钻具螺纹磁粉探伤
磁粉探伤检测作业指导书(2012版)
TLM工程技术部QHSE作业指导书磁粉探伤检测文件编码：TLM/GCJS/QHSE/JC03版本号：E修改码：0受控号：2012-02-15发布 2012-03-01实施工程技术部发布1作业流程2 实施步骤2.1作业前准备2.1.1作业前由项目组长或带班人员进行安全讲话，注意作业过程存在风险和事项，如：挤伤、砸伤、碰伤、滑倒、触电、中暑、冻伤、紫外线辐射损伤人、落地油泥及固体废弃物污染等风险危害,并做好记录。
2.1.2 劳保穿戴: 作业人员要按规定穿戴劳保（工作服、手套、工作鞋、护目镜、外出探伤时戴安全帽等）。
2.1.3 准备设备工具：钢丝刷、毛刷、手沙轮机、扳手、砂轮片、煤油、荧光磁粉、磁轭、磁化线圈、螺栓荧光磁粉探伤机、组合磁粉探伤机、紫外线灯、反光放大镜、喷壶、磁轭、磁力称量试板、电源线、试片、磁场指示器（八角试块）、磁悬液浓度沉淀管、护目镜。
2.1.4作业过程中风险危害及控制应急措施：见附表一2.2 作业要求2.2.1检测人员要求a.检测人员须持有国家有关部门颁发的与其工作相适应的检测人员资格证书。
取得磁粉检测方法的各技术等级人员，只能从事与该等级相应的无损检测工作，并应负相应的技术责任；b.检测人员应有一定的钻具、工具、井控装备结构、受力情况和钻具、工具、井控装备使用一般常识；c.检验人员校正视力不得低于1.0，且不得有色盲、色弱。
2.2.2工件表面要求由清洗、辅助人员用对钻具螺纹表面进行清洁，无油脂、铁锈、氧化皮和其他附着物，被检工件表面经外观检查合格后，方可进行探伤。
2.2.3环境要求a.电源稳定，仪器固定良好避免摔落损坏；b.保护仪器，防止水或化学物品泼洒；c.使用时，远离大型电子设备或其它影响仪器正常使用的磁场、电场；d.设备适应的环境温度：－10℃～＋40℃，相对湿度：≤85﹪。
2.2.4安全要求a.探伤现场应满足安全要求，滚动钻具时，两端作业人员精力集中，互相关照，以防钻具挤伤；b.荧光磁粉检测时，操作人员须配戴必要的防护品，以防止紫外线损伤；c.使用磁粉探伤机时,要按仪器规定接电源和地线,以防漏电伤人。
浅析荧光磁粉探伤在石油钻具螺纹检
132研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2023.01 (上)清洗工作。
（2）需清理旧螺纹，运用砂轮片执行打磨工作，使钻具表面的水泥、泥浆、锈蚀以及丝扣油皆被清理干净，避免钻具上的附着物对荧光磁粉探伤工作造成影响，这样可恢复螺纹的本身颜色，让钻具可以展露出金属本色。
（3）磁化。
根据石油钻具的运行特点，了解到其剩磁＜0.8T，测定其局部磁化部位，耗时3s 来执行磁化工作。
（4）磁悬液的应用。
运用喷洒的方式，将磁悬液应用于石油钻具上。
通过雾状的喷洒方式，使磁悬液能够均匀分布于螺纹周围，但检测人员应注意在喷洒活动实施前期，需运用摇晃的方式，将磁悬液内的材料混合均匀，确保作业架上的钻具能够合理地应用，其次，应控制磁悬液的摇晃频率，每喷洒10个螺纹，就需摇晃一次喷桶。
这样一来，即可保证免磁粉不会发生沉淀，以降低漏检问题出现的频率。
（5）紫外线灯的应用。
