某G105钻杆管体刺穿失效原因分析

针对某井G105钻杆管体刺穿失效问题,通过化学成分分析、力学性能测试、金相检测、扫描电镜（SEM）等手段,对该失效钻杆管体刺穿失效原因进行综合分析。结果表明,钻杆管体刺穿的主要原因是在交变载荷作用和Cl-作用下,钻杆外表面腐蚀坑底的裂纹萌生并加速扩展,当裂纹扩展穿透整个壁厚时,高压钻井液从内孔刺出,形成冲蚀,导致管体刺穿失效。最后指出,应加强对同批钻杆的无损探伤检验,避免带腐蚀疲劳微裂纹的钻杆下井使用。     

某S135钻杆管体断裂失效原因分析

针对某井下S135钻杆管体出现的断裂失效现象,通过无损检测、化学成分、力学性能、金相以及旋转弯曲疲劳寿命试验分析等方法,对S135钻杆出现断裂失效的原因进行了分析。分析认为,钻杆在腐蚀介质下产生腐蚀坑,在交变载荷的作用下,腐蚀坑底萌生疲劳裂纹并扩展,最终导致钻杆管体断裂失效。建议对该批钻杆进行外表面磁粉及超声波无损探伤检测,以避免带有裂纹的钻杆下井使用;当钻速发生数量级的突变时,应对钻遇岩层的岩性和钻头的磨损程度进行综合分析,及时起钻检测钻头,避免同一钻杆在复杂位置长时间工作。     

用超声波检测钻杆内螺纹端90°吊卡台阶

选用CTS-22型普通超声波探伤仪配合斜探头进行横波扫查探伤,受检区域为管体加厚、对接焊缝和台阶处,利用一次和二次反射波扫描,达到检测钻杆端区加厚部分的探伤目的.该方法对检测钻杆中存在的裂纹、机械损伤等缺陷效果较好,灵敏度高.华北油田所属作业区采用超声波检测方法后,钻具失效现象大幅减少,降低了钻井成本,保证了油气田的开发效益.     

基于超声阵列的钻杆接头井口在线检测研究

利用超声传感器组成的阵列对钻杆接头同时进行360°环向检测,并与中国石油大学(北京)研发的漏磁探伤装置进行集成,组成一种可对钻杆整体进行井口在线检测的新方法。通过ANSYS软件进行数值模拟,证明了超声检测钻杆的可行性,在此基础上提出了一种超声波探头阵列布置方案,设计了一种超声波钻杆接头检测装置。将超声检测模块与漏磁检测模块进行虚拟装配,提出并设计了一种钻杆"复合探伤"检测装置,实现了同时检测钻杆杆体和钻杆接头的目标。     

钻杆探伤技术的应用与分析

钻杆腐蚀疲劳是钻杆损坏的主要原因,而探伤检测技术是预防和减少钻具质量事故的有效方法,但仅采用单一的探伤方法只能检测钻杆的某一部位.因此,通过实践,总结出采用复合探伤方法检测钻杆的疲劳损坏,即采用纵波直接接触法检测钻杆加厚过渡带,满磁检测钻杆本体,最后用超声波测厚复检,并对探伤结果进行分析和应用,形成了一套有效的钻具疲劳损坏检测方法.     

便携式漏磁检测系统钻杆管体检测技术研究

简要介绍了钻杆失效的缺陷形式,目前国内外对钻杆进行无损检测常用的方法以及钻杆现场检测的现状.基于漏磁工作原理的检测系统,可以有效地检测出钻杆管体存在的缺陷,从而减少事故隐患.为进一步验证漏磁检测系统的检测能力,用美国某公司生产的携带式漏磁检测设备,对直径127 mm(5 in)钻杆试样(壁厚9.19 mm)进行了检测试...     

