《AET技术在油田防喷器检测中的应用统计分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AET技术在油田防喷器检测中的应用统计分析.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、A E T 技术在油田防喷器检测中的应用统计分析邓勇刚代寓容(1 邓勇刚I t 1)l l Z a 油管理局安全环保质量监督检测研究院四川广汉6 1 8 3 0 0：2 代富容四川石油管理局安全环保质爱监督检测研究院四川广汉6 1 8 3 0 0)摘薹：声发射检测技术，简称A E T，是指对材料局部能量快速释放而发n5 瞬态弹性波的检测来判断材料或构件安全可靠性的一种动态无损枪蒯技术在我国。A E T 技术在石油钻井并控设备壳体安全评价方面的应用逐渐成熟新疆某油1 日科学性引入A E T 技术对石油钻采朋防喷器进行安全测评并取得显著效果，经对检测的防喷器进行系统统计、归类，为油田庞大的在役防喷
2、器群体建立起一个详细的检查表这为防喷器的返修，定期检查以及延长服役期提供了可靠的参考依据。关键词：k E T 技术；防喷器：安令测评；统计分析中幽分类号：T B 5 5 6文献标识码：AS t a t i s t i cA n a l y s i st h eA E TT e c h n o l o g yA p p l i c a t i o no fB O PI n s p e c t i o ni nt h eO i lF i e l dD E N GY o n g g a n g。D A IF u r o n g z1 1 T e c h n i q a eI n s p e c t
3、i o n A c a d e m e,S P A。G u a n g h a n g,S i c h u a n C h i n a 6 1 8 3 0 0；2 T e c h n i q u eI n s p e c t i o nA c a d e m e,S P A，G u a n g h a n g S i c h u a n，C h h a 6 1 8 3 0 0)A b s t r a c t：A c o u s t i cE m i s s i o nt e s tf o rs h o r tA E T，i ti sd y n a m i cn od e s t r u c t
4、 i v ei n s p e c t i o nw a ya n di ti su s ei n s p e c t i n gt h ee l a s t i c i ts i g n a lw h i c hi tc o m ef r o mt h i sm a t e r i a lw h e ni tr e l e a s es o m ee n e r g y si ns o m el o c a la te n o u g hl o a d E v a l u a t et h i se q u i p m e n ts e c u r i t yb ya n a l y s e
5、c o l l e c t i o ns i g n a l e s A E Tu s e di nt h eb o d yo fp e t r o l e u mw e l l c o n t r o le q u i p m e n th a sb e e nd e v e l o p e dt om a t u r i t y T h eB O PAo i lf i e l di nX I N J I A N G。t h e r ep e o p l el o g i c a li n t r o d u c et h eA E Tt e c h n o l o g yf o ri n
6、s p e c t es o m ep r e v e n tb l o w o u tp r e v e n t(B O P)a n do b t a i nm a r k e de f f e c t，b ys t a t i s t i ca n a l y s ea n dc l a s s i f ys o m e si n s p e c t e dB O P，s e tu pad e t a i l e dr e c o r df o rt h ec o l o yo ft h ee m p l o i n gB O P。w h i c hi to f f e r i n gac
