无线随钻测量信息传输的现状与问题

为了及时获得钻井作业时的随钻测量信息,准确建立地面与井底之间的闭环信息流通,对无线随钻测量信息的传输方式进行了研究。介绍了钻井液脉冲、电磁波、声波三种无线随钻测量信息传输的工作原理,对比了三种传输方式的优缺点,并对三种传输方式存在的问题进行了详细分析。最后,指出了无线随钻测量信息传输方面的研究重点:钻井液脉冲传输方式应研发连续波信号发生器,实现更高的数据传输速率、工作可靠性以及环境适应能力;电磁传输方式应优化信号发生器的工作频率和效率,研究微弱信号检测及处理,增加信号中继器等技术,提高电磁传输信号的距离;声波传输方式应在码间干扰、噪音、声波能量的衰减等方面予以研究。     

应力释放槽对钻杆接头力学性能的影响

钻杆接头是钻柱最薄弱的环节,在钻进过程中极易失效。采用有限元分析方法对钻杆接头的应力特征进行了分析,结果表明,密封面处接触压力分布不均和啮合大端第一螺纹牙处应力集中是影响钻杆接头力学性能的主要因素。在公扣、母扣台肩转角处开应力释放槽可以有效改善钻杆接头的应力分布,降低应力峰值,使von Mises应力和接触压力分布更加均匀,有利于提高钻杆接头的承载能力和密封性能。此外,仅在公扣台肩转角处或母扣台肩转角处开应力释放槽也可有效改善接头的应力分布,但效果与公扣、母扣台肩转角处均开应力释放槽相比稍差。      

30CrMnMo钢管热处理裂纹原因分析

某公司一批30CrMnMo原料钢管在调质热处理后的超声波检验中,发现大部分管体存在热处理裂纹缺陷。对带有缺陷的管体和入厂原料管体分批取样,采用直读光谱仪、金相显微镜、扫描电镜等设备分析缺陷样品的化学成分、金相组织、宏观和微观形貌。分析结果表明:该批原料钢管存在轧管折叠、内壁凹凸不平和P元素偏析缺陷;在热处理淬火时,上述缺陷引起应力集中,产生大量淬火裂纹,导致管体开裂。建议钢管原料厂改善轧制工艺,减少轧制折叠、凹坑缺陷;并且提高钢材冶炼质量,严格控制P等有害元素的含量。     

双台肩钻杆接头纵向裂纹失效分析

在钻井过程中,曾发生数起双台肩钻杆接头产生纵向裂纹引起的钻井事故。为了查明该钻杆接头纵裂的原因,用宏观和微观形貌观察、化学成分分析、力学性能试验、应力分布有限元模拟等手段对失效接头进行了分析。结果表明,双台肩钻杆接头的结构特点是导致接头失效的主要原因。建议减小接头螺纹锥度以提高接头的抗扭能力,避免失效事故的发生。     

S135钻杆管体断裂原因分析

某井发生井涌之后一根S135钻杆断裂。对钻杆断裂事故进行了详细调查和试验分析。结果表明,钻杆在使用过程中所受载荷远低于钻杆的承载能力,钻杆材质本身符合标准要求,可以排除钻杆过载断裂的可能性。钻杆断裂原因是H2S应力开裂所致。并提出了预防钻杆发生H2S应力开裂的措施。     

某井N80钢级套管脱扣和粘扣原因分析

对某井Φ139.7mm×7.72mm N80钢级长圆螺纹套管脱扣和粘扣事故进行了详细的调查研究。分析认为套管发生脱扣的原因主要是由于下套管上扣时螺纹接头发生严重粘扣,使其连接强度大幅度降低所致。该井井口中心与管柱轴线偏离较多,且采用钻杆液压钳下套管,在上扣过程中套管接箍严重夹持变形,外螺纹接头与严重夹持变形的接箍上扣配合之后导致套管严重粘扣损坏。套管严重粘扣还与套管本身抗粘扣性能差有一定关系。     

定向钻穿越S135钢级钻杆的断裂分析

为查明某定向钻穿越S135钢级钻杆断裂的原因,对失效钻杆的断口形貌、化学成分、力学性能和微观组织进行了分析,并运用断裂力学理论进行了相关计算。结果表明:失效钻杆的断裂性质属于脆性断裂;钻杆在生产过程中,管体加厚过渡带外表面存在横向淬火裂纹,使用时裂纹尖端形成了较大的应力集中,当裂纹尖端实际受到的应力大于裂纹发生失稳扩展的临界应力时,钻杆便发生断裂失效。     

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。     

MAA-250型铸钢吊卡解剖分析

本文详细介绍了对美国BJ公司MAA-250型吊卡的解剖分析结果。该型吊卡主体为低碳Ni-Cr-Mo系合金铸钢,相当于ASTM A732 9Q铸钢,其金相组织为回火索氏体和回火屈氏体的混合组织。钢材的淬透性较高,冷脆倾向较低,缺口敏感度小。该型吊卡主体及其他各零件的选材和工艺应用,还体现了“等强度设计”思想。     

对提高钻杆工作寿命的建议

全文对进口美国的一套使用寿命较长的钻杆进行了比较全面的解剖分析。根据解剖分析结果,结合作者的实践经验,论述了提高钻杆使用寿命的途径。