钻杆分级标定管的制作方法

专利名称：钻杆分级标定管的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种对钻杆进行分级的标准试件，尤其是能将钻杆划分为一级、二级和报废的钻杆分级标定管。
二背景技术：
钻杆经过长期使用，产生裂纹、腐蚀坑点和壁厚减薄的缺陷，强度降低，使用级别亦随之降低。不同级别钻杆适用于不同井，报废的应停止使用。钻杆不经检测，不掌握钻杆实际质量状况，无法科学合理使用。为了检测钻杆缺陷，从美国引进了钻杆漏磁检测设备，该设备检测钻杆时，将钻杆管体缺陷分为两类，一类是局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)；另一类是壁厚磨损减薄缺陷，检测信号输入计算机，对局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)和壁厚减薄分别以曲线显示。但是，由于检测设备没有给出划分钻杆级别的标准和方法，检测出来的钻杆究竟处于一种什么质量状况，是达到了报废极限，还是能继续使用，若能继续使用，能用于深井还是只能用于浅井，仍然不得而知，致使报废钻杆供井使用，出现钻杆刺穿、断裂等质量事故，给钻井生产造成巨大经济损失。
三
发明内容
为了弥补钻杆漏磁检测设备的不足，本实用新型提供一种钻杆分级标定管。利用检测设备对钻杆分级标定管进行标定，将基准储存于计算机中，检测钻杆时，实测缺陷信号高度与该基准对比，可实现对钻杆的分级。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案钻杆分级标定管中加工的人为缺陷包括两方面，一方面是局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)，另一方面是壁厚磨损减薄，分述如下一种钻杆分级标定管，由管体、竖通孔和薄壁管段组成，其特征在于管体设为圆柱形钻杆，其长度为6000mm，其外径127mm，壁厚9.19mm，在管体中间径向钻有1.6mm竖通孔，在离两端面向内2000mm设为121.486mm，壁厚6.433mm和123.324mm，壁厚7.352mm的300mm薄壁管段，两管段相距1400mm。
不探究钻杆管体缺陷的几何尺寸和具体形状，只要缺陷产生的漏磁相同，在计算机显示的信号高度就相同，而且缺陷越大，产生的漏磁越多，显示的信号越高，根据这一点，将腐蚀坑和裂纹等效为同一类缺陷，均采用“竖通孔”表示。根据SY/T5987-94《钻杆国外定货技术条件》中“若局部缺陷产生的信号高度大于或等于1.6mm竖通孔产生的信号高度，管子判废。”的规定。对于钻杆管体上的局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)，其技术方案是在壁厚9.19mm外径127mm(5英寸)新钻杆上截取6000mm管体，在管体中间径向钻1.6mm竖通孔，因此，1.6mm竖通孔产生的信号高度就是判定管体由于腐蚀坑、裂纹造成报废的门限。对于局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)，标准没有规定一级、二级缺陷大小，所以，根据检测设备对局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)的检测结果，只能做出钻杆报废与否的结论。
根据SY/T5824-93《钻杆分级检验方法》中“管体剩余壁厚大于或等于公称壁厚80％为一级钻杆，管体剩余壁厚在公称壁厚的70％和80％之间为二级钻杆，管体剩余壁厚小于或等于公称壁厚的70％报废。”的规定。对于钻杆管体壁厚磨损造成的壁厚减薄缺陷，其技术方案是在截取的同一根管体上，离管体一端端面2000mm处，加工出外径123.324mm长度300mm的薄壁管，其壁厚为7.352mm，此为确定一级钻杆门限的管段；离管体另一端面2000mm处，加工出外径121.486mm长度300mm的薄壁管，其壁厚为6.433mm，此为确定二级钻杆门限的管段，显然，若壁厚小于或等于6.433mm，钻杆报废。
