钻杆外螺纹接头断裂失效分析

结合服役工况条件,通过理化性能检测,对某钻井过程中发生的钻杆外螺纹接头断裂失效事故原因进行了分析。结果表明,钻杆外螺纹接头的断裂失效主要是由于钻井过程中钻杆外螺纹接头锥面斜坡附近位置堆积了大量岩屑,堵塞了泥浆循环通道,导致泥浆循环不畅,在钻柱旋转过程中,钻杆外螺纹接头与堆积岩屑之间发生剧烈摩擦作用而导致其局部温度迅速升高,钻杆接头承载能力大幅度下降,在拉伸和扭转载荷作用下发生塑性断裂失效。     

陶瓷装甲材料动态力学研究进展

陶瓷材料以其"高硬度、高强度、高韧性、低密度"的"三高一低"优异特性,现已成为主要装甲防护材料之一。基于国内外陶瓷材料动态力学特性与损伤失效机制的研究成果,探讨不同应力状态下陶瓷材料动态断裂、失效过程及动态力学行为,分析陶瓷动态冲击应力-应变关系,指出目前国内外陶瓷动态断裂韧性的测试方法,重点论述陶瓷材料动态力学发展方向、研究重点及其对陶瓷装甲材料改性的影响效应。     

V150高强度钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

V150高强度超深井钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

石油钻杆H2S腐蚀研究进展及其综合防腐

石油钻杆是钻井装备中重要的钻具,其腐蚀失效是阻碍钻井效率提升的重要因素.本文综述石油钻杆的硫化氢(H2S)腐蚀现状,阐述钻杆的H2S腐蚀影响因素与机理,提出石油钻杆的综合防腐措施及发展趋势.     

钻杆螺纹无损检测方法综述

钻杆螺纹根部疲劳裂纹是钻杆钻井服役中产生的常见缺陷类型，是钻杆发生断裂的一个重要原因。分析了钻杆螺纹失效的特点，介绍了国内外现有的几种钻杆螺纹的无损检测方法，对这些方法的原理、实现方法及优缺点进行了说明与分析，最后对钻杆螺纹的检测方法进行了总结。     

第四章 金属材料断裂韧性的测试

一、断裂韧性的概念断裂韧性是金属材料固有的一种机械性能。它是随着断裂力学这门学科的发展提出来的,是材料机械性能的一项新参量,由试验测定获得。按传统的强度概念,是由σ_s、σ_b、δ、ψ和α_K五个参数表示材料的力学性能的。断裂力学则新提出了反映材料抗断裂程度的断裂韧性参量,由断裂力学基本理论,其断裂韧性的参量有:G_(1C)、K_(1C)、δ_C和J(1C)等。它们与以前所提出的参量G、K、C.O.D和J等是     

钢的动态断裂韧性及止裂韧性的研究现状

根据国内外关于动态断裂力学性能的研究文献，对动态断裂韧性KId(JId)及止裂韧性的研究现状进行了概括总结。     

石油天然气钻具的超声波检测

随着石油工业的不断发展,在石油和天然气的勘探开发中,钻井工作的发展占有非常重要的位置,是进行石油勘探的主要方法之一。而钻井工作中井下钻井工具一直是薄弱环节,容易发生事故。井下钻井工具主要由方钻杆、钻柱、钻铤和配合接头等组成,这些钻具在钻井过程中受力情况复杂,经常发生钻具断裂事故,给油田带来重大的经济损失,严重制约了油田的发展。经大量观察分析发现,钻具的断裂有时是由于受到瞬间超载荷造成的,而更多的时候是由于未及时发现钻具外部或内部的裂纹等缺陷而不能承受瞬间超载荷或连续载荷造成的,这种情况是完全可以避免或…     

断裂力学的基本理论

前言断裂力学是固体力学的一个新分支。主要任务是研究有裂纹状缺陷的材料和结构在各种应力状态、温度和介质条件下的力学行为,提出描述裂纹尖端区域力学状态的参量,并建立断裂准则。因而对于工程结构的安全经济设计、断裂的控制和防止,具有重大的指导意义。断裂力学的基本理论按其研究对象特性分,有线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学;按载荷性质分,有静态断裂力学和动态断裂力     

国内外高强度钻杆的技术质量评述

高强度石油钻杆在钻井设备和工具中占有十分重要的地位。通过对国内外 S135， G105钻杆的解剖分析与实物质量评价试验，结合国内外文献，综合论述了国内外钻杆的选材、机械性能、几何尺寸和结构特点以及整体钻杆的极限承载能力。     

石油方钻杆窄间隙焊接接头断裂韧性

研究了40CrMnMo石油方钻杆窄间隙脉冲焊接接头动态断裂韧性(KId)的测试及计算方法.结合石油方钻杆的使用方法、管体结构尺寸与焊接特点,试验选用多次冲击三点弯曲试验方法,对方钻杆的焊接接头的断裂韧性进行测定.试验过程采用多次冲击加载方法,用显微镜测量裂纹深度,用FORTRAN语言编程计算a值及KId.结果表明,焊缝的KId为母材的96%,但熔合线的KId值仅为母材的89%,通过分析试件的断口及接头的金相组织,发现熔合线粗大的魏氏组织是导致该区KId值下降的主要原因.     

