钻具检测分级标准

目次
前言 (Ⅱ)
1 范围 (1)
2 规范性引用文件 (1)
3 要求 (1)
4 在用钻具的要求、检验与分级评价 (2)
5 检验规则 (8)
附录 A 钻杆接头分级参数 (9)
附录B 钻铤磨损后接头台肩面宽度极限尺寸参数 (11)
附录C 钻具接头螺纹纵波直探头端面超声波探试块尺寸 (12)
附录D 钻具接头螺纹涡流探伤试块尺寸 (13)
附录E 钻具接头螺纹电磁探伤试块 (13)
前言
本标准修订并替代Q/ SHXB 0021—2005《钻具检测与分级评价》。

本标准对技术内容的修改主要包括以下内容：
——增加直径和壁厚测量方法的规定；
——增加对方钻杆，加重钻杆的制造要求；
——更改钻铤报废或停止使用的长度规定；
——增加方钻杆报废或停止使用的规定；
——增加加重钻杆报废或停止使用的规定；
——增加加重钻杆接头报废或停止使用的规定；
——增加接头螺纹探伤的规定；
——增加钻杆管体电磁感应检测的规定；
——增加附录D和附录E规范电磁探伤和过渡带探伤人工对比试块；——删除了涡流探伤相关内容。

钻具检测与分级评价
1范围
本标准规定了*****************施工地区在用钻具的使用、维修、检测与分级评价的技术要求。

本标准适用于*****************施工地区使用的钻杆、加重钻杆、钻铤、方钻杆、钻具扶正器、钻柱转换接头等钻井管具。

本标准不适用于新钻具的验收检验，新钻具的检验应采用相关产品标准和规范。

2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T22512.2 旋转台肩式螺纹连接的加工与测量
GB/T 20659 石油天然气工业铝合金钻杆
SY/T5051-91 钻具稳定器
SY/T5144 -2007 钻铤
SY/T5146 -2006 整体加重钻杆
SY/T5200-2002 钻柱转换接头
SY/T5290 -2000 石油钻杆接头
SY/T5369 -94 石油钻具的管理与使用方钻杆、钻杆、钻铤
SY/T5446-92 油井管无损检测方法钻杆焊缝超声波探伤
SY/T5447-92 油井管无损检测方法超声测厚
SY/T5448-92 油井管无损检测方法钻具螺纹磁粉探伤
SY/T5824-93 钻杆分级检验方法
SY/T5956-2004 钻具报废技术规定
SY/T5987 钻杆国外订货技术条件
SY/T 6427 钻柱设计和操作限度的推荐作法
SY/T6474 新套管、油管和平端钻杆现场检验方法
SY/T6508 油井管无损检测方法非铁磁体螺纹渗透探伤
API Spec 5D 钻杆规范
3 要求
3.1使用过的钻具，应进行尺寸检测和探伤检测，包括接头体、管体、接头螺纹的结构尺寸和损伤检验，根据检测结果进行分级评价，未经检验或不满足要求的钻具应停止使用。

3.2修理后的钻具，应进行加工后的检验。

3.3 螺纹车修后应在表面处理前测量紧密距和单项参数，修理后的螺纹应进行表面处理。

如需在钻井现场检测螺纹紧密距，对于表面经磷化或镀铜处理的螺纹，紧密距要求值均按SY/T5987标准镀铜的推荐值判定。

3.4直径和壁厚检测量具的分辨力应不低于0.1mm，直径测量按照每120°测量一次，壁厚按照螺旋型分布测量，数据不少于6个，长度检测量具的分辨力应不低于0.5mm，螺纹参数的检测量具分辨力应不低于0.01mm。

