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鉆桿及管體的超聲探傷檢測(cè)方法簡(jiǎn)介

發(fā)布日期：2010-07-30 瀏覽次數(shù) ：3457

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　　鉆桿在使用中主要承受起下鉆、正常鉆井、憋鉆、卡鉆以及處理事故時(shí)的強(qiáng)拉、強(qiáng)扭、沖擊、振動(dòng)、內(nèi)壓、旋轉(zhuǎn)交變彎曲等作用力,使用條件十分苛刻,易發(fā)生刺漏事故。鉆桿加厚過(guò)渡帶內(nèi)錐面消失處是鉆桿刺漏的主要發(fā)生部位，鉆桿加厚過(guò)渡帶延伸至管體2m距離內(nèi)也是鉆桿刺漏的易發(fā)區(qū)。為能早期發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的疲勞裂紋，減少和避免刺漏事故的發(fā)生，保障鉆桿的使用安全，特制定本技術(shù)規(guī)程-鉆桿及管體的超聲探傷檢測(cè)方法。

　　１、范圍

　　鉆桿及管體的超聲探傷檢測(cè)方法規(guī)定了不同規(guī)格尺寸的鉆桿加厚過(guò)渡帶及管體的橫波檢測(cè)方法和缺陷評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。

　　２、規(guī)范性引用文件

　　下列文件中的條款通過(guò)本規(guī)程的引用而成為本規(guī)程的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本規(guī)程，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本規(guī)程達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。GB/T 12604.1—2005無(wú)損檢測(cè)術(shù)語(yǔ)超聲檢測(cè)，JB/T 4730.3—2005承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)第3部分：超聲檢測(cè)，JB/T 9214—1999 A型脈沖反射式超探系統(tǒng)測(cè)試方法，JB/T 10061—1999 A型脈沖反射式超探通用技術(shù)條件，JB/T 10062—1999超聲波探傷用探頭測(cè)試方法，SY/T 4109—2005石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)，SY/T 5446—1992鉆桿焊縫超聲波探傷

　　３、術(shù)語(yǔ)和定義

　　GB/T 12604.1—2005確立的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)-鉆桿及管體的超聲探傷檢測(cè)方法。

　　鉆桿加厚過(guò)渡帶drill pipe upset area
　　
　　鉆桿管體兩端管體壁厚發(fā)生變化的部分，即鉆桿管體接頭焊縫至內(nèi)加厚消失端之間的部分。

　　定量線靈敏度sizing line sensitivity

　　以距離—波幅曲線中的定量線作為靈敏度。

　　驗(yàn)標(biāo)prove up

　　對(duì)經(jīng)自動(dòng)檢測(cè)儀器檢測(cè)(電磁檢測(cè))后在可疑部位所做的標(biāo)識(shí)用其它檢測(cè)方法進(jìn)行復(fù)檢和驗(yàn)證的過(guò)程。

　　靈敏度測(cè)長(zhǎng)法absoulte sensitivity technique

　　在儀器靈敏度一定的條件下，探頭沿缺陷長(zhǎng)度方向平行移動(dòng)，當(dāng)缺陷波高降到規(guī)定位置時(shí)，探頭所移動(dòng)的距離即為缺陷指示長(zhǎng)度。

　　端點(diǎn)6dB測(cè)長(zhǎng)法6dB drop technique

　　測(cè)長(zhǎng)掃查過(guò)程中缺陷反射波有多個(gè)高點(diǎn)時(shí)，探頭沿著缺陷方向左右移動(dòng)，找到缺陷兩端的zui大反射波，分別以這兩個(gè)端點(diǎn)反射波高為基準(zhǔn)，繼續(xù)向左、右移動(dòng)探頭，當(dāng)端點(diǎn)反射波高降低一半(或6dB)時(shí)，探頭中心線之間的距離即為缺陷指示長(zhǎng)度。

