摘要：钻井作业过程中频发的钻柱接头螺纹断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为了解决此问题,总结了钻柱结构特点及工况,分析了常规无损检测技术的不足,挑选出了能够在起钻作业过程中实现钻柱啮合螺纹损伤状况监测的金属磁记忆检测技术;利用自行设计的井口钻柱检测装置,在中国南海某平台完成了钻柱监测试验,监测了钻柱啮合螺纹磁记忆信号,提取了磁记忆信号梯度信号,并利用基于大数据统计的螺纹应力集中评判标准,评价了啮合螺纹应力集中状况。试验结果显示,磁记忆检测技术能够准确检测啮合螺纹应力集中状况,为防止钻柱啮合螺纹断裂事故的发生提供了安全有效的技术手段。

摘要：钻井作业过程中频发的钻柱断裂事故严重影响了油气资源的勘探开发进程。为解决此问题,本文拟将金属磁记忆检测技术应用于钻具疲劳损伤检测。本文挑选典型钻具材料(35CrMo)在自行设计的疲劳试验机上开展了四点弯曲疲劳试验,借助CCD摄像机在光学显微镜下观测试样表面形貌,测量了裂纹扩展长度;同时通过基于巨磁阻原理的磁记忆高灵敏度传感器采集了疲劳过程中磁记忆信号,并提取了磁记忆信号特征参数,进行了基于磁记忆特征参数的损伤定量评估方法研究。试验结果表明:对比显微观测结果,35CrMo疲劳损伤过程磁记忆信号参数变化可以被划分为包括初始、稳定、波动及快速增长4个阶段,其中波动阶段对应微裂纹汇集及扩展;磁记忆信号峰值、梯度峰值以及梯度信号峰峰值都可以较为准确的定量评估35CrMo钢疲劳损伤严重程度。本文为磁记忆检测技术应用于钻具疲劳损伤检测提供了理论及数据支撑。