3.5 无损探伤检测仪器在使用前，应用试块标定、并调整仪器的灵敏度或准确性，定期校验超声波探伤仪的水平线性和垂直线性。

在使用过程中，工作2小时后应进行一次试块标定，如发现仪器异常，应对已检测的结果进行复查。

3.6经分级检验后的钻具，按分级检验项目中的最低级确定钻具的级别。

3.7新、旧钻具应打印钢级和钻具编号。

钢印宜打在外螺纹接头的螺纹消失端光面上；对车有应力分散槽的接头，钢印宜打在外螺纹应力分散槽处。

3.8钻具搬运、贮存应带护丝。

3.9 方钻杆、加重钻杆应整体轧制或锻造成型，经机械加工制成。

4 在用钻具的要求、检测与分级评价
4.1尺寸检测与分级评价
4.1.1管体尺寸检测与分级评价
4.1.1.1钻杆管体
4.1.1.1.1下列钻杆应报废或停止使用：
a) 钻杆经校直后的直线度或在使用过程中的直线度大于表1规定的允许直线度；
表1 钻杆允许直线度单位:mm
b) 因磕撞、磨擦、挤压、拉伸等因素，管体凹陷、磨损、变粗、变细、椭圆引起的直径变化大于公称外径的5.5%；
c) 管体存在有焊疤、刺漏等缺陷；
d) 管体磨损或腐蚀后剩余壁厚小于公称壁厚的70%；
e) 管体加厚部位横向硬伤，深度大于2mm，长度大于20mm；
f) 管体加厚部位纵向硬伤，深度大于2.5mm，长度大于25mm；
g）管体壁厚硬伤，深度大于1.5mm，长度大于15mm；
h）有塑性变形；
i) 经无损探伤检测判定有裂纹。

4.1.1.1.2 钻杆管体应按SY/T5824标准规定方法检验与分级。

4.1.1.1.2.1按管体剩余壁厚分级：
a) 剩余壁厚不小于公称壁厚的80%定为一级；
b) 剩余壁厚不小于公称壁厚的70%定为二级；
c) 剩余壁厚小于公称壁厚的70%定为三级。

4.1.1.1.2.2按管体直径分级：
a) 直径变化不大于公称外径的3%定为一级；
b) 直径变化不大于公称外径的4%定为二级；
c) 直径变化大于公称外径的4%定为三级。

4.1.1.2钻铤管体
下列钻铤应报废或停止使用：
a) 钻铤长度小于8.5m；
b) 钻铤经校直后的直线度或在使用过程中的直线度大于表2规定的允许直线度；
c) 钻铤均匀磨损后的外径小于表3规定，外径偏磨限定尺寸大于表3规定；
d) 钻铤管体表面裂纹、伤痕大于表3规定。

4.1.1.3稳定器管体
下列扶正器应报废或停止使用：
a) 稳定器磨损后限定尺寸按表4执行；
b) 稳定器使用后，经外径规检验稳定器的外径，对于钻柱型稳定器，其外径磨损不得小于相应钻头尺寸6mm，对于井底型稳定器，其外径磨损不得小于相应钻头尺寸3.2mm，稳定器下端螺旋斜面（靠钻头端）磨损量大于4mm时应修复；
c) 扶正条耐磨层脱落、大面积碎裂的；
d) 稳定器本体部分伤痕深度不得超过钻铤规定的管体伤痕允许深度。

4.1.1.4方钻杆管体
下列方钻杆应报废或停止使用：
a) 公称尺寸大于或等于133mm的方钻杆对边宽度减小量大于10mm；公称尺寸小于108mm的方钻杆对边宽度减小量大于6mm；
b) 方钻杆经校直后的直线度或在使用过程中的直线度大于表6规定的允许直线度；
c) 方钻杆本体表面有裂纹、结疤、剥层、凹痕；表面焊补或焊标尺；
d) 方钻杆本体折断或弯曲无法校直、有刺穿、水眼堵塞无法通开；
e) 方钻杆扭曲后应用方钻杆套筒量规检查；
f) 经无损探伤发现裂纹；
g）方钻杆接头外径限定尺寸小于表5规定。