　　４、一般要求

　　超聲檢測(cè)人員

　　檢測(cè)人員應(yīng)持有有關(guān)部門頒發(fā)的與其工作相適應(yīng)的資格證書。取得超聲檢測(cè)方法的各技術(shù)等級(jí)人員只能從事與該等級(jí)相應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)工作，并應(yīng)負(fù)相應(yīng)的技術(shù)責(zé)任。

　　檢測(cè)人員應(yīng)有一定的鉆具結(jié)構(gòu)、井下受力情況和鉆具使用常識(shí)，并掌握一定的相關(guān)材料和制造基礎(chǔ)知識(shí)。

　　現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員要熟悉現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)條件及入井鉆具使用情況。

　　具有兩年以上鉆具超聲檢測(cè)工作經(jīng)歷，能完成鉆具檢測(cè)工作。

　　檢測(cè)人員的視力應(yīng)每年檢查一次,校正視力不得低于5.0。

　　檢測(cè)設(shè)備

　　超聲檢測(cè)設(shè)備均應(yīng)具有產(chǎn)品質(zhì)量合格證或合格的證明文件。

　　探傷儀、探頭和系統(tǒng)性能

　　探傷儀

　　采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀，其工作頻率范圍為0.5MHz～10MHz，儀器至少在熒光屏滿刻度的80%范圍內(nèi)呈線性顯示。探傷儀應(yīng)具有80dB以上的連續(xù)可調(diào)衰減器，步進(jìn)級(jí)每檔不大于2dB，其精度為任意相鄰12dB誤差在±1dB以內(nèi)，zui大累計(jì)誤差不超過(guò)1dB。水平線性誤差不大于1%，垂直線性誤差不大于5%。其余指標(biāo)應(yīng)符合JB/T10061—1999的規(guī)定。

　　探頭

　　采用頻率為2.5MHzΦ14單晶片帶有硬質(zhì)保護(hù)楔塊的鉆桿專用斜探頭，楔塊弧面的曲率半徑應(yīng)與被檢鉆桿的公稱尺寸一致;

　　聲束軸線水平偏離角不應(yīng)大于2°，主聲束垂直方向不應(yīng)有明顯的雙峰;

　　探頭的K值可根據(jù)被檢測(cè)部位的厚度尺寸選擇，粗掃查時(shí)推薦使用K3.1～3.5的探頭，對(duì)疑似有傷信號(hào)必須用K1.0和推薦范圍的一種探頭分別檢測(cè)、驗(yàn)證。

　　新購(gòu)探頭應(yīng)有探頭性能參數(shù)說(shuō)明書，新探頭使用前應(yīng)進(jìn)行前沿距離、K值、主聲束偏離、靈敏度余量和分辨力等主要參數(shù)的測(cè)定。測(cè)定應(yīng)按JB/T10062—1999的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并滿足其要求。

　　系統(tǒng)性能

　　在達(dá)到所探工件的zui大檢測(cè)聲程時(shí)，其有效靈敏度余量應(yīng)不小于10dB;

　　儀器和探頭的組合頻率與公稱頻率誤差不得大于±10%;

　　儀器和探頭的系統(tǒng)性能應(yīng)按JB/T 9214—1999和JB/T 10062—1999的規(guī)定進(jìn)行測(cè)試。

　　耦合劑

　　用機(jī)油、漿糊等透聲性好，且不損傷檢測(cè)表面的耦合劑，儀器校驗(yàn)時(shí)所用耦合劑須與實(shí)際檢驗(yàn)用耦合劑相同。

　　鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)起鉆檢測(cè)時(shí)可采用水或鉆井液耦合。

　　檢測(cè)表面

　　平整、無(wú)污物、無(wú)其它影響掃查的附著物。有卡瓦咬痕時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的修磨。當(dāng)檢測(cè)面有腐蝕坑或不平整時(shí)應(yīng)考慮補(bǔ)償。

