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无磁钻铤的荧光渗透检测

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  1 前言

  钻铤是钻柱的重要组成部分之一,具有向钻头提供钻进的压力及提高钻柱刚性的作用。钻铤结构如图1。钻探过程中,钻铤承受着拉力、压力和扭力等应力作用;若井下情况复杂,地质结构多变,出现严重的跳钻和卡钻等,将使钻铤受力更大;钻铤杆体特别是螺纹根部极易产生裂纹,引起钻铤失效。加强制造过程中钻铤及在役钻铤的无损检测,是保证顺利钻井的关键。

  标准SY/T 5144- 1997《钻铤》,将钻铤分为A、B、C 三种型式。A 型(圆柱式):普通合金钢制成;B型(螺旋式):普通合金钢制成;C 型(无磁式):导磁率很低的不锈合金钢制成,外形为圆柱式。其共同特点是钻铤两端均有螺纹(见图1)。

  关于无损检测要求,SY/T 5144- 1997《钻铤》[1]规定:除用肉眼检查外,出厂以前除B 型钻铤外必须进行全长(包括螺纹)无损检测(超声波探伤和磁粉探伤)。

  显然,导磁率很低的不锈合金钢制成的无磁式C 型钻铤,使用磁粉检测方法检测是不合适的。另外,广泛应用于海底石油和地热地况、具有抗高温及抗腐蚀等优越特性的钛合金材料制造的无磁钻铤等,使用磁粉检测方法检测更不合适。

  本文推荐使用荧光渗透检测方法,检测导磁率很低的不锈合金钢制成的无磁式C 型钻铤、钛合金材料制造的无磁钻铤等。

  2 渗透检测方法选择

  选择渗透检测方法,首先应考虑检测灵敏度的要求,预期检出的缺陷类型和尺寸;还应考虑受检钻铤的大小、形状、数量、表面光洁度,现场的水、电、气的供应情况,检验场地的大小和检测费用等因素。在上述因素中,灵敏度和检测费用的考虑最为重要。

  钻铤渗透检测采用水洗型荧光渗透检测法,基本工艺过程是:表面准备与预清洗—渗透—水洗—干燥—显像—检验—后清洗。

  选择比着色渗透液灵敏度高的荧光渗透液,主要考虑钻铤多为挤压及机械加工制造,缺陷比较细微;又考虑钻铤两端螺纹的检测要求,选择水洗型荧光渗透液。

  选择干粉显像剂,主要考虑钻铤两端螺纹的检测要求。因为采用湿式显像时, 湿式显像剂很容易在螺纹根部积聚,可能掩盖缺陷显示。

  如果仅仅检测钻铤两端螺纹,也可采用溶剂去除型荧光渗透检测法。组合体系为溶剂去除型荧光渗透液+ 干粉显像剂。基本工艺过程为:表面准备与预清洗—渗透—溶剂擦除—自然干燥—显像—检验—后清洗。

  3 荧光渗透检测工艺

  受检钻铤的重点检验位置是钻铤两端内、外螺纹。本文主要介绍水洗型荧光渗透检测,其主要操作程序如下:

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