钻杆无损检测方法分析
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发布时间：2022-05-10 03:28
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时间：2023-10-27 13:19
5.2.1 钻杆体检测
5.2.1.1 钻杆体探伤
据有关资料，由于积肤效应，涡流检测法对钻杆内壁损伤不灵敏，对壁厚＞6mm的管材检测效果更差。钻杆壁厚＞6mm时，对钻杆体的探伤不能选用涡流检测法。
5.2.1.2 钻杆管壁测厚
对钻杆柱的检测应该包括钻杆壁厚的检测。用磁通法测厚其检测精度很低；当钻杆偏磨时，其检测结果误差更大。原因主要是磁通测量的是平均壁厚，而偏磨是局部壁厚的减小。因此，一般应尽量避免采用。
钻杆管壁测厚可采用超声波法。但由于钻杆体属于管材类且表面积大，要识别钻杆的偏磨需要对钻杆体全程全断面测量，需要采用多通道超声自动测厚系统，因此效率较低。
5.2.2 钻杆两端和接头的探伤
对钻杆两端丝扣部分的探伤可使用磁粉探伤和超声波探伤法。前者一般用在检测中心对钻杆丝扣或接头外表面和丝扣部分的探伤，特点是对丝扣的探伤速度快、直观；缺点是只能探出表面或近表面损伤。后者主要用于现场对丝扣和接头的探伤，优点是检测仪轻便、可同时探测内外部缺陷；缺点是超声波探测丝扣还无统一的标准及现成检测装置可用。实际探测时，一般是用户根据丝扣螺纹形式和锥度选择同等锥度的超声探头，探测过程中应始终保持探头锥度方向与被测螺纹锥度方向的一致性。另外，作为检测前的校验仪器和确定检测灵敏度用的对比试块，是不可缺少的量具和程序。另外，超声波探伤法检测速度慢，且由于丝扣的特殊结构要求探测工艺较高，经过专门培训认证的人员才可做到。
5.2.3 钻柱现场快速检测可行性分析
5.2.3.1 绳索取心钻杆
绳索取心技术是我国钻探领域主要的技术成果之一，*科学钻探先导孔可能部分采用绳索取心钻杆。对绳索取心钻柱的检测成为主要研究对象之一。调研发现，对采*损伤的漏磁无损检测技术在国内外都已成熟，既可实现台架检测也可实现井口下管过程实时监测。绳索取心钻杆在结构上与采*有相似之处：即均为两端带丝扣、基本外平的细长无缝钢管。因此，涡流、金属磁记忆、漏磁无损检测方法可以适用于对绳索取心钻杆的损伤检测。特别是，金属磁记忆检测方法对在役铁钻杆由于材料不连续性（缺陷）或外力而导致应力集中，以全新的快捷检测方式，给出设备疲劳损伤的早期诊断，评价钻杆的使用寿命。
另一方面，与石油钻柱相比，绳索取心钻柱的损伤类型与前者是一致的，主要有纵向、横向裂纹、磨蚀、偏磨、螺纹、接箍损伤、腐蚀斑点以及应力集中等。但结构上两者差别较大：石油钻井用钻杆，其丝扣部分比钻杆体直径大，钻柱的磨损主要集中在钻杆的丝扣部分和焊接部位及接头；绳索取心钻杆的壁厚比同直径的石油钻杆薄，其丝扣部分与钻杆体的内径或外径是基本相同的，就是说，绳索取心钻柱体和接头的磨损几率是相等的。因此，对绳索取心钻柱的检测，应包括接头、钻杆丝扣和整个钻杆体，其检测工作量远比石油钻柱检测大很多。对绳索取心钻柱的检测，其主要矛盾是如何提高检测速度，一般应不小于0.20m/s。
对绳索取心钻柱的损伤进行无损检测，必须采用自动检测装置（绳索取心钻杆的基本内外平的结构较为适合使用自动检测方法），以满足实际检测对速度的要求。
针对钻杆接头、接头螺纹的检测，可以用每条螺纹一个检测涡流和磁记忆通道进行旋转一周的探伤方式，一次扫查即可同时检测出接头螺纹的缺陷与疲劳应力集中状态，是目前最为有效的接头及接头螺纹组合检测方法。
5.3.2.2 API石油钻杆
超深井科学钻探将会使用API石油钻杆或类似的改进产品。API石油钻杆的检测与绳索取心钻杆不同。
（1）石油钻杆与绳索取心钻杆的区别
绳索取心钻杆一般为内外平的薄壁结构，检测装置的通孔直径只需考虑钢管外径即可，但石油钻杆柱由钻杆和接头构成，接头外径大于钻杆外径，整个钻杆柱属于非同径管材，安装检测装置时其通孔直径需按钻杆柱中直径最大部分（如接头或稳定器等）的外径设计，检测方法的选择要同时考虑到对接头外径、接箍外径和钻杆体外径等的检测。即使在井口安装钻杆柱漏磁检测装置，也只能对钻杆体部分进行探伤，而对钻杆两端（包括丝扣）和接头等部分不能进行有效探伤，这是由于丝扣部分也会产生较大漏磁通的缘故。
（2）绳索取心钻杆、石油钻杆与采*的工况比较
采*没有外径的偏磨和圆周磨损问题，所以采*不需对管壁进行测厚。由于在钻进和起下钻过程中钻杆柱与孔壁或套管间易产生磨损，当钻杆柱严重弯曲时易产生偏磨现象，对钻杆柱的检测必须解决钻杆壁厚的测厚问题。用磁通法测厚其检测精度低，这是难以实现在井口对钻杆进行实时测厚的主要原因。另外，钻井施工与下*施工工况不同，一个钻孔其起下钻工况需要重复多次，对钻杆柱检测也需要重复多次；钻进过程中有冲洗液循环介质参与；钻进过程钻机和钻柱系统振动显著。如在井口安装钻杆柱检测装置，其工作环境是非常恶劣的。特别是，由于漏磁检测属于传感器接触检测，在人工操作控制起下钻速度时，要及时改变传感器通孔直径是困难的。另外，一般测量装置安装在转盘下方、泥浆槽上方，转盘平面的实际高度可能要增加，给施工带来不便。实际上，只有起下钻过程自动化时钻杆柱井口实时检测才有可能。下采*施工过程则工况单一、采*外平，井口周围无冲洗液介质，容易在井口安装采*检测装置并在下管过程中实时检测采*损伤状况。
