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鉆井和修井井架檢測

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發(fā)布時間：2025-08-23 04:28:54 更新時間：2025-08-22 04:28:55

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

鉆井與修井井架檢測：確保作業(yè)安全與設(shè)備可靠的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在石油天然氣勘探開發(fā)過程中，鉆井和修井井架作為核心地面設(shè)備，承擔(dān)著起吊、懸掛、支撐鉆具及井口裝置的重要功能。其結(jié)構(gòu)強度、穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到井下作業(yè)的安全性與效率。一旦井架在運行過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞、焊接裂紋、變形或關(guān)鍵連接件松動等問題，極有可能引發(fā)嚴重安全事故，造成人員傷亡和重大經(jīng)濟損失。因此，對鉆井和修井井架進行系統(tǒng)、科學(xué)、規(guī)范的檢測，是保障油田安全生產(chǎn)的重要措施。檢測項目涵蓋外觀檢查、無損檢測、幾何尺寸測量、焊縫質(zhì)量評估、結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析等多個方面，檢測儀器則包括超聲波檢測儀、磁粉探傷儀、激光測距儀、三維掃描儀、應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等先進設(shè)備。檢測方法依據(jù)國家及行業(yè)標準，如《SY/T 5812-2018 鉆井井架、底座安全規(guī)范》、《GB/T 11345-2013 焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》以及《API Spec 4F-2021 套管和油管用井架和底座規(guī)范》等，確保整個檢測過程具有可追溯性、科學(xué)性和權(quán)威性。通過全過程、多維度的檢測，不僅能及時發(fā)現(xiàn)潛在隱患，還能為井架的維護、維修和壽命評估提供可靠數(shù)據(jù)支持，從而實現(xiàn)從“事后處理”向“事前預(yù)防”的安全管理升級。

主要檢測項目

鉆井與修井井架的檢測項目主要包括以下幾個方面：1）外觀檢查，觀察井架主體結(jié)構(gòu)是否存在明顯變形、裂紋、腐蝕、焊縫開裂或連接件松動；2）幾何尺寸測量，檢測井架主梁、立柱、斜撐等關(guān)鍵構(gòu)件的垂直度、水平度、對角線偏差等，確保安裝精度；3）焊縫質(zhì)量檢測，重點檢查主焊縫、連接節(jié)點焊縫是否存在氣孔、夾渣、未熔合、裂紋等缺陷；4）無損檢測（NDT），采用超聲波、磁粉、滲透等方法全面評估材料內(nèi)部和表面缺陷；5）結(jié)構(gòu)應(yīng)力與疲勞分析，通過應(yīng)變片監(jiān)測或有限元模擬，評估在實際載荷下的應(yīng)力分布與疲勞壽命；6）連接件與緊固件檢測，檢查螺栓、銷軸、鉸鏈等部件的磨損、松動或斷裂情況。

常用檢測儀器與設(shè)備

為實現(xiàn)高精度檢測，作業(yè)現(xiàn)場通常配備以下儀器設(shè)備：1）超聲波探傷儀（UT），用于檢測焊縫內(nèi)部缺陷，可實現(xiàn)深度分辨率達0.1mm；2）磁粉探傷儀（MT），適用于鐵磁性材料表面及近表面裂紋的檢測；3）滲透檢測儀（PT），用于非鐵磁性材料表面開口缺陷的識別；4）激光測距儀與三維激光掃描儀，用于快速獲取井架整體結(jié)構(gòu)的三維幾何數(shù)據(jù)；5）應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ），實時監(jiān)測關(guān)鍵部位在載荷下的應(yīng)變變化；6）紅外熱像儀，輔助檢測局部過熱或連接不良區(qū)域；7）便攜式硬度計，用于檢測焊縫熱影響區(qū)的硬度變化，評估材料性能是否退化。

檢測方法與流程

鉆井與修井井架的檢測通常按照以下流程進行：首先進行現(xiàn)場準備工作，包括清理檢測區(qū)域、設(shè)置安全警示標志、斷電并釋放壓力；然后開展外觀檢查，記錄明顯缺陷；隨后進行無損檢測，優(yōu)先采用超聲波和磁粉探傷，對關(guān)鍵焊縫進行100%檢測；接著使用激光掃描或全站儀測量幾何尺寸，與設(shè)計圖紙對比分析偏差；對發(fā)現(xiàn)異常的部位，進行局部拆解或重點應(yīng)力監(jiān)測；最后匯總所有檢測數(shù)據(jù)，生成檢測報告，提出維修、加固或更換建議。檢測過程中必須遵循“先整體后局部、先宏觀后微觀、先靜態(tài)后動態(tài)”的原則，確保不遺漏任何潛在風(fēng)險點。

執(zhí)行標準與規(guī)范

我國及國際上對鉆井與修井井架檢測有明確的技術(shù)標準和規(guī)范，主要包括：1）《SY/T 5812-2018 鉆井井架、底座安全規(guī)范》——規(guī)定了井架設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗與報廢的全過程要求；2）《GB/T 11345-2013 焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》——明確了超聲波檢測的工藝參數(shù)與缺陷評定標準；3）《API Spec 4F-2021 套管和油管用井架和底座規(guī)范》——國際通用標準，對井架的材料、焊接、疲勞壽命等提出嚴格要求；4）《NB/T 47013-2015 承壓設(shè)備無損檢測》——涵蓋超聲、磁粉、滲透等多種檢測方法的通用技術(shù)要求。所有檢測過程必須依據(jù)上述標準進行，檢測人員需持證上崗，檢測記錄至少保存十年，以備審查與追溯。

結(jié)語

鉆井與修井井架作為石油工程中的“脊梁”，其安全狀態(tài)直接決定整個作業(yè)的成敗。通過科學(xué)的檢測項目、先進的檢測儀器、規(guī)范的檢測方法和嚴格的標準執(zhí)行，可有效識別并消除潛在安全隱患，提升設(shè)備運行可靠性，降低事故風(fēng)險。未來，隨著智能化檢測技術(shù)的發(fā)展，如AI圖像識別、無人機巡檢、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等將逐步融入井架檢測體系，實現(xiàn)更加高效、精準、實時的安全管理，為我國能源開發(fā)事業(yè)提供堅實保障。