在紫外线灯应用期间，检测人员应提高对检测区域的重视，运用手持紫外线灯的方式，着重检测螺纹底部，控制好紫外线灯与底部之间的距离，使其与螺纹表面间距控制在100mm 以外，这样方可将钻具螺纹进行放大，运用反光镜将其放大到5～10倍，从而防止紫外线灯直接照射检测人员的肌肤以及面部，降低对检测人员造成的影响，减少检测环节的安全隐患，实现对检测人员皮肤以及眼睛的保护。
（6）观察磁痕。
由于被检测钻具螺纹处有无磁痕会对检测数据造成直接的影响。
因此，应运用观察磁痕的方式，掌握石油钻具的实际使用状况。
例如，钻具螺纹处无明显磁痕，可通过紫外线灯对螺纹区域进行观察，保证在照射工作实施后，检测范围呈现紫色，这样则为无异常状态。
而一旦出现疲劳裂纹，在荧光磁粉的作用下，一经紫外线灯照射，该区域则会出现锯齿状的黄绿色荧光线，且呈现出高亮的状态，由此方可完成对石油钻具的检测工作，凸显出荧光磁粉的应用优势。
2.2 检验方式（1）确认磁化方法。
石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷分析
石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷分析摘要：石油钻具通常指石油开采工作中采用的专业工具，主要构件为物理学性能很强的无缝钢管，具有承受疲劳、磨损、交变荷载等优点。
井下工作时石油钻具运动状态极为复杂，其螺纹部位极易因长期拉力和扭力作用出现裂纹，以致发生断裂事故。
因此，需及时采用磁粉探伤技术检测石油钻具，磁粉探伤是一种无损检测方法，具有灵敏度高、操作方便等优点，能迅速有效的检测石油钻具螺纹部位裂纹，并显示出其缺陷，从而有效避免发生危险事故，优化钻具生产效率。
关键词：石油钻具；螺纹；磁粉探伤；缺陷一、概述石油钻具一般指的是石油工人在钻井过程中运用的专业工具，钻具主要是由优质的无缝钢管结合制成，其本身具有很强的物理学性能，使之承受钻具自身的疲劳、磨损和交变荷载。
其主要分为钻铤、稳定器、钻头、减震器、钻杆、加重钻杆、六方方钻杆等。
石油钻具在井下工作的运动状态极为复杂，因长期受扭力、拉力等作用，石油钻具螺纹部位极易产生裂纹，严重地会导致断裂事故韵发生。
所以，及时对石油钻具进行检测，发现钻具出现缺陷或毛病，就应该及时的进行更换或修整，这能有效地避免危险事故的发生，也大大的提高了生产效率，降低危险性。
因此，科学有效的检测方法十分重要。
二、石油钻具的检测方法1、磁化方法。
一般石油工作中所应用的石油钻具均属于合金钢或低合金钢材质，此类材料本身便具备一定的抗磁能力。
近年，钻具的制造中也渐渐开始应用其他元素，例如硅、钦、锰等。
然而，由于石油钻具的工作环境在井下，需要由地底深处重复进行向上的提升运动，因此本身会出现磁化效应，使得钻具本身带有剩磁。
另外，石油钻具的长度在几米至几十米之间，因而在应用磁化方法时，多采用0.8T作为界限，对于在0.8T以下的部位，则通过直流线圈进行局部磁化，磁化时间约为3S。
对于在0.8T以上的部位，通过喷洒磁悬液检测。
磁悬液通常是采用8g荧光磁粉+10L煤油制成，期间需注意严格选择荧光磁粉，要求此份符合以下要求：磁导率高、求形状、高识别度、流动性良好以及密度小等。
螺栓磁粉探伤机检测规程
螺栓磁粉探伤机检测规程概述：螺栓磁粉探伤仪器，是专用于螺栓及各类轴棒类零件的磁粉无损检测设备。
检测螺栓的磁粉探伤仪器有两种规格，一种是小型便携式磁粉探伤仪，一种是固定床式磁粉探伤机。
固定床式磁粉探伤机又有检测线与非检测线之分。
