钻铤内螺纹接头开裂失效分析

通过宏观分析、力学性能测试、化学成分分析、金相组织和微观断口分析,对某井发生的钻铤内螺纹接头开裂失效原因进行分析。结果表明,钻铤规格和螺纹型号匹配不当降低了钻铤的服役能力,在服役过程中交变应力载荷作用下,应力集中最为严重的最后旋合螺纹根部萌生疲劳裂纹并扩展,最终致使钻铤接头开裂失效。     

气动执行器灰铸铁支架断裂失效分析

安装于某炼化厂一处管路上的调节阀组件的气动执行器灰铸铁支架发生了断裂。通过断口形貌检查、材料强度测试、显微组织分析,以及对裂纹起源和扩展的讨论,分析了支架的失效模式和断裂原因。认为支架与阀体未能紧固安装是造成安装孔内壁发生破坏、形成裂纹起源的直接原因。管路系统振动引起的交变载荷和执行器自重带来的静载荷共同作用,导致执行器支架发生疲劳断裂。提出了针对此断裂失效的预防改进措施。     

G105钢级钻杆外螺纹接头裂纹原因分析

某油田在定向钻井作业过程中有多根G105钢级钻杆外螺纹接头出现断裂和裂纹。对该井钻杆使用情况进行调查研究,并对1根螺纹牙底有裂纹的外螺纹接头进行失效分析。失效分析内容主要包括断口观察、钻杆接头材料化学成分分析、力学性能及金相组织分析,并通过有限元方法模拟分析API标准NC31接头受到复合载荷时的应力分布状态,比较NC31接头标准外径与增大外径时外螺纹接头螺纹牙受力情况。分析结果表明:接头螺纹牙底裂纹为疲劳裂纹,钻杆接头外螺纹大端第1~3牙为应力集中区域。由于在该定向井造斜点附近井眼全角变化率较大,存在较大的结构弯曲,使接头承受较大的交变复合载荷,最终在接头螺纹应力集中区萌生疲劳裂纹,导致失效。     

抽油机井油管断裂失效性质的判定

油管内壁载荷谱测定进一步明确了油管在工作状态下承受轴向拉 -拉交变载荷 ,其断裂部位全部在应力集中的齿根处。对油管断口进行了宏现和微观形貌分析。宏观上可明显观察到疲劳断口的裂纹扩展区和瞬断区 ;微观上在少数油管断口中观察到了典型的疲劳辉纹 ,在很多断口上观察到了疲劳台阶和二次裂纹。由此可以断定油管断口属疲劳断口 ,油管的断裂失效性质是疲劳断裂。     

钻铤接头丝扣的加工对上扣扭矩的影响

根据试验数据,丝扣的表面光洁度影响上扣扭矩。钻铤用户可通过规定丝扣表面光洁度—与通常规定台肩表面光洁度相同—获得经济利益。数据表明,车床加工的丝扣比用专用刀具和刚度好的、精密的铣床所滚铣的丝扣更合乎要求。现场损坏在钻井工业中,常见的一个问题是钻铤接头发生损坏。其损坏包括:台肩磨损、丝扣伸长、母扣膨胀、丝扣产生裂纹或疲劳断裂。为了解决这些问题。许多研究工作已对下列各方面进行探索:材料的改进、丝扣结构、应力释放槽、合适的上扣扭矩值和丝扣油等。钻铤接头的损坏,尤其是台肩损坏的一个较普通的解释是钻铤接头上扣扭矩不足。     

40Cr泵轴断裂失效分析

通过化学成分分析、机械性能试验、微观组织分析和断口SEM观察等方法,对40Cr泵轴断裂的原因进行了分析研究。结果表明:带状组织和魏氏体组织使轴的屈服强度和抗拉强度下降,芯部螺纹孔的机械加工损伤、材料中的非金属夹杂物等缺陷处形成应力集中,在内应力以及外加扭矩载荷的作用下,萌生微裂纹并进一步扩展,最终导致了泵轴的脆性断裂。     

抽油机油井油管断裂失效性质的判定

油管内壁载荷谱测定进一步明确了油管在工作状态下承受轴向位－拉交变载荷,其象一部在应力集中的齿根处。对油管断口进行也宏观和微以形貌分析。宏观上可明显观察到疲劳断口的裂纹扩展区的瞬断区;微观上的少数油管断口中观察到了典型的疲劳辉纹,在很多断口上观察到了疲劳台阶和二次裂纹。由此可以断定油管断口属疲劳断口,油管的断裂失效性质是疲劳断裂。     

钻铤内螺纹接头横向开裂失效分析

某井发生钻铤内螺纹接头横向开裂失效。进行了宏观分析、力学性能测试、化学成分分析、金相组织和微观断口分析,结果表明,钻铤材料中MnS夹杂物超标,螺纹底部和牙侧存在腐蚀坑和加工划痕,这些缺陷的存在降低了钻铤的服役能力;钻铤接头应力减轻槽加工不符合标准要求,致使内螺纹接头螺尾根部成为螺纹连接的薄弱部位,在交变应力作用下,应力集中的螺尾根部萌生裂纹并疲劳扩展,导致钻铤接头横向开裂。     

石油钻具荧光磁粉检测有窍门

石油钻具是通过螺纹连接而形成数千米的钻柱，应用于石油钻井勘探作业工程。钻具在旋转钻进过程中，由于受到拉、压、扭、弯曲和冲击载荷等复杂交变应力的作用，在螺纹连接处形成应力集中，外螺纹台肩处承受其全部应力的40％，螺纹末端2—3扣处承受60％，内螺纹上紧后与外螺纹端部未啮合螺纹承受内螺纹所受应力的100％，这些部位极易产生疲劳裂纹，一旦形成并迅速扩展，会造成严重的钻井事故和经济损失。     

套铣钻杆接头螺纹断裂分析与有限元模拟

为了确定某油田在一次套铣作业时NC31(LH)钻杆外螺纹接头断裂的原因,对断裂钻杆接头的断口宏观、微观形貌、化学成分、力学性能和金相组织等进行了试验分析,并用管柱拉扭复合载荷图及有限元分析方法,对断裂失效的钻杆管体及接头的性能进行相关计算.分析结果表明,断裂钻杆化学成分与力学性能合格;断裂原因为套铣作业时,井底钻柱承受...     

