石油钻杆加厚过渡区失效分析

对钻杆加厚过渡区失效事故进行分析,确定了钻杆加厚过渡区的失效特征、失效机理与原因,为预防钻杆失效提供了理论基础和技术依据。分析结果表明,钻杆加厚过渡区的失效特征是钻杆刺穿;失效机理为腐蚀疲劳;失效原因为钻杆管体由于应力集中与腐蚀集中,在内加厚过渡区消失点内外壁萌生腐蚀疲劳裂纹,裂纹逐渐扩展,裂纹部位的壁厚也逐渐减薄,当剩余壁厚不足以承受钻杆内壁压力的时候,钻杆内壁的高压钻井液冲破剩余壁厚,最终形成钻杆刺穿孔洞。     

宝钢钻杆的生产技术实践

钻杆是油井管中服役条件最苛刻,使用性能、质量可靠性要求最高的产品。通过对炼钢、加厚、热处理、矫直、摩擦焊等工序的持续研究,宝钢对影响钻杆质量的关键技术指标,如材质的纯净度、内加厚过渡区Miu长度、韧性、直度等进行了持续改进与提高,满足了不断发展的钻井技术的迫切需求。     

石油钻杆加厚过渡区失效分析及有限元分析的研究现状

石油钻杆在服役环境中要受到介质腐蚀和高温、高压等方面的影响,其受力状态十分复杂,以致失效事故频发,对失效钻杆进行失效分析与评价有助于减少或延缓钻杆失效事故的发生。介绍了石油钻杆加厚过渡区失效分析与有限元分析的研究现状。指出下一步应着重研究超长Miu长度钻杆的失效特征、失效机理与失效原因,以及采用三维有限元技术对在拉伸、弯曲、扭转复合载荷作用下的钻杆加厚过渡区进行系统的力学分析。     

G105钻杆刺穿原因分析

某油井G105钻杆在使用过程中发生刺穿失效。通过宏观分析、化学成分分析、力学性能分析、金相分析、扫描电镜分析及腐蚀产物XRD分析的方法对该钻杆的刺穿原因进行分析。结果表明:该钻杆的失效原因是钻杆内表面发生氧腐蚀形成腐蚀坑;钻杆加厚过渡区存在截面变化而产生应力集中,加之腐蚀坑底部的应力集中,在腐蚀坑底部萌生疲劳裂纹并贯穿壁厚,管内高压钻井液沿贯穿裂纹由内向外刺出而失效。     

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。     

石油钻杆加厚端过渡区组织及力学性能分析

石油钻杆加厚端过渡区在加工过程中容易出现褶皱、表面粗糙等缺陷。利用光学显微镜分析了37Cr Mn Mo材料石油钻杆在镦锻前后过渡区的组织形貌,测试了硬度、冲击韧性和拉伸性能,同时对其金属流线进行了分析。结果表明,镦锻后钻杆的抗拉强度为950 MPa,屈服强度为840 MPa,硬度为34 HRC,冲击韧性为176 J;调质处理后钻杆材料晶粒细化且均匀紧密排列,无带状组织和夹杂物;镦锻后金属流线沿零件轮廓连续分布,能够提高钻杆径向抗拉强度和轴向抗剪切性能。     

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。     

某水平井钻杆管体断裂失效机理分析

某水平井在倒划眼起钻过程中频繁发生憋钻现象,解卡过程中位于下部水平段的一钻杆本体处断裂。对断裂钻杆进行了力学性能、显微组织及有限元受力模拟等分析。结果表明,该钻杆在通过硬质岩层时,外壁与井壁发生了严重的摩擦磨损现象,使得钻杆外壁温度急剧升高,加之钻井液的冷却作用,外壁表层发生了二次马氏体相变,产生了硬化层,在井下复合载荷的作用下,在钻杆加厚过渡带应力集中区域的硬化层萌生早期疲劳热裂纹,并最终穿透整个钻杆壁厚导致断裂失效。通过此次疲劳热裂纹失效机理分析,提出了对钻杆外壁采用防磨装置,降低钻杆表面由于摩擦磨损作用产生的热能等改善措施。     

