淺析熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的應(yīng)用

李健，路彬，翟子威

（中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司管具與井控技術(shù)服務(wù)分公司，天津 300280）

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，我國經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升，政府及企業(yè)各部門逐漸提高對石油專用鉆具使用方式的重視。在此背景作用下，石油鉆具主要包括方鉆桿、鉆桿、穩(wěn)定器、接頭、減震器以及鉆頭等。由于其運(yùn)行過程相對復(fù)雜，所以在設(shè)備使用時(shí)必須在合理的范圍內(nèi)運(yùn)行，需重視石油鉆具螺紋檢測工作，運(yùn)用淺析熒光磁粉探傷的方式，了解其損傷程度，避免在井下作業(yè)時(shí)鉆具發(fā)生異常，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 石油鉆具螺紋檢測的主要內(nèi)容

石油鉆具螺紋檢測工作相對復(fù)雜，其中的程序化因素較多，使檢測人員的工作量增加，以制約檢測工作的順利開展。因此，為保證石油鉆具螺紋檢測工作的順利開展，需重視檢測方法的應(yīng)用，確保檢測人員有較高的專業(yè)知識。例如，在紫外線燈應(yīng)用環(huán)節(jié)，需設(shè)置專業(yè)的檢測人員，為其設(shè)置相應(yīng)的操作標(biāo)準(zhǔn)，簡化工作流程，縮小檢測結(jié)果中的誤差值。一旦工作人員出現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)不足的問題，則會制約石油鉆具螺紋檢測工作的開展，存在操作不標(biāo)準(zhǔn)等安全隱患。所以，石油鉆具螺紋檢測期間，需重視每個(gè)操作流程，確保各項(xiàng)操作在執(zhí)行期間不會出錯(cuò)，在保證檢測人員身體健康的基礎(chǔ)上，完成各項(xiàng)工作，進(jìn)而強(qiáng)化石油鉆具的利用率，節(jié)省企業(yè)的運(yùn)行成本。

2 熒光磁粉在石油鉆具螺紋檢測中的操作步驟及檢驗(yàn)方式

在石油鉆具螺紋檢測中，增加熒光磁粉的應(yīng)用，可以更加直觀地觀察到鉆具中的裂紋。這樣可使?jié)駸晒獯欧凼４欧ǔ蔀槭豌@具螺紋檢測環(huán)節(jié)的最優(yōu)選擇。因此，可將熒光磁粉在石油鉆具螺紋檢測中的操作步驟以及檢測方式進(jìn)行分析，有利于后續(xù)石油鉆井工作中的開展。

2.1 操作步驟

（1）前期清理。預(yù)判石油鉆具的運(yùn)行狀態(tài)，執(zhí)行清洗工作。

（2）需清理舊螺紋，運(yùn)用砂輪片執(zhí)行打磨工作，使鉆具表面的水泥、泥漿、銹蝕以及絲扣油皆被清理干凈，避免鉆具上的附著物對熒光磁粉探傷工作造成影響，這樣可恢復(fù)螺紋的本身顏色，讓鉆具可以展露出金屬本色。

（3）磁化。根據(jù)石油鉆具的運(yùn)行特點(diǎn)，了解到其剩磁＜0.8T，測定其局部磁化部位，耗時(shí)3s來執(zhí)行磁化工作。

（4）磁懸液的應(yīng)用。運(yùn)用噴灑的方式，將磁懸液應(yīng)用于石油鉆具上。通過霧狀的噴灑方式，使磁懸液能夠均勻分布于螺紋周圍，但檢測人員應(yīng)注意在噴灑活動實(shí)施前期，需運(yùn)用搖晃的方式，將磁懸液內(nèi)的材料混合均勻，確保作業(yè)架上的鉆具能夠合理地應(yīng)用，其次，應(yīng)控制磁懸液的搖晃頻率，每噴灑10個(gè)螺紋，就需搖晃一次噴桶。這樣一來，即可保證免磁粉不會發(fā)生沉淀，以降低漏檢問題出現(xiàn)的頻率。

（5）紫外線燈的應(yīng)用。在紫外線燈應(yīng)用期間，檢測人員應(yīng)提高對檢測區(qū)域的重視，運(yùn)用手持紫外線燈的方式，著重檢測螺紋底部，控制好紫外線燈與底部之間的距離，使其與螺紋表面間距控制在100mm以外，這樣方可將鉆具螺紋進(jìn)行放大，運(yùn)用反光鏡將其放大到5～10倍，從而防止紫外線燈直接照射檢測人員的肌膚以及面部，降低對檢測人員造成的影響，減少檢測環(huán)節(jié)的安全隱患，實(shí)現(xiàn)對檢測人員皮膚以及眼睛的保護(hù)。

