Способ ультразвукового контроля резьбовых соединений буровых труб

Авторы патента:

Файзуллин Саяфетдин Минигулович (RU)

G01N29/04 - для обнаружения локальных дефектов в твердых телах (G01N 29/16,G01N 29/18,G01N 29/20 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2792810:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" (RU)

Использование: для ультразвукового контроля резьбовых соединений буровых труб. Сущность изобретения заключается в том, что вводится пьезоэлектрический преобразователь вовнутрь трубы со стороны ниппеля и проводится контроль резьбы и тела высаженной части изнутри. Технический результат: обеспечение возможности отказа от необходимости использования при ультразвуковом контроле резьбовых соединений буровых труб наружной поверхности трубы, которая требует очистки снаружи от грязи и масла, а также которая имеет множество задиров, шероховатостей и других повреждений после бурения, которые не позволяют обеспечить хороший контакт ультразвукового датчика с поверхностью контролируемого объекта. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области ультразвукового контроля (УЗК) ниппеля буровых труб с высаженной наружной частью /переводников/ патрубков. Буровые трубы, предназначенные для поднятия или погружения бурового инструмента в скважину и передачи ему крутящего момента от буровой установки. По мере углубления скважины трубы состыковывают между собой, образуя бурильную колонну. Соединение труб обычно осуществляется с помощью, нарезанной на них резьбы. Это соединение, да и сами трубы в процессе работы испытывают серьезные нагрузки. Способ может быть использован для обнаружения и оценки поверхностных микротрещин наружной резьбы ниппеля буровых трубы с высаженной наружной частью/переводников/патрубков.

Причиной возникновения поверхностных микротрещин наружной резьбы буровых труб являются усталостные напряжения, возникающие в процессе их эксплуатации.

Дефект начинает развиваться с микротрещин, которые могут быть выявлены УЗК на ранней стадии возникновения. Под действием нагрузок, влаги и других агрессивны воздействий глубина микротрещин возрастает. Развитие микротрещин в конечном итоге приводит к возникновению обширной поперечной трещины. Таким образом, раннее обнаружение микротрещин на рабочей поверхности ниппеля буровых трубы с высаженной наружной частью/переводников/патрубков является актуальной задачей.

Известен способ контроля параметров наружной резьбы и устройство для его осуществления, заключающийся в том, что устанавливают контролируемое изделие в узел базирования, проводят съем информации, ее обработку, анализ и представление, средство для съема информации, выполненное в виде оптоэлектронной головки, включающей расположенные по разные стороны от контролируемого резьбового участка источник и приемник оптического излучения, перемещают вдоль продольной оси контролируемого изделия, при этом облучают контролируемый резьбовой участок световым потоком, с помощью приемника излучения принимают световой сигнал, прошедший через контролируемый резьбовой участок, который преобразуют в электрический, а затем в цифровой сигнал, передают и обрабатывают в ПЭВМ, причем по завершении движения по одному сечению резьбового участка средство для снятия информации и/или контролируемое изделие поворачивают в другое угловое положение и вновь осуществляют движение вдоль резьбового участка. Патент РФ №2151999/.

Недостатком способа является невозможность определения усталостных микротрещин, возникающих в процессе эксплуатации ниппеля буровых трубы с высаженной наружной частью /переводников/ патрубков и их параметров на различных стадиях возникновения, а также внутренние трещины и расслоения внутри металла.

Прототипом является способ УЗК стальных бурильных труб с высаженными концами бурильных труб типов 1 и 2 (ГОСТ 631-75), а также УЗК резьбовой части бурильных труб типа 3 и 4 по ГОСТ 631-75 с высаженными концами и коническими стабилизирующими поясками всех типоразмеров, заключающийся в проведении контроля ультразвуковым эхо-импульсным методом с помощью серийных ультразвуковых дефектоскопов типа УД2-12 и других, ультразвуковыми трубными каретками КТ-ЗУ и устройством сканирования УС-2. На очищенную поверхность бурильной трубы установить трубную каретку на расстоянии в среднем 280 мм от торца. Углы призм преобразователя составляют 53° и 55°. Дефектоскопист, находящийся непосредственно у бурильной колонны, которую на время проверки каждого резьбового соединения останавливают, перемещают трубную каретку вокруг трубы и наблюдает за автоматическим сигнализатором дефектов. Рабочая частота 2,5 МГц (допускается 1,8 МГц). Чувствительность метода определяется дефектом, эквивалентным по своей отражающей способности риске прямоугольного профиля протяженностью (25±3) мм, глубиной (3±0,3) мм.

В процессе контроля труб по настоящей методике обнаруживаются дефекты как металлургического характера (закалочные трещины, ужимы, закаты, раковины и др. протяженные дефекты), так и эксплуатационные (усталостные трещины в высаженных концах бурильных труб). Поперечные протяженные дефекты типа усталостных трещин в резьбе и расслоения в утолщенной части.