　　鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)起下鉆檢測(cè)時(shí)，井隊(duì)?wèi)?yīng)采取措施保證檢測(cè)面達(dá)到檢測(cè)要求。

　　系統(tǒng)校準(zhǔn)和復(fù)核

　　校核一般要求

　　校準(zhǔn)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)試塊上進(jìn)行，校準(zhǔn)中應(yīng)使探頭主聲束垂直對(duì)準(zhǔn)反射體的反射面，以獲得穩(wěn)定的和zui大的反射信號(hào)。

　　儀器校準(zhǔn)

　　每隔一個(gè)月對(duì)儀器的水平線性、垂直線性、動(dòng)態(tài)范圍等性能指標(biāo)進(jìn)行一次測(cè)定，測(cè)定方法按JB/T10061—1999的規(guī)定進(jìn)行，并滿足其要求。

　　檢測(cè)前儀器和探頭系統(tǒng)校準(zhǔn)

　　使用儀器—斜探頭系統(tǒng)，檢測(cè)前應(yīng)測(cè)定探頭前沿距離、K值和主聲束偏離，調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)掃描速度和掃查靈敏度。

　　檢測(cè)過(guò)程中儀器和探頭系統(tǒng)的復(fù)核

　　遇有下述情況應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核：

　　a)校準(zhǔn)后的探頭、耦合劑和儀器調(diào)節(jié)旋鈕發(fā)生改變時(shí);

　　b)檢測(cè)人員懷疑掃描速度或掃查靈敏度有變化時(shí);

　　c)監(jiān)督人員或客戶對(duì)檢測(cè)過(guò)程或結(jié)果有異議時(shí);

　　d)工作結(jié)束時(shí)。

　　復(fù)核值與原校準(zhǔn)值不符時(shí)的處置

　　a)如果任意一點(diǎn)在掃描線上的偏移超過(guò)掃描線讀數(shù)的10%，則掃描速度應(yīng)重新調(diào)整，并對(duì)上一次復(fù)核以來(lái)所有的檢測(cè)部位進(jìn)行復(fù)檢;

　　b)對(duì)距離—波幅曲線的校核為2點(diǎn)。如幅度下降3dB，則應(yīng)對(duì)上一次復(fù)核以來(lái)所有的檢測(cè)部位進(jìn)行復(fù)檢;如幅度上升3dB，則應(yīng)對(duì)所有的記錄信號(hào)進(jìn)行重新評(píng)定。

　　校準(zhǔn)、復(fù)核的有關(guān)注意事項(xiàng)

　　校準(zhǔn)、復(fù)核和對(duì)儀器進(jìn)行線性檢測(cè)時(shí)，任何影響儀器線性的控制器(如抑制或?yàn)V波開關(guān)等)都應(yīng)放在“關(guān)”的位置或處于zui低水平上。

　　試塊

 　　標(biāo)準(zhǔn)試塊

 　　標(biāo)準(zhǔn)試塊是指本部分規(guī)定的用于儀器探頭系統(tǒng)性能校準(zhǔn)和檢測(cè)校準(zhǔn)的試塊，本部分采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊為：SGB系列試塊。

 　　標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸精度應(yīng)符合要求，并應(yīng)經(jīng)計(jì)量部門檢定合格。

 　　不同外徑尺寸鉆桿選用的標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)符合表1要求。

 　　試塊編號(hào)弧面半徑(mm)適用管體外徑范圍(mm)常用鉆桿規(guī)格(in)

　　SGB-1 30 57～89 2″、2″、3″

 　　SGB-2 48 >89～140 4″、4″、5″、5″

　　SGB-3 76 >140～210 6″

　　對(duì)比試塊

　　對(duì)比試塊是指用于檢測(cè)校準(zhǔn)的試塊。用來(lái)確定和校核檢測(cè)靈敏度，其厚度、曲率半徑應(yīng)與被檢鉆桿的公稱尺寸相同。

