旋轉鉆具檢測項目及技術要點

1. 外觀檢測

• 目的：識別表面缺陷，預防結構失效。
• 檢測內容：
  • 裂紋與腐蝕：肉眼或放大鏡檢查鉆具表面，重點關注應力集中區域（如螺紋根部）。
  • 變形評估：檢查彎曲、凹陷或橢圓度異常，使用直尺或激光對準儀測量直線度。
  • 涂層完整性：檢查防銹涂層剝落情況，確保防腐保護有效。

2. 尺寸與幾何精度檢測

• 工具：數顯卡尺、千分尺、三維坐標測量機（CMM）。
• 關鍵參數：
  • 直徑與圓度：檢測鉆桿外徑偏差（依據API Spec 7-1標準，公差通常≤0.1mm）。
  • 螺紋參數：使用螺紋環規/塞規測量螺距、齒高和錐度，確保符合API標準。
  • 長度與直線度：長鉆桿需分段測量，避免累積誤差。

3. 材料性能檢測

• 實驗室測試項目：
  • 硬度測試：布氏硬度計或洛氏硬度計（如HRC≥22用于高強鋼鉆桿）。
  • 拉伸試驗：測定抗拉強度（≥965 MPa）和屈服強度，確保材料符合ASTM A370標準。
  • 沖擊韌性：夏比沖擊試驗（-20℃下沖擊功≥27J），評估低溫環境抗脆性。
• 磨損分析：通過3D掃描重建鉆頭齒形，量化磨損量（閾值通常為原始高度的30%）。

4. 動平衡檢測

• 設備：動平衡試驗機（ISO 1940-1標準）。
• 流程：在模擬轉速下檢測不平衡量，通過增減配重使殘余不平衡量≤5g·mm/kg，避免共振風險。

5. 螺紋連接與密封性檢測

• 螺紋檢測：
  • 無損檢測：超聲波探傷（UT）檢測內部裂紋；磁粉檢測（MT）用于表面裂紋。
  • 密封測試：氣壓試驗（1.5倍工作壓力，保壓10分鐘無泄漏）。
• 工具：螺紋通止規、熒光滲透劑（PT）。

6. 無損檢測（NDT）綜合應用

• 超聲波檢測（UT）：探測內部缺陷（靈敏度≥φ2mm平底孔）。
• 磁粉檢測（MT）：適用于鐵磁性材料表面裂紋（裂紋長度≥1mm需記錄）。
• 射線檢測（RT）：X射線成像檢查焊縫質量（按ASME BPVC標準評定）。
• 滲透檢測（PT）：檢測非多孔材料表面開口缺陷。

7. 功能與工況模擬試驗

• 臺架測試：
  • 扭矩-轉速測試：模擬最大工作扭矩（如20,000 N·m），監測扭轉載荷下的變形。
  • 振動分析：加速度傳感器監測頻譜，避免臨界轉速引發的共振。
• 泥漿循環試驗：驗證鉆具內通道的沖蝕抗性，流速≥30 m/s下持續運行2小時。

8. 疲勞與腐蝕專項檢測

• 疲勞壽命評估：通過高頻疲勞試驗機預測剩余壽命（S-N曲線法）。
• 應力腐蝕試驗：在H?S環境中（NACE TM0177標準）測試抗硫化物應力開裂性能。

9. 檢測周期與標準依據

• 周期：常規檢測每500小時或單次鉆井任務后；關鍵部件（如鉆鋌）需縮短至300小時。
• 標準參考：
  • API Spec 7-1（旋轉鉆桿規范）
  • ISO 10407（鉆井設備可靠性評估）
  • ASME B31.3（壓力管道檢驗）