到拉、扭、彎曲等交變應(yīng)力的作用，同時(shí)鉆井液中溶解的腐蝕介質(zhì)及地層中的氧化物等介質(zhì)使鉆桿產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。而在鉆桿加厚過渡帶，特別是內(nèi)加厚消失端受到的縱向交變應(yīng)力最大，很容易出現(xiàn)早期疲勞裂紋，導(dǎo)致鉆桿管體刺穿，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

長期以來，對鉆具外觀與內(nèi)在質(zhì)量的檢驗(yàn)一直很嚴(yán)格，在嚴(yán)把外觀檢驗(yàn)質(zhì)量的同時(shí)，更加注重對鉆桿的內(nèi)在缺陷，如腐蝕缺陷、裂紋等的檢測，以便有效預(yù)防和減少井下鉆具質(zhì)量事故的發(fā)生。對檢測出的有傷鉆具進(jìn)行跟蹤、分析，確保鉆具的檢測質(zhì)量和使用性能。

鉆桿腐蝕疲勞缺陷

腐蝕介質(zhì)和交變應(yīng)力的共同作用可以加速鉆桿腐蝕過程，而腐蝕作用又加速了疲勞過程。腐蝕疲勞失效受腐蝕環(huán)境和疲勞載荷2種因素支配。鉆桿在腐蝕介質(zhì)中受交變載荷作用時(shí)，它的疲勞壽命顯著降低，這是腐蝕和疲勞交互作用的結(jié)果。

引起鉆桿腐蝕的原因很多，不同原因造成的腐蝕形態(tài)不同，鉆桿腐蝕形態(tài)主要有均勻腐蝕和點(diǎn)蝕。均勻腐蝕是指由化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)造成的金屬暴露的整個(gè)表面或大部分表面上發(fā)生的腐蝕，如鉆具銹蝕等。點(diǎn)蝕又稱小孔腐蝕，如鉆桿存放或使用過程中內(nèi)外表面的腐蝕。小孔腐蝕常常會(huì)誘導(dǎo)腐蝕疲勞和應(yīng)力腐蝕裂紋或脆斷裂。

鉆桿裂紋缺陷

裂紋的形成與疲勞和腐蝕相關(guān)。在鉆桿的易疲勞區(qū)，如內(nèi)外加厚過渡區(qū)與管體交界處，由于疲勞和腐蝕的交替作用，一旦形成腐蝕坑，則在鉆桿使用過程中受到外加應(yīng)力和介質(zhì)的共同作用，腐蝕就會(huì)加速和擴(kuò)大。在腐蝕坑底部導(dǎo)致應(yīng)力集中，外加應(yīng)力循環(huán)一定周次后，腐蝕坑開始萌生微裂紋。隨著使用頻次的增加，裂紋的深度和長度也會(huì)增大，對鉆具的使用性能影響也就越來越大，最終導(dǎo)致刺穿或斷裂。

鉆桿探傷方法選擇

我們發(fā)現(xiàn)鉆桿早期疲勞損壞，一般的做法是對鉆桿進(jìn)行探傷，常用超聲波、漏磁、射線等方法檢測。

超聲波要求監(jiān)測人員身體素質(zhì)要高，而且工作量大，對全管探傷也容易漏檢；鉆桿加厚部位由于壁厚發(fā)生變化時(shí)磁場也會(huì)發(fā)生變化，所以用漏磁不易檢測，且漏磁方法檢測體積型缺陷靈敏度較低，定位、定量精度差；射線檢測成本高，輻射對人體也有危害。

一些油田也通過超聲波測厚方法對鉆桿內(nèi)壁腐蝕進(jìn)行檢測，但此法不能全面、準(zhǔn)確地反映鉆桿內(nèi)壁腐蝕狀況。綜合考慮腐蝕缺陷的特征及鉆桿檢測的現(xiàn)場環(huán)境，采取用縱波直接接觸法檢測鉆桿加厚過渡帶，漏磁檢測鉆桿本體，最后用超聲波測厚復(fù)檢的方法，以有效保證鉆桿探傷的檢測質(zhì)量。