利用钻杆分级标定管对钻杆进行分级的原理如下钻杆漏磁检测设备由检测总成、自动控制系统、计算机和输送辊轮组成，其核心部件是检测总成，如图2所示，它包括励磁线圈、探头(共8只，确保覆盖钻杆管体整个圆周)和微型气缸。对钻杆分级标定管进行标定时，输送辊轮带动钻杆分级标定管向前移动，到达检测总成后，自动控制系统控制微型气缸向中心动作使探头合拢，开始检测标定。由于钻杆分级标定管到达检测总成时被励磁线圈周围的磁场磁化，如图3所示，一端为N极，另一端为S极，在钻杆分级标定管周围产生闭合磁力线，若钻杆分级标定管内无缺陷，磁力线沿原回路闭合，但它人为加工了1.6mm竖通孔，以及壁厚为6.433mm和7.352mm薄壁管段，磁力线到达这些缺陷部位时外溢，产生漏磁。钻杆分级标定管向前移动的过程中，探头检测到各缺陷部位产生的漏磁，通过磁电转换、放大、滤波、调理和A/D转换，进入计算机进行显示，检测标定完后，自动控制系统控制微型气缸反向动作，探头自动张开。钻杆分级标定管中1.6mm竖通孔产生的信号高度是计算机显示出来的图4的I图中粗实线所在的高度，该粗实线是判定钻杆在局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)方面的报废门限。钻杆分级标定管中7.352mm和6.433mm薄壁管段产生的信号高度分别是计算机显示出来的图4的II图中下、上粗实线所在的高度，此下、上粗实线是判定钻杆由于壁厚磨损降为一级、二级和报废的门限。检测钻杆时，实测曲线高度小于或等于图4中II图的下粗实线高度为一级钻杆，实测曲线高度在图4中II图的上、下粗实线之间为二级钻杆，实测曲线高度大于或等于图4中II图的上粗实线或图4中I图的粗实线的高度，钻杆判废。
本实用新型的有益效果是，钻杆漏磁检测设备对钻杆分级标定管进行标定后，将基准储存于计算机中，检测钻杆时，实测曲线与该基准对比，方便地实现了对钻杆的分级。钻杆分级后，一级钻杆用于定向井、水平井，而且适用于深井，二级钻杆用于浅井，报废钻杆停止使用，不仅做到了科学合理地使用钻杆，而且减少了井下钻具质量事故。
四

图1是钻杆分级标定管纵剖面图。
图2是检测总成示意图，它是钻杆漏磁检测设备的核心部件。
图3是钻杆分级标定管在输送辊轮带动下到达检测总成被磁化后缺陷部位产生漏磁的示意图。
图4是探头检测到漏磁后经过转换在计算机显示的图象，图4的I图中的粗实线是判定钻杆在局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)方面的报废门限。图4的II图中的下、上粗实线是判定钻杆由于壁厚磨损降为一级、二级和报废的门限。
图中1.励磁线圈，2.探头，3.微型气缸，4.钻杆分级标定管，5.磁力线，6.1.6mm竖通孔，7.1.6mm竖通孔产生的漏磁，8.壁厚为6.433mm管段，9.壁厚为7.352mm管段，10.壁厚为6.433mm管段产生的漏磁，11.壁厚为7.352mm管段产生的漏磁。
五具体实施方式
图1中，在壁厚9.19mm外径127mm长度6000mm钻杆管体的中间径向钻1.6mm竖通孔，对管体局部缺陷(腐蚀坑、裂纹)进行标定；在距管体端面2000mm处，加工出长均为300mm外径分别为121.486mm和123.324mm的薄壁管，对管体壁厚进行标定。
图2中，励磁线圈1通电后，周围产生磁场，对钻杆分级标定管4进行磁化，微型气缸3在自动控制系统的控制下带动探头2合拢或张开，实现对钻杆分级标定管4的检测标定，并让其方便地通过。
图3中，钻杆分级标定管4在输送辊轮带动下到达检测总成后被磁化，一端为N极，另一端为S极，在钻杆分级标定管4周围产生闭合磁力线5，若钻杆分级标定管4内无缺陷，磁力线5沿原回路闭合，但钻杆分级标定管4有1.6mm竖通孔6，以及壁厚为6.433mm薄壁管段8和壁厚为7.352mm薄壁管段9，磁力线5到达这些缺陷部位时外溢，分别产生漏磁7、漏磁10和漏磁11。探头2检测到漏磁7、漏磁10和漏磁11，通过磁电转换、放大、滤波、调理和A/D转换，进入计算机，显示的波形如图4所示。
权利要求1.一种钻杆分级标定管，由管体、竖通孔和薄壁管段组成，其特征在于管体设为圆柱形钻杆，其长度为6000mm，其外径127mm，壁厚9.19mm，在管体中间径向钻有1.6mm竖通孔，在离两端面向内2000mm设为121.486mm，壁厚6.433mm和123.324mm，壁厚7.352mm的300mm薄壁管段，两管段相距1400mm。
专利摘要一种钻杆分级标定管。它是在新钻杆上截取的长度为6000mm的管体，在中间径向钻φ1.6mm竖通孔，在离端面2000mm处加工成长均为300mm外径分别为φ121.486mm和φ123.324mm薄壁管，对壁厚进行标定。对局部缺陷的标定，确定腐蚀坑、裂纹缺陷使钻杆管体达到报废的门限；对壁厚的标定，确定由于管体壁厚磨损减薄使钻杆降为一级、二级和报废的门限，实测钻杆缺陷信号高度小于或等于φ123.324mm薄壁管产生的信号高度为一级钻杆；实测钻杆缺陷信号高度位于φ123.324mm和φ121.486mm薄壁管产生的信号高度之间为二级钻杆；实测钻杆缺陷信号高度大于或等于φ121.486mm薄壁管或φ1.6mm竖通孔产生的信号高度，钻杆判废。
文档编号G06F19/00GK2837840SQ200520108329
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月30日 优先权日2005年5月30日
发明者张玉英, 王永宏, 王玉奎 申请人:张玉英, 王永宏, 王玉奎