Φ127修复性整体加重钻杆无损检测工艺研究

Φ127修复性整体加重钻杆越来越受井队欢迎,但是失效事故也持上升趋势。为了保证整体加重钻杆的检测质量,本文从管体、端部加厚部分、中部加厚部分和接头螺纹4部分入手,制定各部分的检测工艺,意在通过加强检测,确保整体加重钻杆的质量,减少钻井事故的发生。     

钻杆的热处理

<正> 钻杆是石油管中一个性能要求较高的品种。钻杆具有加厚的端部,内外加厚的φ127mm钻杆,其加厚端厚度约为管体的两倍。钻杆在作业时所受的力有:a)因钻杆柱本身重量所产生的拉应力;b)快速旋转的钻杆,因井拐折而引起的反复拉伸与弯曲交变应力,这种应力造成疲劳破坏;c)旋转的钻杆在钻进过程中所产生的扭转应力;d)因与岩石撞擦而产生的冲击载荷和对工具接头的磨损。此外,钻杆工作时还受到周围介质的腐蚀。钻杆在使用过程中产生的最普遍的破坏是疲劳破坏(包括机械刻痕所引起的疲     

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 石油钻井过程中,钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式,影响了钻井安全和经济效益,一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题,而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能,在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上,提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性,得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。     

渗透探伤在吊环检测中的应用

吊环是钻井过程中提下钻具的重要工具之一，承受的负荷静载时达450t，动载时更大。因长期使用，吊环的上下耳内径及本体将产生表面裂纹缺陷，因此，对其进行无损检测十分必要。     

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。     

一种新型框架式管端加厚液压机

根据生产需要,要求将钻杆管体同公母工具接头采用焊接方法连成一体。为增加焊接处的强度,焊接前钻杆管体两端要进行管端加厚;部分油管及套管因工艺要求需在管端车丝,管端亦需要加厚或定径。框架式管端加厚机组主要适用于油管和钻杆管端加厚(内加厚、外加厚及内外加厚)工艺及套管管端的定径工艺。     

钻杆内加厚过渡区应力分布的有限元分析

对G-105Φ127mm×9.17mmIEU钻杆内加厚过渡区结构在拉伸和弯曲载荷作用下应力分布与应力集中系数的有限元进行了分析计算,结果表明:宝山钢铁股份有限公司钢管分公司生产的钻杆MIU=103.7～161.9mm,R>300mm,在拉伸应力作用下,应力集中系数Kt=1.011～1.06;在弯曲应力作用下,应力集中系数Ktb<1。     

钻杆本体的漏磁检测及缺陷分析

介绍了钻杆本体的漏磁检测方法,并对其裂纹、刺穿、腐蚀等缺陷产生原因及漏磁检测曲线特征进行了分析。     

钻杆内壁腐蚀缺陷超声检测系统

简要介绍石油钻杆内壁腐蚀缺陷超声检测系统,该系统适用于钻杆管体及加厚区内壁腐蚀缺陷的检测,应用结果表明该系统具有精度高,重复性,可靠性好等优点。     

基于流场分析的钻杆内加厚过渡带管体冲蚀失效机理

对带有腐蚀坑的φ127mm API钻杆内、外螺纹端钻杆内加厚过渡带管体刺漏前后的速度场和压力场进行模拟。结果表明:流场的诱导对存在腐蚀坑的钻杆管体的刺漏失效起着承上启下的作用,腐蚀坑越深,腐蚀坑底的湍动能越大;入口流量增大,腐蚀坑部位的剪切应力越大,钻杆的刺漏越容易发生;在相同的井况条件下,钻杆内螺纹接头端内加厚过渡带比外螺纹端刺漏失效多的原因与流场的Bernoulli效应密切相关;当钻杆内加厚过渡带管体存在刺孔时,钻杆发生刺漏失效与相应位置的环空压力密切相关,在环空压力小的位置刺漏时的湍动能和最大速度最大。     

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。     

国内首条非开挖钻杆加厚生产线

非开挖钻杆加厚生产线是以生产非开挖加厚钻杆为主要产品的成套设备.本文分析了一种典型的非开挖钻杆的加厚工艺,提出了生产线的研制方式,介绍了其组成设备的结构和功能,并且充分考虑到了对短管加厚的需要,成功建造了国内首条非开挖钻杆加厚生产线.