用途/事例

アプリケーションノート

油井ダウンホール削岩ツール検査

oil well drilling pipes

用途ダウンホール削岩ツールの回転式ショルダー接合部(RSC)に発生する亀裂を検出します

背景油井およびガス井の垂直深さの範囲は3,500~30,000フィート(1,050~9,000メートル)です。油井掘削機器は高温や地層中に閉じ込められた損傷性ガスにさらされると同時に、引っ張り、腐食、および繰り返し荷重にさらされます。荷重や環境の影響によるダウンホール削岩ツール(以下、ドリルステムとします)の破損のメカニズムが一般的です。通常、ドリルステム部品が破損すると、ボーリング機械にかかる1日あたりのコストは莫大となり、ドリルステム部品の喪失と油井廃棄の可能性さえ生じます。

ドリルステム部品は両端を突合せて接合することで、連続したストリングを形成します。この接合部が「回転式ショルダー接合部(RSC)」です。通常、ドリルステム接合部の破損は、繰り返し荷重の結果、疲労亀裂が進行して起こり、油井内でドリルストリングが完全に分解することに至ります。

ドリルビット近くのドリルストリング領域は「ボトムホール・アセンブリ(BHA)」として知られています。接合部破損が最も頻発する領域です。

装置EPOCHシリーズ探傷機、(EPOCH 1000, EPOCH 600, EPOCH XT, EPOCH LTC)
V109-RM直接接触型超音波探触子(5 MHz、直径0.5インチ)

手順:直接接触型超音波探触子を用いた垂直ビーム試験です。縦波はピンおよびボックス接合部の先端部から入れ、操作者が亀裂エコーを探します。

ピンおよびボックス接合部はテーパー設計で製作されます。一般的なテーパーは1フィートあたり2~3インチです。RSCに超音波試験を行う際は、下図のように、超音波ビームの指向角をもつ拡がりを利用してねじ山の根もとから成長する亀裂を検出します。

Pin and Box Connection Illustration

なめらかで、きれいな表面が良質な検査には不可欠であることから、ピンおよびボックス端部の表面仕上げが必要です。この試験の校正はIIW1型試験片で行えます。縦波を使ったRSC検査のために距離校正はIIW1型試験片の4インチと8インチの寸法長さ部分を用いて実施します。感度校正は類似のタイプおよびサイズのRSCに切り込まれたEDM基準ノッチを使って実施します。ノッチはピンおよびボックスの接合部(RSC)の最も深いねじ底に付けなければなりません。

亀裂に加え、RSCの超音波検査は水素損傷、異物、さらに作業上あるいは製造上の問題を含むねじ山範囲を超えた領域の異常の検出可能性を有しています。その他の利点は以下の通りです。

• ボーリング機械のダウンタイムを低減するより速い検査プロセス
• ピンおよびボックス接合部の内径側・外径側の検査
• ドリルカラー、安定器、サブを含む、多くのダウンホール・ツールの全長検査

湿式蛍光磁粉など他の検査プロセスは表面検査のみで、通常ねじ山部分のみ適用されます。湿式蛍光磁粉試験(WFMT)はRSCの標準検査です。WFMTは表面破損異常に対する感度が非常に高いです。WFMTとUTを組み合わせることで、RSCの最高レベルの試験を実現します。

関連試験:油井削岩分野には他にも数多くの超音波試験向けのアプリケーションがあり、シャフト、保持ピン、およびリフト機の検査、腐食減肉厚さ測定、浸水試験、圧力容器および構造機械の溶接部IIWI検査が含まれます。

この用途に使用される製品

EPOCH 1000 シリーズ

フェイズドアレイ機能(断面映像化)を搭載した高性能超音波探傷器です。

EPOCH 600NEW

高い性能と使いやすさにこだわった「ハイクオリティ&ユーザーフレンドリー」モデルの超音波探傷器です。

EPOCH LTC

わずか0.96 kgの堅牢でコンパクトな超音波探傷器です。マルチカラーVGAディスプレイ、PC用USB On-the-Go ポート、ダイナミックDAC/TVGは標準装備です。

EPOCH XT

数多くの機能を標準装備した高性能な超音波探傷器です。調整可能な矩形波パルサー、選択可能な狭帯域および広帯域のデジタルフィルターなど。

OmniScan MX

OmniScan MXは先進のマルチテクノロジー探傷器です。高速データ収集を実現し、パワフルなソフトウエア機能を備えたポータブルなモジュール交換式の探傷器で、マニュアルおよび自動探傷を効率的に行うことができます。PAモジュールとUTモジュール、そしてECモジュールとECA(Eddy Current Array)モジュールが選べます。

OmniScan MX PA

OmniScan PAでは手動・自動のフェイズドアレイ検査を行うことができます。多彩な機能を搭載したAスキャン、Bスキャン、Sスキャン、Cスキャン表示とリアルタイムのデータ処理が可能です。16:128(同時制御振動素子数:駆動可能素子数)、さらに16:16M(Mは、マニュアル検査用モジュールを意味する)、16:64M、32:32、32:128のモジュールと組み合わせ可能です。

Inspection & Measurement Systems
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フェイズドアレイ/ スキャナー

ポータブル超音波/渦流探傷器

インライン非破壊検査システム