（6）觀察磁痕。由于被檢測鉆具螺紋處有無磁痕會對檢測數(shù)據(jù)造成直接的影響。因此，應(yīng)運(yùn)用觀察磁痕的方式，掌握石油鉆具的實(shí)際使用狀況。例如，鉆具螺紋處無明顯磁痕，可通過紫外線燈對螺紋區(qū)域進(jìn)行觀察，保證在照射工作實(shí)施后，檢測范圍呈現(xiàn)紫色，這樣則為無異常狀態(tài)。而一旦出現(xiàn)疲勞裂紋，在熒光磁粉的作用下，一經(jīng)紫外線燈照射，該區(qū)域則會出現(xiàn)鋸齒狀的黃綠色熒光線，且呈現(xiàn)出高亮的狀態(tài)，由此方可完成對石油鉆具的檢測工作，凸顯出熒光磁粉的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2 檢驗(yàn)方式

（1）確認(rèn)磁化方法。通常情況下，石油鉆具會經(jīng)受較長的使用時(shí)間，在地下石油以及地層土壤的作用下，導(dǎo)致石油鉆具發(fā)生質(zhì)變，產(chǎn)生自發(fā)性的磁化，增加附帶的剩磁。因此，為保證石油鉆具的檢測工作更加完整，可針對石油鉆具進(jìn)行分析，了解其操作方式，將石油鉆具剩磁控制在＞0.8T的區(qū)域。

臭氧以氣態(tài)或水性狀態(tài)用于食品應(yīng)用。新鮮或鮮切蔬菜的消毒是一種可以利用兩種臭氧形式來進(jìn)行的例子。食品應(yīng)用中臭氧處理系統(tǒng)的基本組成部分包括：供氣系統(tǒng)；臭氧發(fā)生器；用于臭氧水溶液的臭氧接觸器，或用于氣態(tài)臭氧處理的處理容器；臭氧測量裝置及臭氧廢氣破壞系統(tǒng)。

利用磁懸液的噴灑檢測方式，使石油鉆具中剩磁＜0.8T，從而根據(jù)實(shí)際檢測流程，運(yùn)用直流線圈完成局部磁化工作，使磁化時(shí)間被控制在3s以內(nèi)，完成磁化操作。

（2）選取紫外線燈。由于紫外線燈可以直接觀測到熒光磁粉，所以，我們可以根據(jù)紫外線燈的射程進(jìn)行分析，將其波長范圍控制在320～400mm，使其中心波長被控制在365nm，在此背景作用下，僅可測定紫外線燈的實(shí)際照射距離，使鉆具能夠位于距離紫外線濾光片380mm處，確保紫外線的照射幅度在1000w/cm2以內(nèi)，在此基礎(chǔ)上，即可提高紫外線燈的可利用率，使熒光磁粉能夠在接收到紫外線后發(fā)生高亮反應(yīng)。

（3）配置磁懸液。以10L的石油為例，為保證石油鉆具檢測工作的順利開展，需增加熒光磁粉的應(yīng)用，每10L需加入8g左右的熒光磁粉，使熒光磁粉的加入可以滿足高磁導(dǎo)率要求，實(shí)現(xiàn)對熒光磁粉的密度、粒度以及流動性的控制，讓其存在于球形狀態(tài)，提高其識別能力，以保證檢測人員在執(zhí)行工作時(shí)，可以在第一時(shí)間掌握鉆具螺紋的出現(xiàn)狀態(tài)，了解疲勞裂紋的產(chǎn)生區(qū)域。同時(shí)，可以根據(jù)石油黏度標(biāo)準(zhǔn)，了解其熒光狀態(tài)，使其呈現(xiàn)出無毒、無臭以及高閃亮的狀態(tài)。

3 石油鉆具出現(xiàn)疲勞裂紋的原因以及特點(diǎn)

3.1 疲勞裂紋的產(chǎn)生原因

在石油鉆具螺紋的用途在于，防止石油鉆具長期運(yùn)行，對鉆具的扭力、受拉力造成影響，使其能夠在運(yùn)行環(huán)節(jié)產(chǎn)生相應(yīng)的集中應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上，則會產(chǎn)生疲勞裂紋，同時(shí)，由于鉆井人員的操作不正確，使用方式不合規(guī)，也會增加石油鉆具底部的受力，存在材質(zhì)應(yīng)變的隱患，增加疲勞裂紋的產(chǎn)生。

3.2 疲勞裂紋的特點(diǎn)

