淺析熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的應用

李健，路彬，翟子威

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

隨著時代的不斷發展，我國經濟效益的不斷提升，政府及企業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、穩定器、接頭、減震器以及鉆頭等。由于其運行過程相對復雜，所以在設備使用時必須在合理的范圍內運行，需重視石油鉆具螺紋檢測工作，運用淺析熒光磁粉探傷的方式，了解其損傷程度，避免在井下作業時鉆具發生異常，影響企業的經濟效益。

1 石油鉆具螺紋檢測的主要內容

石油鉆具螺紋檢測工作相對復雜，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用，確保檢測人員有較高的專業知識。例如，在紫外線燈應用環節，需設置專業的檢測人員，為其設置相應的操作標準，簡化工作流程，縮小檢測結果中的誤差值。一旦工作人員出現經驗不足的問題，則會制約石油鉆具螺紋檢測工作的開展，存在操作不標準等安全隱患。所以，石油鉆具螺紋檢測期間，需重視每個操作流程，確保各項操作在執行期間不會出錯，在保證檢測人員身體健康的基礎上，完成各項工作，進而強化石油鉆具的利用率，節省企業的運行成本。

2 熒光磁粉在石油鉆具螺紋檢測中的操作步驟及檢驗方式

在石油鉆具螺紋檢測中，增加熒光磁粉的應用，可以更加直觀地觀察到鉆具中的裂紋。這樣可使濕熒光磁粉剩磁法成為石油鉆具螺紋檢測環節的最優選擇。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行分析，有利于后續石油鉆井工作中的開展。

2.1 操作步驟

（1）前期清理。預判石油鉆具的運行狀態，執行清洗工作。

（2）需清理舊螺紋，運用砂輪片執行打磨工作，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，這樣可恢復螺紋的本身顏色，讓鉆具可以展露出金屬本色。

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

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

（5）紫外線燈的應用。在紫外線燈應用期間，檢測人員應提高對檢測區域的重視，運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行放大，運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，減少檢測環節的安全隱患，實現對檢測人員皮膚以及眼睛的保護。

（6）觀察磁痕。由于被檢測鉆具螺紋處有無磁痕會對檢測數據造成直接的影響。因此，應運用觀察磁痕的方式，掌握石油鉆具的實際使用狀況。例如，鉆具螺紋處無明顯磁痕，可通過紫外線燈對螺紋區域進行觀察，保證在照射工作實施后，檢測范圍呈現紫色，這樣則為無異常狀態。而一旦出現疲勞裂紋，在熒光磁粉的作用下，一經紫外線燈照射，該區域則會出現鋸齒狀的黃綠色熒光線，且呈現出高亮的狀態，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用優勢。

2.2 檢驗方式

（1）確認磁化方法。通常情況下，石油鉆具會經受較長的使用時間，在地下石油以及地層土壤的作用下，導致石油鉆具發生質變，產生自發性的磁化，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，可針對石油鉆具進行分析，了解其操作方式，將石油鉆具剩磁控制在＞0.8T的區域。

臭氧以氣態或水性狀態用于食品應用。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行的例子。食品應用中臭氧處理系統的基本組成部分包括：供氣系統；臭氧發生器；用于臭氧水溶液的臭氧接觸器，或用于氣態臭氧處理的處理容器；臭氧測量裝置及臭氧廢氣破壞系統。

利用磁懸液的噴灑檢測方式，使石油鉆具中剩磁＜0.8T，從而根據實際檢測流程，運用直流線圈完成局部磁化工作，使磁化時間被控制在3s以內，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，我們可以根據紫外線燈的射程進行分析，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，在此基礎上，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生高亮反應。

（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率要求，實現對熒光磁粉的密度、粒度以及流動性的控制，讓其存在于球形狀態，提高其識別能力，以保證檢測人員在執行工作時，可以在第一時間掌握鉆具螺紋的出現狀態，了解疲勞裂紋的產生區域。同時，可以根據石油黏度標準，了解其熒光狀態，使其呈現出無毒、無臭以及高閃亮的狀態。

3 石油鉆具出現疲勞裂紋的原因以及特點

3.1 疲勞裂紋的產生原因

在石油鉆具螺紋的用途在于，防止石油鉆具長期運行，對鉆具的扭力、受拉力造成影響，使其能夠在運行環節產生相應的集中應力。在此基礎上，則會產生疲勞裂紋，同時，由于鉆井人員的操作不正確，使用方式不合規，也會增加石油鉆具底部的受力，存在材質應變的隱患，增加疲勞裂紋的產生。

