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测井用特殊工具检测方法探讨

发布时间:2011-02-16   点击次数:1487次

  在测井过程中,常常使用打捞工具及水平井工具(如图1),常见的有卡瓦打捞筒、转换短接、打捞矛等。因为它们在作业过程中,需要承载一定的重量,且经常由于磨损、夹持等原因,容易在螺纹连接等部位(图2)产生裂纹类缺陷,因此必须进行无损探伤。对于水平井工具的探伤,主要采用超声波和磁粉检测。

          
       打捞工具                         螺纹连接部位
1、超声波检测法
1.1 检测方法分析
1.1.1 横波检测法
     水平井工具管体主要产生的缺陷是垂直于管轴线的径向缺陷(也称横向缺陷),可采用直接接触法进行检测。如要检测纵向缺陷,也可采用周向检测法。采用接触法探伤小口径工具时,由于其管径小、曲率大,常规横波斜探头与管材接触面小、耦合不良,会造成波束扩散,灵敏度低。为了改善耦合条件,常将探头有机玻璃斜锲加工成与管材表面相吻合的曲面。
对于管体内、外横向缺陷,一般利用超声横波法进行轴向扫查探测。由于水平井工具内部结构有台阶等,回波情况较为复杂、探伤时需结合具体结构来进行缺陷波的判断。
1.1.2 纵波检测法
当检测试件螺纹部分时,纵波探头从螺纹端部发射纵波,当超声波遇到缺陷时,就会有缺陷回波产生,通过观察回波,可以判断缺陷的位置,见图3。
 
图3   螺纹端缺陷回拨
对于水平井工具的内螺纹端和外螺纹端。因为具有一定的锥度,可采用纵波小角度探头进行探伤;当螺纹端面较小,不适宜采用纵波直探头时,可采用超声横波斜探头在外表进行检测。
1.2 检测装置
     (1)超声波探伤仪:选用数字型超声波探伤仪。
     (2)探头:使用小角度纵波直探头对螺纹端部进行检测,采用横波斜探头对管体进行检测。
     (3)对比试块:钻具螺纹区域对比试块采用1.0mm深度的刻槽。
     (4)耦合剂:要求耦合剂的声阻抗高,耦合效果好,本方法采用机油或水作为实验用耦合剂。
     (5)标准:采用的标准有SY/T 5068-2000、SY/T 5147-2000、SY/T 5069-2000、JB/T 4730-2005等。
1.3 扫描速度和灵敏度调节
     采用纵波端面探伤时,用深度调节法按深度1:1进行调节。使用对比试块上的刻槽,找到刻槽回波后,达到屏幕的80%作为基准,探伤时在此基准上提高6dB作为扫查灵敏度。采用横波斜探头对管体进行检测时,则按JB/T4730—2005标准中规定调节。
1.4 检测应用
     在具体现场检测中,采用的是USM 35X型数字超声波探伤仪,探头为5P 9×12 6°小角度探头和2.5P 13×13 K2横波斜探头,钻具螺纹区域对比试块:1.0mm深度刻槽,耦合剂为纤维素。按标准规定,对39支打捞工具和水平井工具进行检测,检测发现了螺纹根部的裂纹缺陷。
 
2、磁粉检测法
对于打捞工具及水平井的管体和外螺纹端的裂纹及近表面缺陷,可用湿荧光粉法进行检测。在实际检测过程中,采用了便携式磁轭,型号为CJZ-212E,用荧光磁粉进行外表面管体和外螺纹端的检测,具体操作按JB/T4730-2005进行。检测结果表明,能够检出管体外表面和螺纹部位细微的裂纹。
 
3、结论
1)采用超声纵波端面检测法和横波检测法,对测井用特殊工具的螺纹端和管体缺陷进行检测,检测灵敏度较高,能够发现细小的裂纹类缺陷,保证了测井工具的安全使用。
2)对于内部结构较为复杂的工具,回波较为复杂。需结合工具的结构情况,判断回波是否为缺陷波。
3)把超声波检测法和磁粉检测法结合使用,可以更全面地对工具外部裂纹型缺陷情况进行分析和判断。
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