 　　制作對(duì)比試塊用的材料可直接從相同規(guī)格的鉆桿上截取，對(duì)比試塊及反射體的形狀、尺寸應(yīng)符合圖2的要求。

 　　RD/2—鉆桿外半徑

　　Rd/2—鉆桿內(nèi)半徑

 　　５、檢測(cè)方法

 　　掃描線的調(diào)節(jié)及靈敏度的確定

 　　粗掃查時(shí)將儀器深度范圍調(diào)節(jié)到1m處，探頭對(duì)準(zhǔn)鉆桿端面前后移動(dòng)，將端面反射信號(hào)按水平法調(diào)節(jié)至儀器面板相應(yīng)的位置上，距離為900mm(3″以下規(guī)格鉆桿距離為700mm)時(shí)，其反射波高應(yīng)大于滿幅度的80%。

 　　定位評(píng)定時(shí)用∮1.6mm徑向通孔的上下端角反射，K3.1～3.5的探頭按水平1：1、K1.0探頭按水平(深度)2：1制作距離—波幅曲線，提高6dB作為定量線靈敏度，∮1.6mm徑向通孔的基準(zhǔn)線則為判廢線。檢測(cè)時(shí)根據(jù)管子表面與對(duì)比試塊聲能傳輸損耗差的情況進(jìn)行補(bǔ)償再進(jìn)行掃查(一般為3～10dB)。

 　　對(duì)比試塊與管體表面聲能傳輸損耗差的測(cè)定按JB/T 4730.3—2005符錄F的要求進(jìn)行。

　　掃查方式

 　　為提高檢測(cè)效率保證檢測(cè)質(zhì)量，在距鉆桿兩頭端面800mm±100 mm(3″以下規(guī)格鉆桿距離為700mm±100mm)處探頭向管體方向掃查，在距鉆桿兩頭端面900mm±100 mm(3″以下規(guī)格鉆桿距離為800mm±100mm)處探頭向端面方向掃查，掃查時(shí)滾動(dòng)鉆桿使探頭沿管體做周向運(yùn)動(dòng)，且探頭楔塊弧面與鉆桿表面要始終保持良好的接觸。

 　　在探頭移動(dòng)過(guò)程中要保證良好的聲接觸，其移動(dòng)速度一般不超過(guò)75mm/s。

　　粗掃查發(fā)現(xiàn)可疑信號(hào)或電磁檢測(cè)需驗(yàn)標(biāo)的部位，按5.1.2要求調(diào)節(jié)儀器進(jìn)行定位和判定。

 　　鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)起鉆檢測(cè)時(shí)按5.2.1條規(guī)定的位置，手持探頭沿管體做周向運(yùn)動(dòng)，鉆柱的提升速度應(yīng)滿足檢測(cè)要求，井隊(duì)?wèi)?yīng)采取措施在到達(dá)檢測(cè)區(qū)域時(shí)減慢起鉆速度，必要時(shí)停頓起鉆，以保證檢測(cè)質(zhì)量。

 　　鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)起鉆檢測(cè)粗掃查發(fā)現(xiàn)可疑信號(hào)時(shí)，將該鉆桿移至鉆井平臺(tái)下，按5.1.2條要求進(jìn)行確認(rèn)。

　　６、缺陷測(cè)定

　　測(cè)定缺陷時(shí)靈敏度應(yīng)調(diào)節(jié)到定量線靈敏度。對(duì)所有反射波幅達(dá)到或超過(guò)定量線的缺陷，均應(yīng)確定其zui大反射波幅、指示長(zhǎng)度、距端面距離和缺陷所在鉆桿的內(nèi)壁或外壁位置。缺陷位置測(cè)定應(yīng)以獲得缺陷zui大反射波的位置為準(zhǔn)。