钻铤螺纹失效分析及解决措施

在钻井过程中，钻铤螺纹承受的载荷非常复杂，常发生失效事故。通过对钻铤螺纹失效问题的深入分析，找出了钻铤螺纹失效的主要原因，提出了采用双台肩螺纹接头、数字型螺纹和使用成型梳齿刀具加工螺纹等3种解决措施。重点对双台肩螺纹接头进行了分析计算，证明了采用双台肩螺纹接头解决钻铤螺纹失效事故的有效性。     

钻铤螺纹连接疲劳失效研究

钻铤螺纹连接失效是钻铤失效的主要形式，在整个钻具失效事故中占很大比重。从分析螺纹载荷分布和螺纹应力分布入手，得出造成钻铤螺纹连接疲劳失效的原因是螺纹连接载荷分布极不均匀和应力局部集中，并据此提出了通过降低啮合区螺纹牙高度和采用不同摩擦系数的螺纹脂使载荷分布更合理、加工应力减轻槽改善应力分布和对螺纹表面进行处理预防钻铤连接疲劳失效的工艺技术措施。     

气体钻井API钻铤螺纹多轴疲劳寿命研究

据现场钻具失效统计,气体钻井在大钻压作用下,常发生钻铤螺纹疲劳断裂失效。因此,引入多轴疲劳强度理论到气体钻井钻铤疲劳寿命研究,借助Pro/E软件建立API钻铤螺纹三维实体模型,并在气体钻井钻铤螺纹模型计算结果的基础上分析了API钻铤螺纹的应力分布规律,根据多轴疲劳寿命理论预测得到气体钻井钻铤螺纹的疲劳寿命值约为2×105次。研究结果为气体钻井API钻铤螺纹快速失效机理研究提供了参考。     

钻铤螺纹联接载荷分布规律与疲劳失效

钻铤螺纹联结失效是钻铤失效的主要因素，在整个钻具失效事故中占很大比例。疲劳是导致螺纹联接失效的主要原因。文中从螺纹载荷分布入手，运用有限元软件分析螺纹疲劳失效机理，最后提出预防螺纹先期疲劳失效的措施。     

基于三维有限元模型的钻具连接螺纹上扣扭矩影响分析

建立了钻具连接螺纹的轴对称和三维空间有限元模型,分析了钻具螺纹在给定上扣扭矩作用下外螺纹和内螺纹的应力变化。在相同上扣扭矩作用下,空间模型较轴对称模型螺纹第1扣根部应力增大了20%左右。分析出由于空间螺旋效应对钻具螺纹应力的影响,为钻具连接螺纹的失效分析和轴对称分析的研究方法提供了理论依据。     

高强度钻铤螺纹的研制及应用

在分析钻铤螺纹失效部位及原因的基础上，研制了高强度钻铤螺纹，它与普通钻铤螺纹相比，只是在外螺纹小端增加了一段光平的锥体。当钻铤上扣到规定扭矩时形成第二台肩，第二台肩和第一台肩同时顶紧，螺纹最小截面积可增加４３％，增加了螺纹承载能力。现场使用表明，使用高强度钻铤螺纹是延长钻铤寿命、减少井下事故的一种有效措施。     

一种新型钻铤接头应力减轻结构的效果分析

石油钻铤失效事故大多发生在外螺纹接头靠近台肩处的最末啮合扣位置,而疲劳断裂与断裂处的应力水平有很大关系,应力水平越高,越容易发生疲劳断裂。因此,如何减小钻铤接头的局部应力集中、改善应力分布,一直是研究的热点问题。在API应力减轻结构的基础上,设计了一种新型应力减轻结构,并进行了实际应用。在考虑摩擦因数的前提下,利用有限元方法,对该新型结构进行了详细分析,对比了API接头、API应力减轻结构和该新型结构的效果,分析了3种结构在台肩面、螺纹牙上的应力分布以及台肩面上的接触力分布。结果表明,该新型结构可以有效地减小钻铤接头局部应力峰值,改善接头的应力分布,从而为改进钻铤接头设计、提高钻铤寿命提供了参考。     

某G105钻杆接头损坏原因分析

为了找出某油田G105钻杆内、外螺纹接头损伤原因,对现场使用的失效钻杆接头进行了宏观分析、理化性能检验、金相及显微组织分析。结果表明,受损的钻杆内、外螺纹接头的化学成分和力学性能均满足API SPEC 5DP—2009标准要求,钻杆接头主要的失效原因为粘着磨损,是在上扣过程中扭矩过大造成的,同时,螺纹脂涂抹不均匀、钻杆接头镀层质量欠佳也是造成粘着磨损的因素。     

钻铤螺纹联接处载荷分布规律研究

根据弹性力学理论，通过对钻铤接头螺纹的受力分析，分别建立了上扣扭矩、轴向外载和内外水压力作用下的螺纹载荷计算模型。依据此模型，详细分析了钻铤螺纹的载荷分布规律，提出了改进钻铤接头受力状态，减少应力集中的主要措施。