苏里格地区钻具失效机理及预防措施

对2010年上半年苏里格地区所发生的钻具失效事故进行了数据收集和统计分析。统计表明,该地区最为常见的钻具失效类型依次为钻杆的疲劳/腐蚀疲劳失效、钻铤螺纹接头的疲劳/腐蚀疲劳失效和钻杆管体过载断裂失效3种。简单分析了导致这3种失效的原因,并提出了有效的预防措施。     

Environmentally Assisted Cracking of Drill Pipes in Deep Drilling Oil and Natural Gas Wells

Corrosion fatigue (CF), hydrogen induced cracking (HIC) and sulfide stress cracking (SSC), or environmentally assisted cracking (EAC) have been identified as the most challenging causes of catastrophic brittle fracture of drill pipes during drilling operations of deep oil and natural gas wells. Although corrosion rates can be low and tensile stresses during service can be below the material yield stress, a simultaneous action between the stress and corrosive environment can cause a sudden brittle failure of a drill component. Overall, EAC failure consists of two stages: incubation and propagation. Defects, such as pits, second-phase inclusions, etc., serve as preferential sites for the EAC failure during the incubation stage. Deep oil and gas well environments are rich in chlorides and dissolved hydrogen sulfide, which are extremely detrimental to steels used in drilling operations. This article discusses catastrophic brittle fracture mechanisms due to EAC of drill pipe materials, and the corrosion challenges that need to be overcome for drilling ultra-deep oil and natural gas wells.     

Study on the impact toughness and diffusible hydrogen of G105 drill pipe steel in wet H2S environment

In order to investigate the influence of wet H₂S environment on impact toughness of G105 drill pipe steel, the impact test of drill pipe exposed to NACE A solution for different time was carried out. Meanwhile, the diffusible hydrogen concentration was measured to study the relationship between diffusible hydrogen and impact toughness damage. The results suggest that with the increase of corrosion time, the impact energy of G105 drill pipes decreases from 107.7 to 88.4?J, and the dynamic fracture toughness decreases gradually. The impact toughness damage increases as the diffusion hydrogen concentration increases. However, the impact energy recovery happened after hydrogen releasing. The quasi-cleavage features occur with the increasing of hydrogen concentration.     

宝钢钻杆技术的最新发展

介绍了宝山钢铁股份有限公司钻杆技术的最新发展。从理论研究方面,叙述了钻杆加厚过渡区失效分析与有限元分析的研究成果。在质量的持续改进方面,介绍了材质的纯净度、韧性、内加厚过渡区Miu长度、直度等钻杆关键技术指标的改进情况。在新产品开发方面,介绍了BGDS高抗扭钻杆、NC52非标钻杆、抗硫钻杆等新产品的开发与使用情况。     

提高S135钻杆强韧性的热处理工艺研究

采用等温淬火工艺和回火工艺对S135钻杆管体进行热处理,研究了等温淬火时间和回火温度对其强韧性的影响.试验结果表明:随着等温淬火时间的延长和回火温度的提高,钻杆管体材料的屈服强度和拉伸强度下降,而塑性和韧性指标上升；等温淬火时间和中低温回火对其韧性影响较小.介绍了显著提高钻杆管体材料韧性的热处理工艺制度.经该工艺处理后...     

钻杆溶解氧腐蚀影响因素分析

溶解氧腐蚀是钻杆使用寿命下降的最重要的原因。通过试验研究和文献分析,论述了钻井施工过程中服役环境、溶解氧浓度、泥浆pH值、井下温度、压力、钻井液、钻杆材质等诸多因素对钻杆溶解氧腐蚀的影响。分析认为,氧浓度对钻杆腐蚀起主导作用,钻杆腐蚀速度随着氧浓度的增加而加快;防止钻杆氧腐蚀最简便的措施是提高钻井液的pH值,最有效的办法是采用除氧剂对钻井液进行除氧。     

基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

由于川渝地区的地层结构较复杂，在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积，使得岩屑运移难度大，最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故。为了提高页岩气井的携岩能力，提出一种新型铝合金钻杆，对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析，得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力，也可以降低摩阻，减少钻井液压耗，再对该钻杆进行力学分析与建模，利用实际参数计算，验证了钻杆的可浮性；然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析，提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下，利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真。改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度，对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析，并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比，研究了两种钻杆的岩屑运移率，最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率。该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义。