正常按非检测线的固定床式来做检测规程：引用标准：中华人民共和国磁粉探伤机《GB3721-83》标准，机械工业部行业磁粉探伤机《JB/T8290-2011》标准，行业《HB/Z72-98》标准。
技术要求：1、磁粉探伤对螺栓表面的要求1.1螺栓表面粗糙度Ra值为3.2µm。
1.2螺栓表面不应有油脂、锈斑、氧化皮及其它能粘附磁粉的物质。
1.3螺栓应在表面处理前进行磁粉探伤。
若必须在表面处理后进行，则覆盖层不应影响探伤效果。
2、探伤设备2.1探伤设备应具备对螺栓单周向、单纵向、周纵向复合磁化、喷洒磁悬液、紫外灯日光灯等观察设施及退磁等功能。
2.2设备配有磁悬液储液箱，需是非导磁材料制作，箱内要安装搅拌器，以使磁粉在油或水中均匀分布。
2.3使用荧光磁粉探伤时，其紫外线照射装置，荧光灯峰值波长为365nm，距灯380mm，照度不小于1000W／cm2。
2.4退磁效果应使螺栓剩磁减少到≤2Gs。
3、对磁粉和磁悬液的要求3.1探伤所用的磁粉建议采用荧光磁粉。
3.2磁粉的粒度在400目以内。
3.3探伤所用的磁悬液是由磁粉和液体介质配制而成。
4、荧光磁粉水磁悬液配方:乳化剂5克，亚硝酸钠15g，消泡剂0.5至1克，水1升，荧光磁粉1-3克配制时，将乳化剂和消泡剂搅拌均匀，并按比例加足水，成为水分散剂。
用少量水载液与磁粉和匀，再加人余量的水载液，最后加亚硝酸钠。
2g/L荧光磁粉，搅拌均匀，并根据使用情况定期添加或更换。
5、荧光磁粉油磁悬液配方:变压器油和无味煤油按1:5配制1升荧光磁粉1至5克磁粉在使用时需提前20分钟充分搅拌，定期每天或每周用磁悬液测淀管测量其浓度，按情况添加磁粉，或更换。
现场探伤操作与注意事项告知卡
现场探伤操作与注意事项告知卡由于现场探伤的作业环境及作业特殊性，为了规范现场钻具探伤，需要得到井队的配合和支持与探伤人员共同完成好探伤作业，才能有效的控制钻具失效事故的发生，为油田生产的顺利进行奠定了良好的基础。
一、需井队配合事宜1、钻具现场探伤作业应禁止下钻过程进行。
2、钻具螺纹起钻探伤时，钻具上提高度应控制在1m左右，协助探伤人员对螺纹密封面进行清理，涂刷耦合剂；保证探伤区域的耦合剂全覆盖；3、钻具螺纹场地磁粉探伤时，钻具应摆放整齐，每根间距至少30cm；4、钻杆加厚过渡带起钻超声波探伤时，起钻至探伤区域必须停顿，探伤区域应没有较厚的泥浆、原油或干结的盐碱结晶，探伤区域的薄湿润泥浆可作为探伤耦合剂；探伤部位干结时应使用水或机油进行耦合，耦合剂应保证探伤区域的全覆盖，防止漏检；5、场地钻具螺纹磁粉探伤，井队应将螺纹清洗干净见本体颜色、无附着物（公母扣螺纹无油污，尤其是母扣牙底及第2台肩面R处应无油污）；探伤人员应避免和井队人员在同一区域进行交叉作业，防止机械伤害；井队电工配合通电，防止人员触电。
6、探伤人员粗扫查发现可疑信号钻具时，井队应及时将该钻具甩至场地上，以方便现场探伤人员复查确认。
7、探伤区域存在较厚的泥饼或干结的盐碱结晶等无法满足现场探伤质量的要求时，探伤人员可以通知井队不进行该次探伤作业。
二、现场探伤操作要点1、钻具螺纹超声波探伤：（1）螺纹清洗干净后，涂刷耦合剂；（2）采用直探头从螺纹端面扫查，使探头指向螺纹区域；（3）螺纹探伤时至少顺时针和逆时针方向各扫查1周。