在石油鉆具使用環(huán)節(jié)，其中的螺紋作為受力集中點(diǎn)存在，使疲勞裂紋會產(chǎn)生于螺紋的根部。通常情況下，會出現(xiàn)110mm長的疲勞裂紋，發(fā)生于鉆具的9～13螺牙內(nèi)，呈現(xiàn)出鋸齒狀。在此基礎(chǔ)上，疲勞裂紋具有深度越深，裂紋越長的特點(diǎn)，使深度與長度在等比例范圍內(nèi)，導(dǎo)致磁痕顯示更加明顯。

4 石油鉆具螺紋熒光磁粉檢測的必要性

與此同時(shí)，由于石油鉆具螺紋在工作行使期間易產(chǎn)生斷裂問題，增加對石油企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的影響，嚴(yán)重會出現(xiàn)損失百萬的問題。所以，為規(guī)避此風(fēng)險(xiǎn)，需引進(jìn)熒光磁粉探傷的方式，實(shí)現(xiàn)對石油鉆具螺紋檢測，了解螺紋疲勞裂紋存在的位置，從而降低安全事故發(fā)生的頻率，減少石油鉆井工作中潛在的安全隱患。以提高石油企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，確保石油鉆具螺紋斷裂問題不會造成過多的經(jīng)濟(jì)損失。

5 熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的應(yīng)用措施

為保證熒光磁粉探傷工作在石油鉆具螺紋檢測中起到相應(yīng)的作用，應(yīng)加強(qiáng)對疲勞裂紋、偽缺陷磁痕的辨析，了解疲勞裂紋以及偽缺陷磁痕常易出現(xiàn)的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對此問題的管控，及時(shí)對石油鉆具螺紋檢測缺陷進(jìn)行處理，以保證鉆井工作的完整性。

5.1 加強(qiáng)疲勞裂紋辨析

在石油鉆具螺紋檢測環(huán)節(jié)，疲勞裂紋主要發(fā)生于螺紋根部集中區(qū)域，向著根部邊緣部位進(jìn)行擴(kuò)散。若存在內(nèi)部延伸問題，多存在于晶界斷裂，持平于鉆具的長度方向。因此，一旦出現(xiàn)疲勞裂紋則為連續(xù)性的。此時(shí)，我們可以根據(jù)裂紋的深度進(jìn)行分析，了解中部的實(shí)際斷裂程度，控制石油螺紋的兩邊擴(kuò)散程度，確保熒光磁粉能夠吸附于裂紋區(qū)域，判定熒光磁痕中間區(qū)域，根據(jù)亮度要求明確疲勞裂紋發(fā)生的狀態(tài)。

這樣一來，即可規(guī)劃較淺裂紋以及較深裂紋的存在狀態(tài)，控制實(shí)際檢測深度為1～2mm，使熒光磁粉能夠在鉆具上方均勻分布，促使端部呈現(xiàn)出不連續(xù)的狀態(tài)，使深度縮減為0.8mm，由此測定端部的不連續(xù)亮點(diǎn)，掌握亮度的具體顯示方式。

5.2 重視偽缺陷磁痕的辨析

由于石油鉆具螺紋是在車床的基礎(chǔ)上加工而成的，在螺紋根部難免會出現(xiàn)一些裂痕。但若加工時(shí)的刀痕過深，則會導(dǎo)致淺裂紋與之混淆，使檢測人員出現(xiàn)誤判。因此，在檢測工作實(shí)施環(huán)節(jié)，應(yīng)重視刀痕問題，規(guī)劃整齊的線條為刀痕，而不連續(xù)的線條則為裂紋，同時(shí)，部分疲勞裂紋會出現(xiàn)不同程度的微小彎度，可根據(jù)刀痕與淺裂紋的整齊度進(jìn)行辨識，確保鉆具螺紋底部能夠滿足加工要求。

5.3 石油鉆具螺紋檢測缺陷處理

在檢測環(huán)節(jié)，由于進(jìn)口鉆具具有價(jià)格高、成本高的特點(diǎn)，應(yīng)提高鉆具的使用頻率，規(guī)劃出鉆具疲勞螺紋出現(xiàn)的位置以及實(shí)際長度，遵循螺紋錐度要求，合理計(jì)算出切除量，確保車床能夠順利修復(fù)，在此工作完成后方可進(jìn)行使用。首先，由于部分檢測裝置的體積較大，存在不利于操作的劣勢。此時(shí)，應(yīng)控制檢測裝置的重量、體積，增加易攜帶、低消耗的設(shè)備應(yīng)用，確保檢測儀器不會對鉆井工程造成較大的影響。再者，可通過間接檢測的方式，保證石油鉆具螺紋檢測工作不會對石油鉆井工程造成過多的影響，實(shí)現(xiàn)對螺紋熒光磁粉探傷方式的控制，減少其中的局限性因素，保證此檢測方式能夠在鉆井工作完成前，行使完畢。這樣，一方面，可以節(jié)省石油鉆具螺紋檢測工作的運(yùn)行時(shí)間；另一方面，可以有效延長石油的開采時(shí)間，確保在科學(xué)技術(shù)的支持下，改善石油鉆具螺紋檢測工作。