4.1.1.5 加重钻杆管体
下列钻杆应报废或停止使用：
a) 加重钻杆经校直后的直线度或在使用过程中的直线度按钻杆的直线度标准执行；
b) 加重钻杆管体缺陷按钻杆标准执行。

4.1.2接头体尺寸检测与分级评价
4.1.2.1钻杆接头
4.1.2.1.1下列钻杆应报废或停止使用：
a) 钻杆接头体长度小于表7规定的最小长度；
b) 内螺纹接头体的耐磨带脱落、开裂或圆周不完整。

表7 接头体长度最小值单位：mm
备注：不包括耐磨带长度
4.1.2.1.2 接头体外径的检验与分级应符合SY/T5824标准规定，分级参数见附录A。

4.1.2.2钻柱转换接头
下列钻柱转换接头应报废或停止使用：
a) 公称外径小于或等于178mm的转换接头的本体长度小于550mm，公称外径大于178mm的转换接头的本体长度小于750mm；
b) 接头体均匀磨损后的外径小于表3规定，外径偏磨尺寸大于表3规定；
c) 接头体表面的裂纹、伤痕大于表3规定。

4.1.2.3钻具稳定器接头
下列钻具稳定器应报废或停止使用：
a) 钻具稳定器两端接头体均匀磨损后的外径小于表3规定，外径偏磨尺寸大于表3规定；
b) 钻具稳定器两端接头体表面的裂纹、伤痕大于表3规定；
c) 钻柱型稳定器公头端管体长度低于180mm，井底型稳定器下端管体长度低于200mm。

4.1.2.4方钻杆接头
下列方钻杆应报废或停止使用：
a) 方钻杆下端接头体均匀磨损后的外径小于表3规定，外径偏磨尺寸大于表3规定；
b) 方钻杆两端接头体表面的裂纹、伤痕大于表3规定。

4.1.2.5 加重钻杆接头
下列加重钻杆应报废或停止使用：
a)加重钻杆接头、台肩磨损不得低于表8；
4.1.3接头螺纹
螺纹部位存在下列缺陷的钻具，应报废或停止使用：
a) 严重锈蚀或冲蚀；
b) 内螺纹镗孔径向变形或磨损，其直径变化大于标准镗孔直径1.5mm；
c) 密封台肩面有径向连通的槽痕；
d) 外螺纹的完整螺纹在任一段轴向50.8mm的长度内，螺距累积长度大于标准螺距0.75mm；
e) 内、外螺纹严重粘扣、倒扣、咬伤；
f) 经无损探伤检测判定有超标缺陷。

4.1.3.1接头螺纹台肩面
4.1.3.1.1接头螺纹台肩面宽度
接头螺纹台肩面宽度分级和磨损后的极限尺寸要求应符合下列规定：
a) 钻杆接头螺纹台肩面宽度按SY/T5824标准规定的方法检验和分级，分级参数见附录A；
b) 钻铤接头螺纹台肩面宽度应符合SY/T5369标准要求，磨损后的尺寸应不小于附录B的规定；
c) 钻柱转换接头螺纹台肩面宽度要求与钻铤接头相同，磨损后的尺寸应不小于附录B的规定；
d) 钻具扶正器接头螺纹台肩面宽度要求与钻铤接头相同，磨损后的尺寸应不小于附录B的规定；
e) 方钻杆下端接头螺纹台肩面宽度要求与钻铤接头相同，磨损后的尺寸应不小于附录B的规定。

4.1.3.1.2修理后的接头螺纹台肩面粗糙度应Ra≤3.2μm，使用中的接头螺纹台肩粗糙度应Ra≤12.5μm。

4.1.3.2接头螺纹参数
接头螺纹牙形参数按SY/T5290标准规定的方法检验。

正常磨损后的牙形，其磨损量应满足SY/T5369标准规定，磨损后剩余牙顶宽度应不小于表9规定。

剩余牙顶宽度小于标准牙顶宽度之半的为尖牙，尖牙数应不大于表9规定。

4.2钻杆接头体、加重钻杆、钻铤、方钻杆、钻具扶正器、钻柱转换接头的硬度应≥285HB。

4.3钻杆接头体、加重钻杆、方钻杆、钻具扶正器、钻柱转换接头的力学性能应δb≥930MPa；钻铤的力学性能应δb≥760MPa；钻杆管体力学性能E钢级应δb≥689MPa， X钢级应δb≥724MPa ,G钢级应δb≥793MPa, S钢级应δb≥1000MPa。

