在油氣鉆采工程中,油管和套管作為井筒結(jié)構(gòu)的重要組成部分,承擔著輸送油氣、保護井壁、隔離地層流體的關(guān)鍵作用。由于長期處于高溫、高壓、腐蝕性介質(zhì)等嚴酷工況下,油管和套管的完整性直接影響油氣井的安全性和生產(chǎn)效率。據(jù)統(tǒng)計,每年因管材失效導(dǎo)致的井噴、泄漏事故造成的經(jīng)濟損失超百億美元。開展系統(tǒng)性檢測是預(yù)防失效風險、延長管材使用壽命的核心手段,涉及幾何形狀、材料性能、缺陷評估等多個維度的專業(yè)化檢測項目。
一、幾何尺寸與形變檢測
通過激光掃描儀、超聲波測厚儀等設(shè)備,檢測管體的外徑、內(nèi)徑、橢圓度、彎曲度等幾何參數(shù)。重點檢查螺紋連接部位的錐度、齒高、齒距是否符合API標準,并采用三維成像技術(shù)分析管體是否存在局部凹陷、膨脹等機械損傷。
二、壁厚與腐蝕評估
使用電磁渦流檢測(ECT)或脈沖渦流(PEC)技術(shù)對管體進行全周向掃查,定位壁厚減薄區(qū)域。通過超聲波相控陣(PAUT)測量剩余壁厚,結(jié)合腐蝕速率模型評估管材剩余壽命。對點蝕、溝槽腐蝕等局部缺陷進行三維形貌重建。
三、裂紋與缺陷探傷
采用磁粉檢測(MT)檢測表面裂紋,利用滲透檢測(PT)發(fā)現(xiàn)開口缺陷。對于埋藏缺陷,使用全聚焦超聲(TFM)或射線檢測(DR)技術(shù)實現(xiàn)高精度成像。重點關(guān)注應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)、氫致裂紋(HIC)等特定失效模式的特征識別。
四、材料性能測試
通過光譜分析儀驗證材料化學成分,開展拉伸試驗、沖擊試驗評估力學性能。利用金相顯微鏡觀察微觀組織,檢測晶間腐蝕、脫碳等材料劣化現(xiàn)象。對于服役多年的管材,還需進行硬度梯度測試和殘余應(yīng)力分析。
五、連接密封性驗證
使用氣體增壓裝置進行氣壓試驗,結(jié)合聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測螺紋連接處的泄漏信號。采用有限元分析模擬不同工況下的密封性能,對特殊螺紋接頭進行上卸扣試驗,評估重復(fù)使用后的密封可靠性。
現(xiàn)代檢測技術(shù)已形成多維度協(xié)同檢測體系,例如將智能爬行機器人(PIG)與工業(yè)CT結(jié)合,可實現(xiàn)整根管體的在線缺陷普查。通過建立數(shù)字化檢測檔案,結(jié)合大數(shù)據(jù)分析可精準預(yù)測管材剩余壽命,為油氣田的智能化運維提供技術(shù)支撐。