2、钻杆加厚过渡带超声波探伤：（1）起钻至探伤区域时停顿后进行作业，现场探伤人员应保证探伤区域耦合效果良好，停顿时间应能够满足人员操作，确保现场探伤质量；（2）起钻检测时在距钻杆两头斜坡R处（500-700）mm±100mm处探头向管体和端面两个方向做周向锯齿形扫查一周；两次扫查探头间距应大于100mm，保证探伤区域全覆盖；（3）起钻探伤粗扫查发现可疑信号钻具时应进行标识，探伤作业结束后对有伤钻具在井场进行确认。
211007944_石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷研究
技术创石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷研究关放（中国石油集团长城钻探工程有限公司钻具公司辽宁盘锦124010）摘 要：本文以石油钻机中的主要作业构件，即石油钻具为研究对象。
第一部分，从磁粉探伤石油钻具螺纹方面，阐述导致石油钻具出现损伤的原因，并详细分析了石油钻具螺纹磁粉检测方法，然后说明了磁粉检测石油钻具螺纹的具体流程。
第二部分，从磁粉探伤石油钻具螺纹缺陷方面，阐述了当前磁粉探伤法所存在的问题，并逐一分析了应对缺陷的措施，以期能为石油钻具螺纹磁粉探伤及优化改善提供参考。
关键词：石油钻具螺纹磁粉探伤缺陷研究中图分类号：T E921.2文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)08(a)-0037-031 磁粉探伤石油钻具螺纹1.1 导致石油钻具出现损伤的原因当前，导致石油螺纹出现损伤的主要原因是机械作业过度，也就是常说的疲劳断裂。
据资料表明，目前，80%的石油钻具损坏都是由于疲劳断裂所造成的，并使其无法继续作业。
我国部分石化科技公司对其产生裂纹的部位进行了研究，最终得出结果，裂纹主要集中于钻具机械受力较多的部位，如钻具螺纹的根部。
影响产生螺纹损伤的因素如下：一是因为机械受到交变应力的影响；二是与其断裂循环的周次有关，简单来说，裂纹的深度越深，其裂纹的长度也就会越长［1］。
在作业过程中，石油钻具的损伤是不可避免的，当前也未有较好的方法去解决这一问题，只能依靠间歇式作业和规范化作业开展。
一是因为机械带动钻具作业本身就受到各种力的影响，并且这些力存在互相作用的关系；二是与部分作业人员在作业过程中的工作习惯有关，在受力位置发生突变的情况之下，也易出现螺纹受损的情况。
螺纹上裂纹的长度通常在11m左右，其最易出现在石油钻具螺纹螺牙的9~13节支出，并且呈现出一种锯齿状。
在实际的作业过程中，工作人员未按规范流程操作也易产生裂纹，其主要表现在：石油钻具受力部位突然发生转移，部分螺纹承受的重量随之变化，最后形成较深的裂纹。
浅谈石油钻具螺纹磁粉探伤检测的必要性
浅谈石油钻具螺纹磁粉探伤检测的必要性发布时间：2021-11-03T23:14:29.325Z 来源：《基层建设》2021年第21期作者：李涛[导读] 摘要：石油钻井工具通常是指石油勘探中使用的专业工具。
中石化中原石油工程公司管具公司河南濮阳 457331摘要：石油钻井工具通常是指石油勘探中使用的专业工具。
主要成分为物理性能强的无缝钢管，具有承受疲劳、磨损、交变载荷等优点。
石油钻井工具由内螺纹、外螺纹和主体组成，在井下工作时通过螺纹完全连接。
螺纹具有最直接的承载能力。
钻杆承受复杂的应力，例如拉伸、压缩和扭曲。
钻孔和钻孔，出现疲劳裂纹。
叠钻、对等钻、滑钻等容易产生复杂的受力、重载和裂纹等破坏性缺陷。