大口径厚壁螺旋焊钢管检验应注意的几个问题

根据大口径厚壁螺旋焊钢管现场生产、检验中的实际问题，结合作者的经验，进行了分析预测及讨论：1）从机械扩径、工艺参数选择入手，讨论了管端、管体直径测试、圆度测试，切斜检测等问题，并提出了解决办法。2）从板卷的质量状况入手，讨论了可能出现的问题，提出检测注意规则。3）从无损检测入手，讨论分析了超声与射线检测的可行性，提出了厚壁钢管首先要重视超声探伤的原则，结合随钢板厚度增加易产生裂纹、未焊透的特点，提出了对超声探伤的改进原则及直探头应如何排布、斜探头应如何跟踪的方法。指出了X射线检测随厚度增大，检测缺陷的局限性，要求改变以往内在质量缺陷的检验主要依靠X射线检测的观念，应充分利用两种检测方法的各自特点，互相补充。要提高对超声波探伤重要性的认识，同时要求提高人员素质，保证出厂钢管质量符合要求。     

S135钢级Φ139.7 mm钻杆管体断裂失效分析

为保证钻井安全生产,采用力学性能试验、金相显微组织分析、断口宏观和微观分析等方法,并结合现场钻机工况,对某Φ139.7 mm×10.54 mm、S135钢级钻杆管体断裂失效原因进行了分析。分析结果表明,钻杆管体各项参数符合标准要求,钻杆管体断裂属于过载断裂,主要原因是钻杆所受载荷超过钻杆管体本身抗拉能力所致。为了避免同类失效事故的发生,提出采用1 138 MPa钢级钻杆和增加管体壁厚的方案,来增加钻杆的抗拉、抗扭能力,实现钻井现场安全生产的目的。     

φ127 mm×9.19 mm S135钻杆管体断裂失效分析

对油井钻杆管体断裂事故进行综合研究,用磁粉探伤、扫描电镜和金相显微镜等对断裂钻杆样品进行分析,发现钻杆纵断口的周向裂纹众多,横断口的硫化物含量明显高于附近基体金属区,裂纹具有明显H2S应力腐蚀开裂特征.综合钻杆使用情况和试验分析结果,认为钻杆断裂属硫化氢应力腐蚀断裂,指出钻杆选用抗硫化氢材料及其再次使用前的存放等问题.     

基于可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法

因钻杆管端加厚区壁厚变化不均,所以用超声自动探伤技术对其探伤时无法标定,难以实现缺陷的定量分析。为此,提出了基于可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法。它采用测厚传感器自动生成钻杆内、外壁轮廓图,检测传感器根据重构的轮廓自动调整姿态,得到缺陷处对应壁厚及探伤数据,通过数据修正后拟合成壁厚与波高的关系曲线,实时跟踪系统依据该曲线在不同厚度处自动调整探伤仪增益值,保持加厚区缺陷信号的一致性,达到缺陷定量检测的目的。试验结果表明,可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法可以检测出所有缺陷,经修正后的探伤数据也能为钻杆缺陷定量分析提供依据。     

钻杆在线漏磁检测系统

钻杆在钻井过程中承受拉伸、扭转和振动等多种载荷,易发生损坏,如不及时发现会导致钻杆断裂等重大事故。为此,研制了钻杆在线漏磁检测系统。该检测系统由探头、钳壁、辅助小车及导轨、控制系统、数据采集系统和检测分析软件等组成。其关键技术如下:①探头结构采用柔性设计,可保证钻杆顺利通过接头;②探头排列为环状包裹设计,可实现钻杆的无盲区检测;③采用喷气除泥结构设计,提高了钻杆的检测精度,减轻了工人劳动强度。现场应用情况表明,该钻杆在线漏磁检测系统可检测钻杆的缺陷,满足现场实际检测需求。     

