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仪器方法基于永磁体磁扰动的钻具螺纹检测方法与装置邱 晨1、张铁军2、魏立明3(1.南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌 330063;2.中石化胜利油田分公司渤海管具公司,山东东营 257000;3.渤海钻探钻井技术服务分公司管子工具服务公司,天津 300280)摘 要:介绍了永磁体磁扰动检测原理;对基于永磁体磁扰动的钻具螺纹检测传感器进行了设计;并给出了钻具螺纹磁扰动检测系统结构;最后对该系统进行了检测测试,结果表明该检测方法有着很好的使用效果和很强的实用性。
关键词:永磁体;磁扰动;螺纹;检测中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:1671-4423(2009)03-23-04 钻具是石油开采中使用的重要器材,在钻井服役的过程中,因工作环境恶劣,既受到交变的冲击载荷,又受腐蚀、磨损、温度及压力等因素的影响,同时由于钻具自身设计结构、材质选用及加工处理等因素,失效断裂事故时有发生。
钻具在旋转过程中,螺纹连接部位受到弯、扭交变载荷作用,且弯曲最剧烈的部位是螺纹消失端的扣底部分,加上螺纹本身结构因素的影响,在螺纹尾部的牙根处产生严重的应力集中,使钻具连接螺纹成为最容易失效的部位。
钻具失效事故的历年统计表明,钻具接头及螺纹失效约占钻具失效事故的80%左右[1-2]。
及时发现钻具螺纹部位的早期失效,并做出合适的修理处理或报废,是预防钻具断裂事故发生行之有效的途径之一。
目前,超声和磁粉是应用较为广泛的两种检测钻具螺纹裂纹的无损探伤方法,然而这两种方法均存在一定的使用局限性,且人为因素的影响都较大;另外有采用ACFM和漏磁检测方法来实现钻具螺纹的检测[3-4],但所形成的检测装置结构复杂,不易操作。
到目前为止,钻具螺纹区域的探伤之所以还没有一种比较方便、准确、高效的探伤检测方法,主要原因是其在几何结构及缺陷特征上的特殊性。
为此,笔者提出一种基于微小永磁体磁扰动的检测方法,实现钻具螺纹的便捷和快速探伤。
石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷分析摘要：石油钻具通常指石油开采工作中采用的专业工具，主要构件为物理学性能很强的无缝钢管，具有承受疲劳、磨损、交变荷载等优点。
井下工作时石油钻具运动状态极为复杂，其螺纹部位极易因长期拉力和扭力作用出现裂纹，以致发生断裂事故。
因此，需及时采用磁粉探伤技术检测石油钻具，磁粉探伤是一种无损检测方法，具有灵敏度高、操作方便等优点，能迅速有效的检测石油钻具螺纹部位裂纹，并显示出其缺陷，从而有效避免发生危险事故，优化钻具生产效率。
关键词：石油钻具；螺纹；磁粉探伤；缺陷一、概述石油钻具一般指的是石油工人在钻井过程中运用的专业工具，钻具主要是由优质的无缝钢管结合制成，其本身具有很强的物理学性能，使之承受钻具自身的疲劳、磨损和交变荷载。
其主要分为钻铤、稳定器、钻头、减震器、钻杆、加重钻杆、六方方钻杆等。
石油钻具在井下工作的运动状态极为复杂，因长期受扭力、拉力等作用，石油钻具螺纹部位极易产生裂纹，严重地会导致断裂事故韵发生。
所以，及时对石油钻具进行检测，发现钻具出现缺陷或毛病，就应该及时的进行更换或修整，这能有效地避免危险事故的发生，也大大的提高了生产效率，降低危险性。
因此，科学有效的检测方法十分重要。
二、石油钻具的检测方法1、磁化方法。
一般石油工作中所应用的石油钻具均属于合金钢或低合金钢材质，此类材料本身便具备一定的抗磁能力。
近年，钻具的制造中也渐渐开始应用其他元素，例如硅、钦、锰等。
然而，由于石油钻具的工作环境在井下，需要由地底深处重复进行向上的提升运动，因此本身会出现磁化效应，使得钻具本身带有剩磁。