钻具螺纹中最具破坏性的缺陷是水平和垂直。
钻具螺纹的破坏性缺陷给井队建设带来了很大的困难。
减重导致施工时间延误，严重的会造成经济损失和严重的安全事故。
因此，螺纹缺陷检测是必不可少的。
完善的检测，防止检测失败，准确判断缺陷性质，为井队提供保障奠定了基础。
关键词：石油钻具；螺纹；磁粉探伤；缺陷引言石油钻具还包括钻杆、钻铤、方钻杆等专用钻具。
石油钻井工具在下井作业时的运动状态非常复杂，螺纹由于长期受拉扭力容易发生开裂，导致破坏性事故。
因此，有必要利用磁粉探伤技术对钻具进行及时检测。
磁粉探伤是一种灵敏度高、可操作性优良的无损探伤方法，通过快速有效地检测钻具螺纹部分的裂纹和确认缺陷，有效地检测危险事故，避免和优化生产。
钻具的效率。
在本文中，将从石油钻具螺纹检测入手，分析石油钻具螺纹疲劳裂纹产生的原因，并对石油钻具进行磁粉探伤检测，避免和优化检修事故。
1石油钻具螺纹检测1.1石油钻具螺纹检测的差异石油钻井工具螺纹划痕检测常用的方法有超声波划痕检测和磁粉划痕检测。
纱线的超声波探伤可以发现平行于纱线端面的缺陷，因此很难发现纵向缺陷。
螺纹磁粉探伤可以检测螺纹的表面缺陷和近表面缺陷，是一种无损检测技术。
水平和垂直裂缝是可以找到的，但深埋缺陷很难找到。
石油钻具螺纹磁粉探伤及缺陷分析
倍 的放 大反光镜 ，尽量避 免紫外光 照射在 操作者 脸部及 皮肤 上 ，以免 代之前 ，由于没 有开展 荧光磁 粉探 伤 ，每 年因钻 具螺纹在井 下发生 断
伤害 眼睛及皮肤 。 裂所造 成 的经 济损失少 则几下 万元 ，多则 几百万 元人 民币。２ 世纪 ８ Ｏ ０ （） ５ 观察 磁痕 被检 钻具若无磁 痕 ，在 紫外线照 射下呈 紫色 ，无异 年代初 ， 自从 引进并 投入 了美 国荧 光磁粉探 伤装置后 ，每年都发现７ ０ 常现 象。若存 在疲劳裂纹 ，则将在 紫外线 下呈现 一条 锯齿轮形 状 的黄 多个钻井 队使用权 的３０多根 各类 钻具 中大部分存在疲 劳裂纹 ，最 长 ００ 绿色荧光 亮线 。 的裂 纹 占整个 螺纹 圆周 的２３ ／ ，杜 绝 了上 百起 的事故 隐 患 ，减少 了由
另外疲劳裂纹总有不同程度的微小弯曲刀痕则是整齐的以此可以区别刀痕与浅裂钻具螺纹的根部边缘要求加工成圆弧状如果刀具磨得不好此处被加工成直钝角由于磁力线密集分布在这个边缘形成磁痕这种磁痕一般较宽分散于整个螺纹根部掌握其形成规律检测时不难分辨但有这种磁痕显示的螺纹根部如果存在疲劳裂纹两种磁痕http
石 油 钻 具 螺 纹 磁 粉探 伤及 缺 陷 分 析
石油钻 具 的价格高 ，钻井成 本也高 ，根据 钻具上 疲劳裂纹存在 的
（） ２ 磁化 对剩 磁 ＜ ． 的部位 进行局部 磁化 ，磁化时 间为３。 ＯＴ ８ ｓ
（） ３ 喷洒 悬浮液 将悬浮液呈 雾状缓慢 喷洒在螺 纹周 围 ，喷洒前应 部位 和长度 ，按照螺纹 锥率计 算切 除量 ，经车 床切削后继 续使用 。长 摇 动均匀 。作业架上钻 具多时 ，应 每喷 十件螺 纹摇 动一次 喷桶 ，以免 度 ＜３ｒ ０ ｍ的疲劳裂纹 需用砂轮 打磨至 再无磙 痕显示 。 ａ
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钻具螺纹磁粉探伤论述
安东石油技术（集团）有限公司陈先富石油钻具在井下作业，是完全靠螺纹联接的，螺纹是最直接的承力者，钻杆在起、下钻时受到拉、压、扭等复杂应力的作用，致使产生疲劳裂纹。
