Файл: Реферат Разработка методики ультразвукового контроля бурильных труб.doc

Радиометрическая дефектоскопия.

Метод получения информации о внутреннем состоянии контролируемого изделия, просвечиваемого ионизирующим излучением, в виде электрических сигналов (различной величины, длительности или количества).

Этот метод обеспечивает наибольшие возможности автоматизации процесса контроля и осуществления автоматической обратной связи контроля и технологического процесса изготовления изделия. Преимуществом метода является возможность проведения непрерывного высокопроизводительного контроля качества изделия, обусловленная высоким быстродействием применения аппаратуры. По чувствительности этот метод не уступает радиографии. [2]

2.5. Ультразвуковой контроль

В настоящее время активно развивается область ультразвукового «разрушающего контроля. Ультразвуковая дефектоскопия является одним из видов акустического неразрушающего контроля использующим механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого уха, т е выше 20 кГц. Обычно для ультразвукового контроля применяют колебания частотой 0,5-10 МГц.

Методы акустического контроля подразделяют на две группы- методы, основанные на излучении в контролируемое изделие волн от внешнего источника и их приёме, и методы, основанные- на приеме упругих волн, возникающих в самом контролируемом изделии. Методы первой группы называют активными, второй - пассивными. В свою очередь, активные методы основаны на использовании бегущих и стоячих волн или резонансных колебаний

Ультразвуковая дефектоскопия с использованием бегущих волн основана на их свойстве направленно распространяться, в средах в виде лучей и отражаться от границ сред или несплошностей, обладающих другими акустическими свойствами.

Объёмные волны (продольные и поперечные) применяют для выявления дефектов в толще и вблизи поверхности массивных изделий, толщина которых значительно превосходит длину волны. Продольные волны, как правило, используют в тех случаях, когда ультразвук необходимо ввести нормально или под небольшим углом к поверхности; поперечные - когда угол ввода должен быть значительным (35° и более)

---

Когда имеется возможность выбора, применение поперечных волн предпочтительнее в связи с меньшей длиной волны (при постоянной частоте), что повышает чувствительность к дефектам и разрешающую способность. Там, где необходимо увеличение длины волны и уменьшение затухания, например, при контроле крупнозернистых материалов, целесообразно применение продольных волн. Поперечные волны используют для выявления дефектов, близких к поверхности, за счёт углового эффекта, т. е. двойного отражения от поверхности объекта контроля и дефекта.

Поверхностные волны следует применять, когда дефекты находятся на поверхности, доступ к которой затруднен, или залегают под поверхностью, что мешает применению магнитных, вихретоковых или капиллярных методов контроля. Например, этими волнами осуществляют эксплуатационный контроль кромок турбинных лопаток самолета по всей длине из одного положения преобразователя.

В процессе эксплуатации многие протяженные изделия испытывают напряжённое состояние. Такими объектами являются, например, насосные штанги, бурильные трубы, валы погружных центробежных насосов. Насосные штанги испытывают растягивающие и сжимающие нагрузки, валы и бурильные трубы -действие момента вращения относительно оси симметрии. Для повышения эффективности контроля имеет смысл использовать воздействие зондирующими акустическими импульсами на контролируемую область объекта контроля, аналогичное механическим воздействиям на него при эксплуатации. Для протяженных объектов данная технология может быть реализована достаточно просто Контроль насосных штанг целесообразно вести с использованием нулевой симметричной моды волны Похгаммера (волна растяжения-сжатия), а контроль валов и бурильных труб - с использованием крутильной волны.

На основе вышесказанного можно сделать вывод о том, что для контроля бурильных труб рациональнее всего будет использовать УЗ эхо-импульсный метод контроля, применяемый для контроля практически любых материалов, который обладает высокой чувствительностью и разрешающей способностью, высокой производительностью, простотой реализации и низкой стоимостью.

С помощью этого метода можно выявлять поверхностные и внутренние дефекты при одностороннем доступе к проверяемому ОК и на значительном расстоянии от места ввода УЗ колебаний (при контроле крупногабаритных деталей). Также одними из преимуществ эхо-метода является независимость результатов контроля от состояния противоположной (донной) поверхности, высокая точность в определении координат дефектов и безопасность для здоровья обслуживающего персонала. Именно исходя из преимуществ данного метода над другими. [5]

---

---

2.6. Гидроиспытание бурильных труб

Бурильные трубы на трубопрокатных заводах гидравлическим испытаниям не подвергаются. Некоторые трубные базы подвергают гидравлическим испытаниям бурильные трубы, бывшие в эксплуатации, если герметичность их резьбовых соединений с замками вызывает сомнения.

