整體加重鉆桿在鉆井生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但由于價格貴、易磨損等原因，一直較緊缺。通常對加重鉆桿兩端接頭和管體中間加厚部位進(jìn)行敷焊耐磨帶，以此來減少加重鉆桿在井下使用過程中的本體磨損，延長加重鉆桿的使用壽命。

　　【摘要】根據(jù)加重鉆桿耐磨帶的敷焊形式和工藝特點，參考GB/T5777-1996標(biāo)準(zhǔn)，利用CSK-ⅢA標(biāo)準(zhǔn)試塊，制作了距離-波幅曲線。應(yīng)用超聲波對加重鉆桿耐磨帶進(jìn)行探傷，詳細(xì)說明檢測耐磨帶及熱影響區(qū)內(nèi)部缺陷過程中出現(xiàn)問題和判斷方法，制定一套合理的檢測技術(shù)措施，解決了耐磨帶內(nèi)部缺陷無檢驗方法的問題。

　　【關(guān)鍵詞】助理工程師論文,加重鉆桿,耐磨帶,熱影響區(qū),試塊,超聲波探傷,內(nèi)部缺陷

　　加重鉆桿在井下使用過程中，在高溫高壓情況下受到井底壓力、鉆柱拉力、鉆具縱振和扭力的作用，耐磨帶表面和內(nèi)部經(jīng)常會產(chǎn)生表面裂紋和內(nèi)部疲勞裂紋，這種裂紋對加重鉆桿有沒有危害？什么樣的裂紋危害大？表面裂紋會不會延伸至本體，對加重鉆桿的井下使用帶來風(fēng)險？至今沒有一套準(zhǔn)確的檢測方法和判定標(biāo)準(zhǔn)。

　　目前.生產(chǎn)上加重鉆桿耐磨帶及熱影響區(qū)超聲檢測，主要GB/T11345-1989和GB/T5777-1996兩個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，GB/T11345-1989選用Φ3-40mm的長橫孔來對缺陷進(jìn)行當(dāng)量評判，GB/T5777-1996選用Φ1-30mm的短橫孔來對缺陷進(jìn)行當(dāng)量評判。由于加重鉆桿在實際生產(chǎn)中的重要性，選用檢測靈敏度高的GB/T5777-1996標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)量評判標(biāo)準(zhǔn)。

　　在本文中結(jié)合實際探傷操作。綜合考慮了這兩種標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，制作了一種對比試塊，對127mm加重鉆桿耐磨帶進(jìn)行超聲檢測。并對檢測結(jié)果進(jìn)行了解剖驗證。

　　1檢測方法及檢測過程

　　1.1耐磨帶敷焊形式及焊縫尺寸

　　敷焊形式及尺寸如圖1所示

　　圖1加重鉆桿兩端接頭和中間部位的耐磨帶焊接位置

　　公接頭焊接長度LP母接頭焊接長度LB焊接厚度H

　　76～101mm76～101mm2.8～4.0mm

　　中間部位焊接長度L焊接厚度H

　　76～80mm2.8～4.0mm

　　耐磨帶表面及熱影響區(qū)不得有焊瘤、直徑大于1.5mm的大顆粒飛濺物、氣孔、咬邊，不得有高鼓包、嚴(yán)重的起棱。搭接部位不得有超過寬3.2mm、深1.6mm的凹溝。

　　1.2檢測方法及儀器

　　1.2.1檢測方法

　　用橫波探傷法對焊接接頭進(jìn)行檢測。加重鉆桿外徑168.3mm，內(nèi)徑76.2mm，加上耐磨帶厚度，管壁厚在30mm左右。耐磨帶敷焊在管體表面，敷焊厚度2.8～4.0mm，只能使用一次反射法掃查檢測�？紤]加重鉆桿管體較厚，為了提高分辨率和定位精度，并縮短聲程，根據(jù)GB/T5777-1996標(biāo)準(zhǔn)的，選用K1的探頭。在CSK-ⅠA試塊上確定探頭前沿，其指向性符合GB/T5777-1996標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。

　　圖2斜探頭探傷時掃查位置示意圖

　　從圖2上看出，探傷時斜探頭沿箭頭方向從A位置向C位置連續(xù)移動，這種掃查方式可以有效提高探傷的準(zhǔn)確性以及防止漏檢是有好處的。

　　1.2.2探傷儀及試塊

　　探傷儀用PXUT-330型數(shù)字式超聲波探傷儀。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：頻帶范圍0.4～15MHz；增益：120db，0.1、0.2、6.0步進(jìn)；動態(tài)范圍≥30db；垂直線性≤4%；水平線性≤1%；探測范圍0～5000mm；分辨率≥30db：聲程位移0～2000mm。