7、 o n s u l tb a s i sf o rt h eB O P ss e r v i c ea n dt i m e-l a p s ei n s p c t i o na n de x t e n dt h el i f e K e yw o r d s：A c o u s t i ce m i s s i o nt e s tt e c h n o l o g y；B O P；s e c u r ee v a l u a t i o n；s t a t i s t i ca n s l y s e1 引言声发射是指材料局部因能量的快速释放而发出瞬态弹性波的现象。声发射检测(A c
8、 o u s t i c1 7 7E m i s s i o nT e s t，简称A E T)，是一种新兴的动态尤损检测技术。它于六十年代开始并逐步成熟起来，现已被广泛应J i j 卡材料试验、压力容器、立式储罐检验、航空、航天、铁路、建筑、桥梁等一I：程结构的完整性检测和评价。声发射检测和卢发射信号分析的目的是获得有关声发射源的信息，进而获取同材料或结构损伤相关的信息，包括损伤位置、损伤程度和剩余寿命等。石油钻采用防喷器内部结构复杂、零部件多且体积大，在使用过程中其内部由于受到碰撞、腐蚀及压力等因素影响会产生裂纹，常规检测手段很难评价这些裂纹的严重性。防喷器壳体内部裂纹长期存在并且日渐扩展
9、，必定会造成壳体在丁：作状态下开裂共至爆炸。虽然能够通过常规无损探伤手段(如磁粉、超声波、射线等)来检测乘I 发现裂纹，但是这些探伤技术是一种静态检测手段，只能检查和发现设备已有的缺陷，不能及时和全面检奄、评价设备在整个承压过程中动态裂纹的产生和扩展。通过七年的研究和试验，四川石油管理局安全环保质最监督检测研究院在国内首次成功将A E T 运用于对石油行业防喷器、高压管汇、高压阀门等井控设备的壳体安全测评，并取得良好效果。2 运用声发射技术对石油防喷器进行安全测评2 0 0 4 年新疆菜油田一2 F Z 3 5-3 5 M P a 双闸板防喷器现场安装试压时发生爆裂一沿防喷器两腔室中心线彻底断
10、裂。经专家鉴定爆裂事故为防喷器壳体收到水压时，其裂纹出现动态大幅度扩展引起。该事件引起油田有关部门极大关注，同时也将石油井口防喷器的安全检测提上重要日程。为了保障石油钻采生产的顺利进行，在不影响石油钻井生产同时对油田在役防喷器壳体进行安全检测评价。该油田要求对防喷器的检测满足以下条件：(I)对防喷器检测时，尽可能不延长防喷器返修的时间。(2)对防喷器进行检测时，最好不再拆卸防喷器各部件。(3)对防喷器本体进行全面可靠的检测及评价。-(4)对防喷器进行在线检测。(5)对防喷器检测时，仍需要进行密封性能等常规检测项目。石油井控专家们将目前使用的常规无损检测技术反复比较论证后认为：声发射检测技术有着
11、检测时问短、精度高、检测范围宽等优点，能够满足油田方的要求，故确定静水压试验检测和声发射检测技术作为石油防喷器检测的主要技术手段(超声波和射线为辅助手段)。随后，油田决定用该技术对其数百台在役防喷器进行安全测评。防喷器壳体声发射检测流程为：井控车间拆卸清洗返修更换易损件一静水压试验(声发射检测同步)结果评价。现场防喷器声发射检测中，声发射技术体现出如下特点：(1)与静水眶试验同步，节省检测时间和劳动力。(2)声发射检测软件具备压力采集功能且精度高对静水压试验起到补充作用。1 7 8(3)可同时进行水压密封性能检测。(4)不需要对防喷器部件进行拆卸。(5)检测评价及时准确。(6)需要其他检测手段
12、来精确定最结果。2 0 0 5 年6 月开始检测第一台防喷器以来，运用声发射检测技术为该油田检测了1 1 7 台在役防喷器(均为使用l O 年以上)，检测判定的不合格防喷器4 台，占已检测总数的3 4 1 9。防喷器声发射检测结果评级如表1 所示。表1防喷器声发射检测结果分级表保压时声高幅度振铃计数门评发射事件事件计随时问变处理意见槛级计数数化A0 l0收敛或可在额定工作压力下使用。4 0B2 3l慢速增加dC4 52B中速增加根据具体情况确定是否复验。D6 83E94快速增加不能继续使用5 55 04 54 0台3 5数3 02 52 01 51 050图l防喷器声发射检测评价统计对所检测的