Для предупреждения осложнений и аварий с бурильной колонной бурильные трубы периодически подвергают дефектоскопической проверке в процессе бурения. С этой же целью некоторые буровые предприятия в дополнение к дефектоскопическому контролю испытывают трубы внутренним гидростатическим давлением непосредственно на буровых. Обычно гидроиспытанию подвергаются свечи в процессе спуско-подъемных операций.

Испытательные давления для бурильных труб и колонн устанавливаются руководством бурового предприятия исходя из условий работы бурильной колонны. Если исключить случаи осложнений, связанных с выбросами, уходом глинистого раствора и др., то целостность и герметичность бурильной колонны могут быть нарушены в результате возникновения разности гидростатических давлений внутри колонны и в затрубном пространстве. Разность давлений возникает при прокачивании через колонну глинистого раствора в процессе бурения. Наибольшая ее величина определяется давлением на выкиде, которое развивают применяющиеся буровые насосы. Обычно эти давления не превышают 30 МПа.

Испытуемые трубы выдерживают под давлением в течение 15 – 30 с. Если не обнаруживается течи или потения, трубы признаются годными. [8]

3. Дефектоскопия бурильных труб

При бурении нефтяных и газовых скважин могут происходить аварии, связанные с поломкой элементов бурильной колонны. Наиболее слабое место в бурильной колонне — резьбовые и сварные соединения бурильных труб с замками, по которым чаще всего происходят поломки. Установлено, что разрушения труб носят усталостный характер и являются следствием возникновения и развития трещин на этих участках при воздействии на бурильную ко­лонну знакопеременных нагрузок.

Для выявления в теле труб и в их соединениях дефектов типа несплошностей при их изготовлении, а также и при эксплуатации широко внедряются методы дефектоскопического контроля качества труб

---

, позволяющие обнаруживать и определять местоположение таких дефектов, как закалочные трещины, раковины, закаты, плены, неметаллические включения и другие нарушения сплошности металла, к которым можно отнести и усталостные трещины.

Методы дефектоскопии позволяют осуществлять проверку новых труб на участке отделки на трубопрокатных заводах, при профилактическом контроле бывших в эксплуатации бурильных труб на проверочном участке трубно-инструментальных баз, а также непосредственно над устьем скважины при подъеме или спуске бурильной колонны.

Для осуществления дефектоскопического контроля труб в нефтяной промышленности разработаны руководящие документы, содержащие методики контроля участков трубной резьбы, сварного шва и тела труб.

Инструкция «Неразрушающий контроль бурильных труб» предназначена для работников служб дефектоскопии буровых предприятий нефтяной промышленности и содержит методики контроля участков трубной резьбы, сварного шва и тела бурильных труб. Приведенные в ней методики контроля основаны на ультразвуковом эхоимпульсном методе, при котором акустический контакт создается щелевым способом, а в качестве контактной жидкости обычно используется вода. Включение и подготовка дефектоскопа к работе производятся в соответствии с инструкциями по эксплуатации самого дефектоскопа и установки, в которую он входит.

Для работников лаборатории неразрушающего контроля производственных нефтегазодобывающих объединений предназначена Методика ультразвуковой дефектоскопии зоны сварного шва бурильных труб типа ТБПВ и классификация труб по результатам контроля (РД 39-2-381—80). В ней приведены приемы и последовательность дефектоскопии зоны сварного шва труб типа ТБПВ с не полностью удаленным гратом и выявления усталостных трещин» развивающихся в галтели опорного уступа муфты, а также критерии классификации и отбраковки труб по результатам контроля сварного шва.

Бурильные трубы с высаженными концами и коническими стабилизирующими поясками типов 3 и 4 (ГОСТ 631—75) в процессе эксплуатации разрушаются в основном по гладкой части — преимущественно в переходной зоне или в теле трубы. Поэтому их резьбовые соединения обычно не подвергаются дефектоскопическому контролю. Однако иногда из-за нарушения технологии при сборке труб с замками диаметральный натяг соединения не выдерживается. Для устранения подобных случаев рекомендована методика дефектоскопического контроля качества сборки бурильных труб с коническими стабилизирующими поясками. Данная методика предусматривает косвенное определение с помощью дефектоскопической аппаратуры фактического диаметрального натяга собранных с замками труб, что позволяет оценить их работоспособность.

---