 　　缺陷zui大反射波幅的測(cè)定

 　　發(fā)現(xiàn)反射信號(hào)后，周向和徑向往復(fù)移動(dòng)探頭至缺陷出現(xiàn)zui大反射波信號(hào)的位置。如反射波已高出示波屏的滿幅度，可調(diào)節(jié)衰減器使該波降至便于觀察的高度，以便確認(rèn)zui大反射波信號(hào)的位置。

 　　確認(rèn)zui大反射波信號(hào)的位置后，再調(diào)節(jié)衰減器使該波高度至相應(yīng)的定量線處，此時(shí)的衰減器讀數(shù)與定量線靈敏度dB數(shù)之差即為該信號(hào)的zui大反射波幅，記為SL±××dB，并確定它在距離-波幅曲線中的區(qū)域。

 　　缺陷指示長(zhǎng)度的測(cè)定

　　當(dāng)缺陷反射波只有一個(gè)高點(diǎn)，且位于Ⅱ區(qū)或Ⅱ區(qū)以上時(shí)，用定量線的靈敏度法測(cè)其指示長(zhǎng)度。

 　　當(dāng)缺陷反射波峰值起伏變化，有多個(gè)高點(diǎn)，且位于Ⅱ區(qū)或Ⅱ區(qū)以上時(shí)，應(yīng)以端點(diǎn)6dB法測(cè)其指示長(zhǎng)度。

 　　缺陷位置的測(cè)定

　　發(fā)現(xiàn)缺陷并確認(rèn)zui大反射波信號(hào)在鉆桿上的位置后，測(cè)量該位置至鉆桿接頭端面的距離。

 　　根據(jù)缺陷在示波屏上水平刻度的讀數(shù)確定其在壁厚方向的深度位置。如在0.5和1.5跨距附近出現(xiàn)的缺陷反射波信號(hào)，則該缺陷位于內(nèi)表面，在1.0和2.0跨距附近出現(xiàn)的缺陷反射波信號(hào)，則該缺陷位于外表面。

 　　７、缺陷評(píng)定

　　低于定量線的信號(hào)應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如檢測(cè)人員有懷疑時(shí)，應(yīng)采取改變探頭K值，觀察缺陷動(dòng)態(tài)波型進(jìn)行綜合分析。

 　　缺陷指示長(zhǎng)度小于10mm時(shí)，按5mm計(jì)。

　　相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)作為一條缺陷處理，以兩缺陷長(zhǎng)度之和作為其單個(gè)缺陷指示長(zhǎng)度(間距不計(jì)入缺陷長(zhǎng)度)。

 　　不允許的缺陷

　　a)位于判廢線及判廢線以上的缺陷;

　　b)位于判廢線以下至定量線且周向指示長(zhǎng)度大于等于10mm的缺陷;

 　　c)檢測(cè)人員認(rèn)為的裂紋等危害性缺陷。

 　　８、記錄、標(biāo)識(shí)和報(bào)告

 　　如果確認(rèn)是不允許存在的缺陷，應(yīng)在缺陷所在位置用油漆標(biāo)出，并在鉆桿兩端接頭上做出報(bào)廢標(biāo)記。

 　　對(duì)超聲檢測(cè)的缺陷進(jìn)行記錄，并填寫《超聲檢測(cè)記錄》。

 　　每次檢測(cè)結(jié)束，應(yīng)由Ⅱ級(jí)或Ⅱ級(jí)以上人員簽發(fā)《超聲檢測(cè)報(bào)告》。

 　　檢測(cè)報(bào)告至少應(yīng)包括下列內(nèi)容：

 　　a)鉆桿生產(chǎn)廠家、規(guī)格、檢測(cè)指令編號(hào)、檢測(cè)報(bào)告編號(hào);

　　b)儀器型號(hào)、探頭參數(shù)、試塊、耦合劑、檢測(cè)靈敏度;

 　　c)缺陷情況及檢測(cè)結(jié)果;

 　　d)檢測(cè)和審核人員簽字及日期。