塔里木油田钻杆技术的探索与实践

塔里木油田钻井条件苛刻,钻杆失效事故频繁发生。针对塔里木油田钻杆使用的实际难题,在现有钻杆标准基础上开展了多项钻杆技术研究,探索出适应于塔里木油田的钻杆订货技术条件,并研制出适应于塔里木油田苛刻工况钻井要求的非标钻杆。为避免钻杆事故的发生,提高了钻杆分级检测标准,制定了严格的现场探伤周期规定,加强了入井钻杆质量的控制。这些措施对于塔里木油田降低钻杆失效率,延长钻杆使用寿命具有重要意义,对于其它油田也具有借鉴意义。     

以钻杆“准螺旋”状态模拟钻井液携砂状况

钻井过程中的钻柱状态，并非是无规则地贴附在井壁上．而是呈“准螺旋状”沿井眼轴线方向排列。分析了岩屑床形成的力学模型、水力学模型以及它们共同作用的模型，研究出了不同钻柱状态对钻井液流动的影响。在发生钻柱“准螺旋”状态的井段。钻井液所携带的岩屑更容易形成岩屑床。利用钻杆的“准螺旋状”性质，提出了一种模拟和预测钻井液在水平井与大斜度定向井井眼内携砂效果的新方法，根据该方法可判断钻井液携砂情况。并较准确地指出井眼内由于钻井液携砂不良而易于沉砂的位置。同时编制了相应的模拟软件。该软件结合渤海秦皇岛32—6平台的钻井实践进行了验证。获得了较满意的结果。     

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四川目前生产的天然气中含硫天然气占７１％，而含硫天然气对高强度钻杆会产生硫化物应力腐蚀玻裂，因此，在含硫气井进行钻杆测试时，应重视钻杆的安全问题。文章探讨了高强度钻杆硫化物应力腐蚀玻裂的机理和影响钻杆脆断时间的各种因素，并提出在一定的条件下，高强度钻杆在含硫气并中进行测试是安全的。采用向钻杆内加缓蚀剂或内涂层钻杆，防硫油管测试，钻杆测试更加安全。建议继续开展高强度钻杆硫化物应力腐蚀玻裂时间的试验研究，以确定合理的钻杆测试安全时间。     

磁耦合有缆钻杆关键技术与发展趋势

作为高速井下网络通讯部件,磁耦合有缆钻杆利用水眼内的同轴电缆实现信号的高速传输,利用钻杆两端的磁耦合线圈实现了钻杆间的无线通讯,磁耦合通讯使磁耦合有缆钻杆不影响常规接单根等钻井工艺。借助数据服务器、无线短节、中继器、井下单元及各种有缆钻具等功能部件的配合,磁耦合有缆钻杆系统能够实现地面及井下数据的组网通讯,具有高速、双向、全天候的传输特性。磁耦合有缆钻杆的关键技术包含:高速调制解调器、井下令牌环网、虚拟串口技术及分布参数测量等(基于高速调制解调器的井下令牌环网是高效的组网技术);虚拟串口技术便于第三方厂家快速利用磁耦合有缆钻杆连接自己的测量工具;分布参数测量以较低的成本实现了全井筒的状态监控,在控压钻井、井控安全、钻井参数优化等方面有重要作用。智能(自动化)钻井是钻井业的发展趋势,磁耦合有缆钻杆的独特特性使其适用于智能(自动化)钻井。在减少应用成本的情况下,磁耦合有缆钻杆能够进一步开拓市场。     

微观组织对高强度超级13Cr材料性能的影响

为了满足塔里木盆地含CO_2致密砂岩气藏氮气钻完井一体化管柱的需要,中国石油塔里木油田公司与钻杆生产厂家联合研制了一种既满足钻井工况又能满足完井和采气工况的高强度超级13Cr不锈钢油钻杆。为检验该油钻杆的可靠性,开展了管材的机械性能和腐蚀性能室内试验检测对比研究:采用金相显微镜观测得出了该油钻杆金相组织特征;采用拉伸试验机和示波冲击试验机实验测得了该油钻杆材料的基本力学性能;采用高温高压循环流动腐蚀仪实验获得了模拟工况下油钻杆材料的耐腐蚀性能。结果表明,超级13Cr油钻杆金相组织均匀、δ-铁素体含量符合标准要求;拉伸性能达到了S135级钻杆的强度要求,屈服强度达953 MPa;冲击性能优于S135级钻杆,冲击功达165.56 J;在模拟高温、高含CO_2、高矿化度采气工况下油钻杆耐均匀腐蚀和耐点蚀性能良好,而较高的δ-铁素体含量对照样在模拟采气工况下出现严重点蚀,不能满足油田生产要求。结论认为,新研制的超级13Cr油钻杆性能优良,将在塔里木油田氮气钻完井作业中得到充分应用。     