С помощью данной методики можно производить контроль высаженных концов бурильных труб с навинченными замками в процессе подъема колонны их скважины, а также в стационарных условиях трубных баз. / РД-41-01-25-89, Неразрушающий контроль бурового инструмента и оборудования при эксплуатации, УкрНИГРИ, - Львов.: 1990./.

Недостатком известного способа является то, что УЗК ниппеля и высаженной части труб производится с наружной части самой трубы, или с торца ниппеля, если его ширина 10 мм и более. Но, в полевых условия, наружная высаженная часть ниппеля, в зоне контроля покрыта многочисленными мелкими задирами от клиньев захвата, а ширина торца может не позволять проводить контроль его стороны. И тоже может иметь мелкие дефекты в виде вмятин от неправильной стыковки ниппеля и муфты предыдущей трубы колонны при спуско-подъемных работах. В таком случае необходимо произвести зачистку и выравнивание задиров до соответствующей шероховатости (Rz40), а это очень затратное по времени мероприятие (планирование, необходимость разложить каждую трубу с доступом для подготовки зоны контроля, а таких трубы сотни. Зачистка трубы. Ожидание проведения контроля).

Целью изобретения является упрощение способа ультразвукового контроля резьбовых соединений буровых туб.

Технический результат достигается путем проведения дефектоскопии ниппеля и высаженной части трубы изнутри, т.е. используя внутреннюю поверхность трубы. Способ заключается во вводе пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) во внутрь трубы со стороны ниппеля и проведения контроля резьбы и тела высаженной части изнутри. ПЭП прижимается к внутренней части трубы и производится контроль прямым лучом (при обычном контроле резьбы ниппеля с поверхности высаженной части используется однократно отраженный луч). Луч ПЭП направляется вдоль трубы в стороны муфты (противоположного конца). Угол ввода и частоту ПЭП подбирается в зависимости от трубы и угла наклона/типа резьбы ниппеля. Настройки производятся на тех же стандартных образцах предприятия, что и при использовании обычного метода. Внутренняя поверхность буровых труб не подвергается механическим воздействиям в следствии эксплуатации труб (кроме движения бурового раствора). Не нужен доступ к поверхности ниппеля и высаженной части трубы. В случае, если производится только УЗК ниппеля, то трубы можно не раскладывать, что сокращает время, отведенное на проведение контроля.

1. Способ ультразвукового контроля резьбовых соединений буровых труб, заключающийся в проведении дефектоскопии ниппеля и высаженной части трубы изнутри, отличающийся тем, что вводится пьезоэлектрический преобразователь вовнутрь трубы со стороны ниппеля и проводится контроль резьбы и тела высаженной части изнутри.

2. Способ ультразвукового контроля резьбовых соединений буровых труб по п. 1, отличающийся тем, что производится УЗК ниппеля соединенных труб.

Использование: для контроля качества акустического контакта между ультразвуковым преобразователем и керамическим изделием при проведении ультразвуковой дефектоскопии. Сущность изобретения заключается в том, что в контролируемом изделии возбуждают ультразвуковые волны, которые вводят под углом к поверхности изделия, имеющего форму полого тела вращения, при проведении его ультразвукового контроля эхо-методом, при этом контроль акустического контакта осуществляют по амплитуде поперечной ультразвуковой волны частотой 1-10 МГц, однократно отраженной от шероховатости Rz 40 - Rz 20 поверхности контролируемого керамического изделия, одним пьезоэлектрическим элементом, при проведении настройки эталонные значения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала от шероховатости поверхности записывают в память ультразвукового дефектоскопа.

Устройство ультразвуковой инфракрасной термографии с фокусирующей акустической линзой // 2791424

Использование: для ультразвуковой инфракрасной термографии. Сущность изобретения заключается в том, что устройство ультразвуковой инфракрасной термографии состоит из акустического бесконтактного источника, направленного на изделие контроля, состоящего из генератора, усилителя мощности, а также акустической излучательной системы и бесконтактной тепловизионной камеры, направленной на изделие контроля со стороны, с которой происходит ее акустическая стимуляция, компьютера с системой сбора данных изображения, при этом акустическая излучательная система выполнена в виде мезоразмерной кубоидной пластинчатой акустической линзы с размером ребра не менее , где - длина волны излучения в окружающем пространстве линзы, составленная из решетки параллельных V-образных пластин с полным углом раствора в диапазоне более 65 и менее 120 градусов, с расстоянием между пластинами не более /2 и создающая область повышенной интенсивности акустического поля на изделии контроля протяженностью от теневой поверхности линзы до 5 и с субволновым поперечным размером.