　　圖3檢測表面裂紋的對比試塊

　　選用GB/T5777-1996標(biāo)準(zhǔn)的Φ1-30mm的短橫孔來對缺陷進(jìn)行當(dāng)量評判。可以進(jìn)一步減少當(dāng)量孔直徑.提高判廢標(biāo)準(zhǔn)。但容易受一些偽缺陷波形的干擾，形成誤判。例如：兩道耐磨帶焊縫間的凹陷的菱角的反射波，焊縫粗大柱狀晶界面的反射波，以及管體材質(zhì)和焊絲材質(zhì)聲速不同引起的反射波偏折等。

　　1.2.3距離―波幅（DAC）曲線的制作

　　在CSK-ⅢA試塊上制作DAC曲線，為以Φ1mm標(biāo)準(zhǔn)反射體繪制.得到此時探傷儀的增益值。選用級別A級，此時判廢線為DAC值，定量線為DAC-10dB，評定線為DAC-16dB，因為主要探測耐磨帶橫向缺陷，需要在各線靈敏度提高10dB所以得到取值為判廢線為DAC+6dB，定量線為DAC-4dB，評定線為DAC-10dB。

　　圖4距離―波幅曲線

　　再用圖4所示的對比試塊，調(diào)節(jié)靈敏度，測定將波高由評定線升至定量線增加增益3dB。

　　1.3探傷過程

　　共對加重鉆桿耐磨帶進(jìn)行了超聲檢測。探傷時所使用的耦合劑為20#機油。探頭在工件表面的移動方式如圖5所示。探頭的移動軌跡近似“之”字形，沿焊縫周向的移動間距為10mm左右；沿焊縫軸向的移動距離為110mm（2個跨距左右）。移動時探頭左、右轉(zhuǎn)動的角度約為10°～15°超聲檢測后。

　　k1探頭為保證整個焊縫截面的聲束覆蓋，探傷儀應(yīng)選擇比例1：2，在探傷過程中，采用提高3dB方法發(fā)現(xiàn)缺陷，再用降低3dB方法檢測缺陷。探傷過程中發(fā)現(xiàn)位于一區(qū)缺陷要定位，發(fā)現(xiàn)二區(qū)缺陷定位并測量長度。

　　圖5探頭移動方式示意圖

　　2檢測結(jié)果與分析

　　2.1檢驗結(jié)果判定

　　在對已發(fā)生井下斷裂的加重鉆桿進(jìn)行剖面檢測分析時發(fā)現(xiàn)，全部都是由于橫向裂紋的延伸至本體，造成的加重鉆桿橫向斷裂。所以我們將探測與鉆桿軸線角度超過45度的斜向裂紋放在首要位置。在檢測過程中：

　�。�1）發(fā)現(xiàn)超過評定線的裂紋，長度超過10mm，裂紋定位在耐磨帶的，將耐磨帶車掉，重新敷焊；發(fā)現(xiàn)裂紋在加重鉆桿本體上的，整根鉆具報廢。

　�。�2）其余情況則視為合格。

　　2.2檢驗過程常見假信號的識別

　�。�1）焊腳反射、溝槽反射等訊號的識別：對耐磨帶檢測時發(fā)現(xiàn).出現(xiàn)如圖6所示的尖脈沖式的缺陷波，缺陷波的幅值大部分位于圖4中的I區(qū)，即位于判廢線以下。僅有少數(shù)波形的幅值超過II區(qū)。缺陷波在檢測范圍內(nèi)均不時出現(xiàn)，略微移動探頭，缺陷波立即消失，再次移動探頭缺陷波馬上出現(xiàn)。根據(jù)水平距離判斷出缺陷基本位于焊縫表面，可采用將探頭放在圖2的B位置上，看是否出現(xiàn)反射波，無反射波判定為假訊號�；蛘哂檬种篙p輕碰擊定位處，反射波跳動為假訊號。

　　圖6焊接反射缺陷波

　�。�2）氣孔、夾雜等訊號的識別：氣孔體積一般不大，呈橢圓狀，單峰且反射率低，、從各個角度探測，反射波大體相同。夾渣一般也是體積狀，反射率低，成多個波峰，從各個方向探測，當(dāng)量各不相同。

　　3結(jié)論

　�。�1）加重鉆桿耐磨帶及熱影響區(qū)的焊腳、溝槽的反射波，具有波幅低（一般不會超過判廢線）、波幅高度變化大，反射波不連續(xù)的特點，故在進(jìn)行超聲檢測時應(yīng)預(yù)以特別注意，與裂紋區(qū)分開，以免造成誤判。

　�。�2）耐磨帶的超聲檢測，在2010年11月-2011年7月生產(chǎn)過程中，未發(fā)生加重鉆桿耐磨帶斷裂，造成井下事故。

　　參考文獻(xiàn)：

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