4.4无损探伤检测
钻具无损探伤检测的方法可采用磁粉探伤、电磁探伤、超声波探伤、涡流探伤、渗透探伤。

钻具接头螺纹部分宜采用磁粉、超声波、渗透方法检测；钻杆管体过度区和焊缝宜采用超声波方法检测；钻杆管体宜采用电磁方法检测；钻铤、方钻杆、钻具扶正器、钻柱转换接头的接头体和管体宜采用超声波方法检测。

4.4.1钻杆管体超声波测厚方法应符合SY/T5447标准规定，仪器调整、检测和分级判定应：
4.4.1.1 选用频率为2～5MHz的双晶片探头；
4.4.1.2超声波测厚仪测量误差不大于±0.1mm；
4.4.1.3 管体超声波测厚：
` a）测厚部位应在管体外径最大磨损处；
b) 经管体电磁探伤确定的内外表面最大腐蚀坑点处；
c) 管体两端1m 区域内经用内窥镜检查腐蚀情况后，对腐蚀部位复查测厚；
4.4.1.4 测量数据按4.1.1.1和4.1.1.2判定、分级。

4.4.2接头螺纹探伤
接头螺纹探伤可选择超声波、磁粉、电磁、渗透等方法中的超声波+其它方法的任一项。

4.4.2.1钻具螺纹磁粉探伤检测方法应符合SY/T5448标准规定。

仪器调整和缺陷判定应：
a) 选用相对槽深为7/50、15/50、30/50的A型灵敏度试片调整仪器；
b) 线圈法磁化:剩磁法磁化线圈中心磁场强度应不小于 2.4×104A/m；连续法磁化线圈中心磁场强度应不小于8×103A/m；
c) 电磁轭磁化：交流电磁轭在最大极间距时的提升力应大于44N；直流电磁轭在最大极间距时的提升力应大于177N；
d) 钻具螺纹经磁粉检测不应存在任何裂纹。

4.4.2.2钻具螺纹超声波探伤检测，仪器调整和缺陷判定应：
a) 根据探伤接触端面选择合适的直探头，或根据螺纹锥度选择合适的纵波（锥度）探头。

锥度为1：6的螺纹宜选用入射角为2°11ˊ37〞的探头，锥度为1：4的螺纹宜选用入射角为3°16ˊ40〞的探头；
b) 根据检测钻具的材质选择探头频率。

奥氏体不锈钢宜选用的探头频率为2.5MHZ；其它钢材宜选用的探头频率为5MHZ，如果检测深度超过500mm，宜选用的探头频率为2.5MHZ；
c) 根据检测钻具螺纹端面宽度选择探头晶片尺寸。

当钻具螺纹端面宽度大于5mm时，宜选用晶片直径为6～12mm的探头。

当钻具螺纹端面宽度小于5mm时，可采用横波探头在接头体检测；
d) 选用槽深2mm的钻具接头螺纹试块，在钻具螺纹端面或接头体调整仪器。

附录C为纵波直探头钻具螺纹端面试块尺寸。

在试块上调整仪器并按1：1定位，将人工缺陷反射信号波高调为满幅度的50%；
e) 钻具螺纹经超声波检测不应存在回波高度超过接头螺纹试块人工缺陷回波高度50%的缺陷。