Способ определения линейных размеров выхода ответвлений тройниковых сварных соединений в магистральный газопровод с использованием методов высокочастотной томографии // 2791149

Изобретение относится к области ультразвукового контроля, в частности к способу определения линейных размеров выхода ответвлений тройниковых сварных соединений (прямых врезок) в магистральный газопровод с помощью ультразвуковых дефектоскопов, использующих принцип акустической томографии, и может быть использовано при подготовке газопровода к проведению первичного обследования внутритрубными инспекционными устройствами.

Способ ультразвукового контроля зоны болтовых стыков рельсов // 2791145

Использование: для ультразвукового контроля зоны болтовых стыков рельсов. Сущность изобретения заключается в том, что на поверхность катания рельса устанавливают два или более наклонных электроакустических преобразователя, ориентированных вдоль продольной оси рельса в противоположных направлениях с обеспечением возможности отражения ультразвуковых колебаний от подошвы рельса, в процессе контроля преобразователи перемещают вдоль рельса излучая ультразвуковые колебания, в заданных зонах временной селекции принимают отраженными от подошвы рельса ультразвуковыми колебаниями эхо-сигналы, измеряют параметры эхо-сигналов, по результатам анализа которых судят о наличии дефектов, при этом на поверхность катания устанавливают и перемещают совместно с наклонными преобразователями дополнительный электроакустический преобразователь, излучающий ультразвуковые колебания нормально к поверхности катания, принимают и определяют временное положение донного сигнала, отраженного от подошвы рельса, по которому вычисляют текущую высоту рельса, зону временной селекции наклонных преобразователей для сигналов, принятых отраженными от подошвы ультразвуковыми колебаниями, определяют с учетом высоты рельса, в этой временной зоне устанавливают повышенную чувствительность контроля, сигналы от радиальных трещин в стенках болтового отверстия выделяют по появлению в одном цикле излучения-приема эхо-сигналов от стенки отверстия и от трещины с временным сдвигом между ними, не превышающим расчетной величины.

Устройство для контроля трубопровода с использованием электромагнитно-акустической технологии // 2790942

Использование: для неразрушающего контроля технического состояния нефтегазопроводов и нефтепродуктопроводов ультразвуковым методом с использованием электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП). Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит магнитную систему, по меньшей мере один излучающий ЭМАП с катушкой, выполненной в виде меандра, по меньшей мере два ЭМАП, работающих только на прием и расположенных на расстоянии от излучающего ЭМАП.

Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород // 2790418

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород. Способ включает импульсное возбуждение вибраций в анкерной крепи, связующей массе и массиве горных пород посредством источника тестового сигнала, цифровую регистрацию последовательности временных отсчетов сигнала вибрационного отклика анкерной крепи на импульсный тестовый сигнал, преобразование временных отсчетов в цифровой спектр и его спектральный анализ.

Способ контроля сцепления анкерной крепи с массивом горных пород // 2790418

Способ измерения толщины стенки труб из ферромагнитных сплавов и устройство для его осуществления // 2790307

Использование: для измерения толщины стенки труб из ферромагнитных сплавов. Сущность изобретения заключается в том, что размещают с возможностью движения над поверхностью трубы по меньшей мере два датчика, конструктивно находящиеся в одном корпусе, один из которых - ультразвуковой, выполненный в виде электромагнитно-акустического преобразователя и подключенный к генератору формирования импульсного тока и блоку обработки ультразвуковых сигналов, второй - магнитоиндукционный, выполненный в виде датчика Холла и подключенный к блоку обработки магнитоиндукционных сигналов, осуществляют сканирование поверхности трубы датчиками по спиралевидной траектории при линейном перемещении и вращении трубы вокруг своей оси в условиях общего приложенного постоянного магнитного поля, генерируемого источником магнитного поля, при этом производят измерения толщины стенки трубы в одной и той же точке измерения магнитоиндукционным и ультразвуковым датчиками, сигналы акустических волн, полученные ультразвуковым датчиком, передают в блок обработки ультразвуковых сигналов, а сигналы от магнитных полей, полученные магнитоиндукционным датчиком, передают в блок обработки магнитоиндукционных сигналов, затем результаты обработки из блоков обработки ультразвукового и магнитоиндукционного сигналов передают в общий блок обработки результатов, выполненный с возможностью формирования результирующих измерений о толщине стенки трубы и осуществляющий постоянную калибровку результатов измерений магнитоиндукционным датчиком по результатам измерений ультразвуковым датчиком с учетом временного сдвига, вызванного разным временем прохождения каждой точки измерения ультразвуковым и магнитоиндукционным датчиками, результаты откалиброванных измерений выводят в виде диаграммы на устройство индикации, в случае отсутствия результатов измерений ультразвуковым датчиком на устройство индикации выводят результаты измерений магнитоиндукционным датчиком.

Способ ультразвукового контроля поверхности кварцевых керамических изделий на наличие царапин // 2789244

Использование: для ультразвукового контроля поверхности кварцевых керамических изделий на наличие царапин. Сущность изобретения заключается в том, что в контролируемом изделии излучают и принимают ультразвуковые волны.