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、彎曲等交變應力的作用，同時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力最大，很容易出現(xiàn)早期疲勞裂紋，導致鉆桿管體刺穿，造成重大經(jīng)濟損失。

長期以來，對鉆具外觀與內(nèi)在質(zhì)量的檢驗一直很嚴格，在嚴把外觀檢驗質(zhì)量的同時，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，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蝕。均勻腐蝕是指由化學或電化學反應造成的金屬暴露的整個表面或大部分表面上發(fā)生的腐蝕，如鉆具銹蝕等。點蝕又稱小孔腐蝕，如鉆桿存放或使用過程中內(nèi)外表面的腐蝕。小孔腐蝕常常會誘導腐蝕疲勞和應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力和介質(zhì)的共同作用，腐蝕就會加速和擴大。在腐蝕坑底部導致應力集中，外加應力循環(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增大，對鉆具的使用性能影響也就越來越大，最終導致刺穿或斷裂。

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)生變化時磁場也會發(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)壁腐蝕進行檢測，但此法不能全面、準確地反映鉆桿內(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檢的方法，以有效保證鉆桿探傷的檢測質(zhì)量。