4.4.2.3钻具螺纹渗透探伤方法应符合SY/T6508标准规定，选用B型试块或带有自然缺陷的接头螺纹试块检查渗透探伤剂性能。

钻具螺纹经渗透检测不应存在下列缺陷显示：
a) 裂纹、白点；
b) 长度大于2mm的线性缺陷；
c) 单个尺寸大于4mm的圆形缺陷。

4.4.3管体超声波检测包括钻杆管体焊缝及加厚区、钻铤管体端部、加重钻杆管体加厚处、方钻杆管体及端部、钻具稳定器端部、钻柱转换接头本体。

4.4.3.1钻杆焊缝及加厚区管体超声波检测：
a) 选择K值为1～2.5，频率为2.5MHz或5MHz的探头；
b) 调整仪器的试块应符合SY/T5446标准规定，试块材料应与所检测的钻杆管体加厚部位的厚度、
曲率半径及钢级相同，人工缺陷为直径1.6mm的径向通孔。

将人工缺陷反射信号波高调为满幅度的50%；
c) 钻杆焊缝及加厚区管体经超声波检测不应存在回波高度超过试块上人工缺陷回波高度50%的缺陷；也不应存在回波高度虽低于试块上人工缺陷回波高度的50%，但周向长度大于20mm的缺陷。

4.4.3.2钻铤管体端部、加重钻杆管体加厚处、方钻杆管体及端部、钻具稳定器端部、钻柱转换接头本体超声波检测：
a) 选择K值为1～2.5，频率为2.5MHz或5MHz的探头；
b) 调整仪器的试块应符合SY/T5144标准规定，试块材料应与所检测钻具管体的厚度、曲率半径及钢级相同，纵向和横向人工缺陷均为直径1.6mm的通孔。

将人工缺陷反射信号波高调为满幅度的50%；
c) 经超声波检测不应存在回波高度超过试块上人工缺陷回波高度50%的缺陷；也不应存在回波高度虽低于试块上人工缺陷回波高度的50%，但周向长度大于20mm的缺陷。

4.4.4 钻杆管体电磁感应检测
a) 钻杆管体电磁感检测方法应符合SY/T6474标准规定；
b) 调整仪器的样管应符合API Spec 5D 钻杆规范标准规定，样管材料应与所检测钻杆管体的厚度、曲率半径及钢级相同，人工缺陷深度为12.5％壁厚，宽度1 mm的周向槽（或1/3圆周的横向槽），并结合Φ3.2平底孔，孔深分别为20％壁厚、30％壁厚、40％壁厚；或直径为1.6mm的通孔；
c) 用样管校验探伤设备的灵敏度；
d) 钻杆管体电磁感应探伤应对缺陷定位、定量，结合其他检测方法对缺陷进行确认。

根据探伤检测结果，经测厚复查，管体按4.1.1.1判定、分级。

5检验规则
5.1分级与维修检验
经过钻井使用过的钻具和新进入工区的旧钻具在使用前应进行分级检验和维修后检验。

检验内容为：
a) 尺寸检验，包括管体、接头体尺寸和接头螺纹尺寸检验；
b) 硬度检验；
c) 无损探伤检验；
d) 分级评价。

5.2钻井现场检验
重点井、特殊井开钻前或钻井期间使用的钻具、将要处理井下事故的钻具、处理过井下事故的钻具，应在钻井现场对重点钻具检测。

检测内容为：
a) 无损探伤；
b) 螺纹。

5.3监督检验
经维修后的钻具，可由第三方对维修质量进行监督检验，检验内容为：
a) 接头螺纹；
b) 硬度；
c) 无损探伤。

附录A
（规范性附录）
钻杆接头分级参数
表A1（续）
附录B （规范性附录）
钻铤磨损后接头台肩面宽度极限尺寸参数
（规范性附录）
钻具接头螺纹纵波直探头端面超声波探伤试块尺寸
（规范性附录）
钻杆过渡带探伤人工对比试块
附录E
（规范性附录）
钻具接头螺纹电磁探伤试块
刻槽均布于螺
纹后3牙牙底，
长度不小于6。