在卡钻、墩钻、溜钻等更是受力复杂（强拉、强扭、强力起拔等）施加的载荷更大，更容易产生裂纹及其它破坏性缺陷。
钻具螺纹破坏性缺陷以横向和纵向居多。
钻具螺纹破坏性缺陷给井队施工带来很大困难，轻者造成工期延误，重者造成经济损失及重大安全事故，所以螺纹探伤是必不可少的。
石油钻具螺纹要求严格，不但要有很高的连接作用，而且要保证其受力均匀。
这就要要求钻具钢材具有良好的材料特性，和良好的螺纹外观特征。
石油钻具螺纹在钻具联结中起到关键作用，既起到联结提升的作用，又起到密封的作用。
其在井下使用工况复杂，使用周期长，受力复杂，随时可能产生破坏性缺陷，给施工带来困难，所以完善的探测以防止漏检，对缺陷性质的准确判定，为施工方提供保障，有效的改善施工质量，以保证质量安全及提高经济效益都是有利的。
因此，探伤人员不但要了解钻杆材质，螺纹受力分析，螺纹结构等一般常识，而且要有熟练的探伤技术，不但能够采用合理的探伤方法，而且有能够综合的评定缺陷的性质及其缺陷的特征的能力。
合理的探伤结论能够有利的给施工提供保障。
石油钻具螺纹探伤常用探伤手段有：螺纹超声波探伤、螺纹磁粉探伤。
螺纹超声波探伤可以发现与螺纹端面平行的缺陷，很难发现纵
向缺陷。
而螺纹磁粉探伤可以发现螺纹表面缺陷及近表面缺陷，还能够发现横向裂纹及纵向裂纹，但很难发现埋藏很深的缺陷。
所以对于钻具螺纹探伤最好是二者兼用，但对于特殊材质的无磁钻具其探伤只限于超声波探伤了，对于有些小钻具其螺纹端面窄，超声波探伤不便，这样又只限于磁粉探伤了，不管用那种方法，其目的也只有一个，便于检测与探伤的检出程度。
目前，中国石油天然气行业已与1992年发出了关于钻具螺纹磁粉探伤的标准SY/5448-92。
其主要包括：探伤人员的要求，磁悬液的要求，磁化方法，工件要求，标准试片，探伤方法（剩磁法、连续法）磁悬液的喷洒，磁痕观察等。
对钻具螺纹磁粉探伤严格执行此标准对探伤结论是有利的。
钻具磁粉探伤具体选用那种方法，对能否检出缺陷，具有决定性作用，能否采用剩磁法或连续法致关重要，根据磁强仪测出是否能够达到0.8T，如若未达到须采用连续法探伤。
一般纵向裂纹选用中心导体法与感应电流法，横向裂纹选用线圈纵向磁化法。
根据缺陷的深度选择是直流，交流，三项全波整流，单项半波整流。
直流探测缺陷较深，交流易退磁。
钻具磁粉探伤伪显示其鉴别方法有：对于螺纹表面粗糙的显示，其磁粉堆积松散，磁痕轮廓不清晰，在载液中漂洗磁痕可以漂洗掉。
工件表面有油污或不清洁，形成的磁痕显示，其磁粉堆积松散，清洗并干燥后重新检验，该显示不在出现。
磁悬液中的纤维物线头，粘附磁粉滞留在工件表面，形成磁痕的，仔细观察即可辨认。
螺纹根部滞
留磁粉形成的磁痕显示，多次喷洒及漂洗后磁痕将不在出现。
螺纹毛刺显示的磁痕，观察其走向，并设法打掉，再次喷洒磁悬液观察。
所以在钻具螺纹磁粉探伤中丰富的现场经验是检出钻具螺纹成品的关键。
万不能马虎大意。
几点探讨：
1、对于螺纹结构的复杂特征，选用的喷洒装置能够全面喷洒
到螺纹上，而且压力均匀。
2、对于内螺纹，无法看到其根部，采用反射镜及内窥镜。
3、保证螺纹的清洁度是检测的前提关键。
4、纵向裂纹磁痕清晰，呈线形，线形崎岖，总体多成45°夹
角。
横向裂纹多在螺纹后几扣隐藏在螺纹根部，呈线形，清
晰平直。
2004年12月28日。