同時(shí)，可將疲勞裂紋的長度控制在＜30mm內(nèi)，增加打磨設(shè)備的應(yīng)用，將鉆具打磨至無明顯磁痕，避免鉆具螺紋區(qū)域出現(xiàn)刀痕。運(yùn)用全面加工的方式，將其磨成直鈍角，使磁力線能夠均勻地分布，確保熒光磁粉可以應(yīng)用于不同區(qū)間，遵循螺紋根部的形成規(guī)律，以提高檢測環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度。若此時(shí)出現(xiàn)兩種螺紋混淆的現(xiàn)象，需提高對漏檢問題的關(guān)注，增加反光鏡的應(yīng)用，一旦發(fā)現(xiàn)磁痕，則轉(zhuǎn)換鏡面的觀測角度，測定磁痕的分布狀態(tài)，以測定磁痕是否呈現(xiàn)狀。若螺紋面相對粗糙，則會增加熒光磁粉的黏附，出現(xiàn)亮度過高的現(xiàn)象，此時(shí)，應(yīng)及時(shí)將螺紋進(jìn)行傾斜，轉(zhuǎn)換鏡面的檢測角度，降低誤判問題的產(chǎn)生。

例如，在某熒光磁粉探傷檢測環(huán)節(jié)，工作人員結(jié)合實(shí)際鉆井狀況進(jìn)行分析，通過預(yù)制的方式，研究出能夠滿足井下工作的設(shè)備，加強(qiáng)檢測裝置的應(yīng)用，使熒光磁粉探傷檢測設(shè)備的型號被規(guī)劃為CZX-1型。這樣既能簡化石油鉆具螺紋檢測的工作流程，又能保證檢測人員的操作效率得到相應(yīng)的提升，更能給予鉆井工作相應(yīng)的支持，實(shí)現(xiàn)鉆井工作效率的提升，以增加鉆井環(huán)節(jié)的安全輔助性因素，避免檢測人員在各項(xiàng)工作操作環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。在此背景作用下，可以根據(jù)石油鉆具的應(yīng)用方式，了解其具有磁化強(qiáng)度大的優(yōu)勢，通過靈敏的檢測方式，降低紫外線的輻射程度，使熒光磁粉探傷檢測區(qū)域能夠體現(xiàn)得更加直觀，以彰顯出熒光磁粉探傷在石油鉆具檢測環(huán)節(jié)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

除此之外，應(yīng)加強(qiáng)對石油鉆具檢測環(huán)節(jié)的重視，若在檢測環(huán)節(jié)出現(xiàn)判斷結(jié)果相對不明確的磁痕，即可運(yùn)用砂輪執(zhí)行打磨工作并運(yùn)用磁懸液增加檢測環(huán)節(jié)的壓力，避免石油鉆具受到外界干擾，通過二次觀察的方式得出具體結(jié)論，這樣即可保證石油鉆具能夠在鉆井工程內(nèi)充分地利用，有效緩解石油鉆具運(yùn)輸費(fèi)用高、成本花費(fèi)多的風(fēng)險(xiǎn)。在此背景作用下，即可通過石油鉆具檢測的方式，規(guī)劃出疲勞螺紋的實(shí)際狀態(tài)，使其不易出現(xiàn)斷裂問題，實(shí)現(xiàn)對缺陷部位的彌補(bǔ)，促使螺紋熒光磁粉探傷技術(shù)能夠得到高效的利用。例如，通過打磨的方式，從源頭遏制裂紋的產(chǎn)生，使砂輪被整理成圓弧狀，確保打磨深度在1.5mm以內(nèi)，這樣一來，即可保證鉆具能夠充分多次應(yīng)用于此區(qū)域，完成對螺紋的修復(fù)工作。

6 結(jié)語

綜上所述，為保證石油鉆具螺紋檢測工作的順利執(zhí)行，應(yīng)重視熒光磁粉探傷操作，了解鉆具的疲勞部位以及應(yīng)力集中區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)區(qū)域的檢測，執(zhí)行100%的熒光磁粉探傷工作，使石油鉆具螺紋檢測工作能夠正常運(yùn)行。若未落實(shí)到位，勢必會增加工程運(yùn)行環(huán)節(jié)的安全隱患。因此，需制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)你@具處理方案，掌握熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的必要性，消除工程運(yùn)行期間的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到相應(yīng)的提升。