CTR120/300复合连续油管钻机研制与试验

连续油管钻井技术是20世纪90年代从北美地区迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保的钻井技术。四川宏华石油设备有限公司成功研发了国内首台复合连续油管钻机,名义钻井深度（Φ114.3 mm钻杆）2 000 m。钻机的主要设备由移动运输性好的3台拖挂单元组成：连续油管井架底座拖挂单元、连续油管滚筒拖挂单元和机械手拖挂单元。该钻机将连续油管装置和带动力水龙头的常规钻井装置集成在一起,既能进行常规钻杆钻井,又能进行连续油管钻井。钻机配备的全套自动化管子处理装置、轻便铁钻工、自动液压卡瓦等机具,极大地减少了钻台面的作业量,降低了劳动强度。钻井试验结果表明,CTR 120/300复合连续油管钻机总体性能符合设计要求,与常规钻井相比具有起下钻速度快、机械钻速高、钻井液连续循环等优点,但还需要进一步加强井下工具和钻井工艺的研究,以加快其在国内的推广应用和发展     

径向井钻杆截面变形模型及实验分析

径向水平井技术在国内外已研究多年。但其钻杆的弯曲状态、应力应变分布始终未见研究报道。现文运用刚塑性理论,对有限弯曲状态下的钻杆弯曲进行了建模,得出其中性层始终位于钻杆拉伸侧的结论。且随着钻杆上所受阻力的增加,中性层偏离越大;采用塑性增量理论,建立了钻杆截面变形模型,应用所建立的模型对实验结果进行了分析。从而确定了钻杆与滑道的间隙是决定钻进成败的关键。对比分析发现钻杆上的阻力,有相当一部分来自造斜器对钻杆的方向性挤压。这为改进造斜器的设计、增加钻进进尺指出了方向。     

海上钻具破损现象研究

针对平湖油气田钻井中频繁发生的钻杆刺漏现象 ,组织了多学科、多专业的综合研究。从钻杆刺漏现象的大量试验研究得出结论 :(1 )钻杆刺漏的主要原因是钻井扭矩过大 ,造成钻杆基体薄弱处产生疲劳载荷下的微裂纹 ,钻杆内壁受高压钻井液冲蚀而刺漏 ;(2 )钻杆刺漏的次要原因是井眼中含有少量的H2 S气体 ,此气体伴随高压钻井液冲蚀钻杆内的疲劳微裂 ,从而加剧钻杆的刺漏腐蚀程度 ;(3)应针对平湖油气田地层中的特殊微量有害气体 ,研制有特殊内涂层的钻杆 ,以改善钻杆的抗腐蚀性能     

随钻数据传输新技术

长期以来，油气勘探与钻井业致力于随钻高速数据传输技术的研究。文章介绍了钻杆存储式测量、电磁传输、一次性光纤遥传系统三种新兴的钻杆遥传技术，重点阐述了IntelleServ公司开发的钻杆高速数据遥传系统InteHiPipe。它解决了钻杆耦合问题，使随钻数据高速传输得以实现、InteHiPipe的核心是特殊设计的钻杆接头嵌入式非接触式耦合器，使得该系统比以前的硬导线式数据传输方法更可靠、结构更牢固，而且数据传输速度比目前使用的泥浆脉；中遥传系统快。