3.2 疲勞裂紋的特點

在石油鉆具使用環節，其中的螺紋作為受力集中點存在，使疲勞裂紋會產生于螺紋的根部。通常情況下，會出現110mm長的疲勞裂紋，發生于鉆具的9～13螺牙內，呈現出鋸齒狀。在此基礎上，疲勞裂紋具有深度越深，裂紋越長的特點，使深度與長度在等比例范圍內，導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，由于石油鉆具螺紋在工作行使期間易產生斷裂問題，增加對石油企業經濟效益的影響，嚴重會出現損失百萬的問題。所以，為規避此風險，需引進熒光磁粉探傷的方式，實現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。以提高石油企業的經濟效益，確保石油鉆具螺紋斷裂問題不會造成過多的經濟損失。

5 熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的應用措施

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的作用，應加強對疲勞裂紋、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的區域，實現對此問題的管控，及時對石油鉆具螺紋檢測缺陷進行處理，以保證鉆井工作的完整性。

5.1 加強疲勞裂紋辨析

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

這樣一來，即可規劃較淺裂紋以及較深裂紋的存在狀態，控制實際檢測深度為1～2mm，使熒光磁粉能夠在鉆具上方均勻分布，促使端部呈現出不連續的狀態，使深度縮減為0.8mm，由此測定端部的不連續亮點，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上加工而成的，在螺紋根部難免會出現一些裂痕。但若加工時的刀痕過深，則會導致淺裂紋與之混淆，使檢測人員出現誤判。因此，在檢測工作實施環節，應重視刀痕問題，規劃整齊的線條為刀痕，而不連續的線條則為裂紋，同時，部分疲勞裂紋會出現不同程度的微小彎度，可根據刀痕與淺裂紋的整齊度進行辨識，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

在檢測環節，由于進口鉆具具有價格高、成本高的特點，應提高鉆具的使用頻率，規劃出鉆具疲勞螺紋出現的位置以及實際長度，遵循螺紋錐度要求，合理計算出切除量，確保車床能夠順利修復，在此工作完成后方可進行使用。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，應控制檢測裝置的重量、體積，增加易攜帶、低消耗的設備應用，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，實現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，可以節省石油鉆具螺紋檢測工作的運行時間；另一方面，可以有效延長石油的開采時間，確保在科學技術的支持下，改善石油鉆具螺紋檢測工作。

同時，可將疲勞裂紋的長度控制在＜30mm內，增加打磨設備的應用，將鉆具打磨至無明顯磁痕，避免鉆具螺紋區域出現刀痕。運用全面加工的方式，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用于不同區間，遵循螺紋根部的形成規律，以提高檢測環節的精準度。若此時出現兩種螺紋混淆的現象，需提高對漏檢問題的關注，增加反光鏡的應用，一旦發現磁痕，則轉換鏡面的觀測角度，測定磁痕的分布狀態，以測定磁痕是否呈現狀。若螺紋面相對粗糙，則會增加熒光磁粉的黏附，出現亮度過高的現象，此時，應及時將螺紋進行傾斜，轉換鏡面的檢測角度，降低誤判問題的產生。

例如，在某熒光磁粉探傷檢測環節，工作人員結合實際鉆井狀況進行分析，通過預制的方式，研究出能夠滿足井下工作的設備，加強檢測裝置的應用，使熒光磁粉探傷檢測設備的型號被規劃為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的提升，更能給予鉆井工作相應的支持，實現鉆井工作效率的提升，以增加鉆井環節的安全輔助性因素，避免檢測人員在各項工作操作環節出現問題。在此背景作用下，可以根據石油鉆具的應用方式，了解其具有磁化強度大的優勢，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域能夠體現得更加直觀，以彰顯出熒光磁粉探傷在石油鉆具檢測環節的實際應用價值。

除此之外，應加強對石油鉆具檢測環節的重視，若在檢測環節出現判斷結果相對不明確的磁痕，即可運用砂輪執行打磨工作并運用磁懸液增加檢測環節的壓力，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論，這樣即可保證石油鉆具能夠在鉆井工程內充分地利用，有效緩解石油鉆具運輸費用高、成本花費多的風險。在此背景作用下，即可通過石油鉆具檢測的方式，規劃出疲勞螺紋的實際狀態，使其不易出現斷裂問題，實現對缺陷部位的彌補，促使螺紋熒光磁粉探傷技術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生，使砂輪被整理成圓弧狀，確保打磨深度在1.5mm以內，這樣一來，即可保證鉆具能夠充分多次應用于此區域，完成對螺紋的修復工作。

6 結語

綜上所述，為保證石油鉆具螺紋檢測工作的順利執行，應重視熒光磁粉探傷操作，了解鉆具的疲勞部位以及應力集中區域，實現對重點區域的檢測，執行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行。若未落實到位，勢必會增加工程運行環節的安全隱患。因此，需制定嚴謹的鉆具處理方案，掌握熒光磁粉探傷在石油鉆具螺紋檢測中的必要性，消除工程運行期間的潛在風險，以促進企業經濟效益得到相應的提升。