13、防喷器进行跟踪调查发现：由声发射检测合格的防喷器现场使用情况良好现场故障率大大降低，动态性能良好。通过运用声发射技术对石油防喷器进行安全检测评价，保障了防喷器的安全使用和钻井采油生产的顺利进行。对检测的防喷器进行系统统计、归类，为油田庞大的在役防喷器群体建立起一个详细的检查情况表，每一台防喷器的。身体状况”均一一在案一为防喷器的返修，定期检查以及延长服役期提供了可靠的参考依据。将该油田使用的几个厂家生产的防喷器声发射检测结果及评价进行统计对比，其结果如下表2。石油钻采防喷器的安全使用受到众多因素影响，比如制造厂家的工艺、设计、装配水平，1 7 9使用单位维护维修水平和使用场所环境等等。综合多种
14、影响因素，结合现场声发射检测具体情况，从上表2 中我们还可以得到如下结论：(1)该油田服役1 0 年以上的防喷器，其不合格率较高的分别为：c l(公司、船公司、S H公司这三家公司生产的防喷器。所以在日常保养维护和检修中应对这些公司的防喷器进行重点检查。(2)以上防喷器生产单位中，胍公司生产的防喷器目前的本体情况最好，这可能与该公司的制造工艺水平相关。(3)所有经声发射检测的防喷器(1 9 8 9 年-1 9 9 4 年问开始使用)，其壳体的“健康状况”不容乐观。可能是因其服役时间过长，防喷器在恶劣钻采环境下受到了不同程度的影响。(4)该油田地处南疆，气候干燥、少雨，防喷器外部受气候影响小，便
15、于日常维护；但因地处沙漠，平均钻井周期短，防喷器使用、搬迁频繁，一定程度上影响了防喷器寿命。(5)以往防喷器维修情况没有进行对比记录。表2 新疆某油田使用的1 9 8 9-1 9 9 4 年防喷器声发射检测结果及评级对比表生产厂家A 级()B 级()C 级()D 级()不合格()总计C K 公司8 3 3 33 8 8 94 7 2 205 5 63 6髓公司O3 3 3 35 2 3 89 5 24 7 62 1B J 公司1 2 5 01 2 5 07 5 0 0OO8唧公司O1 0 0 09 0 0 00O1 0S H 公司1 0 5 32 6 3 l4 7 3 72 2 2 25 2
16、61 9腿公司1 7 6 45 2 9 42 9 4 1O01 7M S 公司1 6 6 76 6 6 71 6 6 7OO6注：表中的-D 级为声发射检测结果评级，其对应百分比为使用该单位的防喷器总数。对防喷器声发射检测结果进行逐一分析不难发现：生产初期制造(特别是壳体铸件)工艺不完善，在一些防喷器壳体内部的细小缺陷经长久恶劣条件的影响已逐渐扩大，一些甚至严重影响到防喷器的使用寿命；同样，因防喷器在现场的使用条件恶劣，其内部受到泥浆腐蚀而产生严重的活动缺陷、或在外界的搬迁碰撞下某些防喷器壳体已不能承受额定的压力载荷。3实例3 1 实例一2 0 0 5 年6 月6 日，c K 公司制造的一F
17、Z 3 5 3 5 M P a(编号：9 0 1 0 1 4)单闸板防喷器进行声发射检测时，事件信号数据异常大，经仔细分析后确定在防喷器正面背中部坐标(X，Y)(1 3 6，1 6 0)圆心点附近2 0 c m 圆域内存在严重缺陷。声发射检测结果为：该内部缺陷已经在1 8 0扩展，并且非常严重，判定为不合格，后经专业人员运用超声波探伤技术检测该区域，检测结果为：该区域内部存在裂纹(是防喷器壳体铸造时形成的沙眼孔扩展引起)，超声波检测该缺陷已超标。声发射检测和超声波检测结构非常吻合，经检测人员反复分析和核实，该防喷器判废。闸板防喷器壳体结构对称，内部结构相对简单，内部空间小，声发射信号在壳体中传
18、播时发生的衰减和畸变也相对较小；环形防喷器内部结构非常复杂，体积大，在加载过程中其密封胶芯的变形会给声发射检测的数据采集带来很大干扰甚至影响到检测结果经上百次的室内试验和结合现场测试经验后，总结了出排除干扰信号的具体方法，所以同样能够确保环形防喷器声发射检测结果评价的准确性。3 2 实例二2 0 0 5 年7 月2 8 日，对重庆矿山机器厂生产的一F H 3 5 3 5 肝a 环形防喷器进行检测时，其本体和顶盖处出现大量集中事件信号，且信号高幅度事件数多、增加速度快，试压曲线稳定过程中也出现异常升高现象，对这一特殊情况，检测人员首先采取立即终止试验，然后对采集的信号进行提取和全面分析，确定为壳