另外，石油钻具的长度在几米至几十米之间，因而在应用磁化方法时，多采用0.8T作为界限，对于在0.8T以下的部位，则通过直流线圈进行局部磁化，磁化时间约为3S。
对于在0.8T以上的部位，通过喷洒磁悬液检测。
磁悬液通常是采用8g荧光磁粉+10L煤油制成，期间需注意严格选择荧光磁粉，要求此份符合以下要求：磁导率高、求形状、高识别度、流动性良好以及密度小等。
石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷探讨发布时间：2021-06-10T11:04:30.400Z 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：王东[导读] 想要保证井下工作的顺利进行，那么就离不开石油钻具。
但是该钻具的成本比较高，因此在施工的过程当中，需要对其进行定期的维护，特别是其中的螺纹，还需要加大科学研发力度，尽可能的优化荧光磁粉探伤技术，第一时间发现井下工作中可能会出现的安全危险，使得石油开采工作能够安全、正常的进行，不但能够很好的保障施工人员的生命安全，同时还能够提高施工单位的经济效益。
中石化中原石油工程有限公司管具公司王东摘要：想要保证井下工作的顺利进行，那么就离不开石油钻具。
但是该钻具的成本比较高，因此在施工的过程当中，需要对其进行定期的维护，特别是其中的螺纹，还需要加大科学研发力度，尽可能的优化荧光磁粉探伤技术，第一时间发现井下工作中可能会出现的安全危险，使得石油开采工作能够安全、正常的进行，不但能够很好的保障施工人员的生命安全，同时还能够提高施工单位的经济效益。
关键词：石油钻具；螺纹；磁粉探伤正常情况下，石油钻具指的是在石油开采过程当中使用到的专用工具，主要构件是无缝钢管，具备三大优势，首先是能够承受疲劳，第二是耐磨损，最后一个是具有交变荷载。
除了无缝钢管之外，还有六方钻杆、钻头、钻铤、钻杆、减震器、稳定器等构件。
在井下施工的过程当中，石油钻具的运动是特别复杂的，它的螺纹位置由于长时间受到拉力以及扭力的作用，最终会产生裂纹，引发断裂安全事故的出现。
所以，在施工的过程当中，需要通过磁粉探伤技术对钻具进行检测，这种探伤技术对钻具并没有损伤，并且操作方便，灵敏性也非常的好，可以第一时间检测到钻具内部出现裂纹的具体位置，这样就能够最大程度减少危险意外试管的出现，也能够保证钻具生产效率的提高。
一、石油钻具螺纹检测方法及流程1.石油钻具螺纹检测方法石油钻具螺纹检测方法是在实践当中获得的，主要有紫外灯、磁化等方法。
常规钻具缺陷的井口漏磁探伤设备研制
在钻探过程中需要对钻具进行阶段性或临时性现场探伤检测,及早发现钻具缺陷,以避免出现井下钻具事故。
但目前采用的检测方式、技术能力不能满足实际需求。
常规钻具缺陷的井口漏磁探伤设备是利用起下钻作业的直线运动对钻具进行现场检测,可以减少钻具运回车间检测环节,缩短检测时间,能及时发现缺陷钻具,避免继续下井使用造成事故。
本文通过对钻具的失效情况的系统分析,总结归纳了各种钻具的缺陷形式及缺陷产生的原因。
调研了国内外钻具缺陷探伤的现状。
在此基础上确定了常规钻具缺陷井口漏磁探伤设备的结构。
提出了常规钻具缺陷井口探伤检测设备包含以下几个基本组成部分:检测系统、测控系统、行走系统。
根据检测设备的工作环境对各个系统的组成部分进行研究,确定了各系统的组成部件。
检测系统主要包括探头主体结构以及保证检测精度的钻具起出除泥装置,测控系统主要包括控制电路和微机控制系统。
行走系统主要由井口运移导轨、移动底座组成。
通过采用ANSYS分析软件,采用有限元仿真设计进行磁路设计和磁场分析,掌握磁性参数对探头检测灵敏度的影响规律,确定探头几何参数范围;采用正交优化实验进行探头结构尺寸优化,掌握结构参数对检测灵敏度的影响规律,确定探头最终结构尺寸。
研制的常规钻具缺陷的井口漏磁探伤设备实现了在钻井现场对钻具检测的目的,为及早发现钻具缺陷提供了一种有效的检测技术手段。
