S135钻杆内螺纹接头胀扣失效分析

本文对某油井发生的Ф127mmS135钻杆内螺纹接头胀扣失效事故进行了调研，并对其胀扣失效原因进行分析。结果表明，钻杆接头的材质符合行业标准要求；钻杆内螺纹接头胀扣失效的原因是外螺纹接头密封台肩面倒角直径过小，井下钻柱扭矩过大。内螺纹接头密封台肩面承受的接触压力超过材料屈服强度，导致内螺纹接头密封台肩面下陷，外螺纹接头密封台肩面进入内螺纹接头镗孔段，致使内螺纹接头发生胀扣失效。     

对现行钻杆标准技术条款的分析研究

在对大量失效钻杆进行分析研究的基础上,对目前执行的中国石油天然气行业钻杆标准的技术条款进行了仔细的分析研究,提出了加强对现行钻杆技术条款修订的必要性和重要意义。同时,在理论分析和大量试验数据的基础上,阐述了对现行钻杆标准中钻杆管体材料纵向冲击韧度指标、钻杆接头材料横向冲击韧度指标以及钻杆接头力学性能试样取样方法的修改依据,并提出了修改的具体指标值,为钻杆标准的修订提供了参考。     

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。     

端面金属自密封特殊钩形螺纹有限元分析

针对常规API套管螺纹在膨胀时不能保持其结构和密封性能的问题,设计了一种端面金属自密封的膨胀套管特殊钩形螺纹结构,根据弹塑性有限元理论,建立了该特殊螺纹的有限元模型,模型结构中包括膨胀锥、膨胀套管及其特殊螺纹结构,研究了膨胀过程中特殊螺纹部分的Von Mises应力分布大小,结果表明该螺纹满足力学要求。分析了套管膨胀后端面金属自密封处的密封性和特殊螺纹部分的密封性,最终提出在预留退刀槽部分设计安装1个橡胶密封圈,增加1个密封圈后,能够保证该特殊钩形螺纹的密封完整性,为膨胀套管特殊螺纹结构设计提供了理论依据。     

复杂深井钻柱安全性研究

钻具的安全是安全高效地进行油气资源开发的基本条件和重要保障.通过对各大油田钻具失效的现场调研和失效分析数据统计,全面、系统地阐述了钻具失效的现状、失效形式、失效原因及预防措施,对深井、超深井等复杂深井的钻具安全具有重要的指导意义.     

钻杆接头台肩根部刺漏失效分析

通过力学性能测试、化学成分分析、金相检验和断口分析等方法对某井发生的钻杆接头台肩根部刺漏失效原因进行了分析。结果表明：材料冲击功低于标准要求,接头台肩根部受到严重腐蚀,形成大而深的腐蚀坑,在交变应力作用下,裂纹萌生于腐蚀坑底部,并迅速扩展,最终导致钻杆接头发生早期腐蚀疲劳失效。     

钻杆失效分析中仿真模拟技术的应用

钻杆失效事故在石油勘探开发中经常发生,在对钻杆内加厚过渡区刺漏失效原因进行分析的过程中,借助大型的ANSYS有限元仿真模拟分析软件,根据钻杆结构和受力特点,建立分析模型,对钻杆受力状态进行了仿真分析。模拟结果表明:钻杆内加厚过渡区是整个钻杆的薄弱位置,内加厚过渡区长度miu和过渡区倒角圆弧半径R对该处应力集中系数Kt有直接影响,模拟结果与实际情况非常吻合,并模拟优化了内加厚过渡区应力集中系数Kt最小时对应的miu和R。仿真模拟分析技术不仅有助于钻杆失效原因分析,而且为钻杆结构优化和改进提供了有效的研究方法和手段,节约了大量的物力和财力。     

非正常井眼对气体钻井下部钻具受力影响研究

提出了气体钻井中有井壁坍塌的非正常井眼下部钻具受力影响的研究,根据现场井眼坍塌形状,将该非正常井眼简化为椭圆截面的坍塌井眼,建立了下部钻具有限元分析的力学模型,开发了其有限元分析的ANSYS-APDL程序,可以方便地对钻具进行有限元力学分析.研究了4种非正常井眼情况下,下部钻具的受力情况,得到了钻具在坍塌井眼附近的变形位移、钻具弯矩、钻具内的应力分布大小以及钻头的偏转角等,为气体钻井坍塌井眼的井斜机理研究提供了研究方法和为其防斜打快提供了理论依据.     

φ127mmS135钻杆刺漏失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、金相检验、断口分析和力学性能检测等方法并结合钻杆的受力和环境工况对φ127mmS135钻杆管体发生刺漏失效的原因进行了分析。结果表明：钻杆的刺漏失效形式为腐蚀疲劳失效;钻杆外表面存在腐蚀坑,在交变应力的恶劣工况作用下于腐蚀坑底部萌生疲劳裂纹并扩展,最终发生刺漏失效。     

钻杆接头断裂原因分析

通过断口分析、金相检验、化学成分分析和力学性能测试等方法对钻杆接头断裂原因进行了分析。结果表明:钻杆接头在使用过程中受到了环境中硫化氢的腐蚀,发生了硫化氢应力腐蚀开裂,随着裂纹扩展最终导致断裂。