19、体内部缺陷扩展发出的信号后，依据G B 厂r1 8 1 8 2-2 0 0 0金属压力容器声发射检测及结果评定方法 标准、K T 霄G 5 4 一1 0 2 0 7 石油钻采承压设备声发射检测及结果评价方法两个规程作出结果评定，并标定出缺陷的大概位置。此后用超声波探伤对标定区域做了复检，结论与声发射检测结果吻合整个检测在3 0 分钟内就结束，第一时问内避免了有缺陷的防喷器发送到井队，有利的保障了防喷器的安全使用。4结束统计分析表明，声发射检测技术在防喷器壳体安全评价中比其他常规无损检测更加方便快捷，节省时间和劳动力。对检测结果的统计分析也从一定程度上反映出制造商的防喷器加工制造水平和设计水平，
20、同样为用户定期检验、更换防喷器或者延长其服役期提供了依据。随着石油行业开采力度的加大，油田井控设备使用频率逐渐提高，防喷器的安全可靠性也受到极大挑战，为庞大的在役井控设备群体建立一套安全测评数据库，将有利于油田行业安全作业和生产。1 8 l参考文献【1 l 张俊哲无损检测技术夏其应用【M】北京科学出版社，1 9 9 3：1 3 5 1 4 6【2】袁振明。马羽宽何泽云声发射技术及其应用f M】j 匕京：机械工业出版社，1 9 8 5：2 1 3 5【3】R o n n i eK M i l l e ra n dP a u lM c I n t i r ee d s V 0 1 5，A c o
21、u s t i cE m i s s i o nT e s t i n g M N o n d e s t r u c t i v eT e s t i n gH a n d b o o k，A m e r i c a nS o c i e t yf o rN o n d e s t r u c t i v eT e s t i n g，1 9 8 7【4】T F D r o u i l l a r d。“A c o u s t i cE m i s s i o n T l I eF i r s tH a l fC e n t u r y l M】P r o g r e s si nA c o
22、 u s t i cE m i s s i o n，n cJ a p a n e s eS o c i e t yf o rN D I。J a p a n 1 9 9 4【5】未洪雷，起重机械安全隐患与缺陷统计分析m 起重运蝓机械，2 0 0 3，(8)：1 1 1 4【6】R o b e r t sTMT a l e t b z a d e hM A c o u s t i cE J I l l i 量$o nM o n i t o r i n go f F a t i g u ec r a kP r o p a g a t i o nD】J o u r n a lo f C o m t u
23、 r c f i o n a lS t e e lR e s e a r c h。2 0 0 3，5 9(6)：6 5 9 7 1 2【7】耿荣生，沈功田，刘时风声发射信号处理和分析技术】无损检测。2 0 0 2。2 4(1)：2 3 2 8【8 1Z h a n g D E q u i c a l e n te n c i r o m n e n ts p e c t u mr e s e a r c ho fd e t e r m i n gc a l e n d a rl i f ef o ra r c r 正0 A c 讧A e r o n a u i o nE tA s t r o
24、n a c t i c aS i n i c a，2 0 0 2，2 1(3)：1 2 8 1 3 3 9 1G o r m a n M R P h t ew a v ca c o u s t i c 鲫吣s s i o n】A c o m tS m c A m，1 9 9 0；9 0(1)：3 5 8 3 6 4 1 1 0 1L o c k e rD A,B y e d e e F a u l t yf m w t ha n dl r O U S t i Ce m i s s i o ni nc o n f i n e d 叫比】A p p lM e c hK e y，1 9 9 2 4 5(3 2 1 l：1 6 5 1 7 31 8 2