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。     

φ127mm×9.19mm G105钻杆管体刺穿原因分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性分析、金相检验、扫描电镜断口分析及能谱分析等手段对 φ127mm×9.19mm G105的钻杆刺穿原因进行分析.结果表明,钻杆刺穿的实质是早期疲劳失效;钻井操作中钻杆发生了横振,导致钻杆承受的弯曲应力及其交变频次增大,使疲劳寿命大幅降低;钻杆内壁腐蚀严重,腐蚀坑底由于应力集中产生疲劳裂纹,加速了腐蚀疲劳进程.     

石油钻杆刺穿失效原因分析

某石油钻杆在油田使用过程中发生早期刺穿失效。运用理化检测技术对失效的钻杆进行宏观形貌、化学成分、显微组织、力学性能分析和硬度测定。结果表明,钻井过程中在腐蚀介质的作用下,在钻杆内壁起刺处首先形成腐蚀坑,在复杂交变应力载荷作用下,钻杆表面腐蚀坑底部形成微裂纹并迅速扩展,最终导致钻杆发生腐蚀疲劳失效。为预防此类失效的发生,要严格控制钢管轧制工序,选用合适轧制工具尺寸,提高钢管内外壁表面质量,避免钻杆在油田使用时再次发生腐蚀疲劳失效。     

某井5″钻杆刺漏原因分析

目的对某井5″钻杆刺漏形成原因进行分析。方法对刺漏钻杆样品的材料进行化学成分分析、力学性能测试、金相分析、晶粒度评价、非金属夹杂物评价,对刺孔周边的裂纹进行金相分析、断口宏观分析和扫描电镜分析,对腐蚀坑底部的腐蚀产物进行EDS分析,对钻杆刺穿机理进行模拟分析,对刺漏钻杆受力情况进行有限元模拟分析。结果该刺漏钻杆的化学成分、力学性能符合API Spec 5DP—2009标准要求,其中冲击韧性较高(两支刺漏钻杆的冲击功分别为83 J和87 J),是技术标准的2倍以上。刺漏钻杆样品的组织为回火索氏体,为正常调质态的组织形貌。刺漏钻杆样品晶粒度级别为9级,非金属夹杂物等级最高为1.0级,符合产品技术标准要求。该刺漏钻杆外壁存在大量的腐蚀坑,而且在腐蚀坑底部存在氧元素的腐蚀产物,即存在氧腐蚀。刺孔延伸裂纹及其周边的裂纹扩展较为平直,而且在裂纹尖端存在疲劳辉纹形貌,证实该刺漏扩展以疲劳裂纹的形式进行。结论此次两支钻杆的刺穿属于早期腐蚀疲劳破坏,其产生的因素有:(1)钻井液中的溶解O对钻杆外壁腐蚀较为严重,形成较深的腐蚀坑;(2)在通过严重狗腿度井段时,腐蚀坑底部萌生了小裂纹,随后裂纹在旋转弯曲作用力下疲劳扩展直至刺透钻杆壁厚;(3)对此井下过井的钻杆进行严格的检测,防止有缺陷的钻杆下井使用,以避免发生早期失效现象。     

S135钻杆管体刺穿失效分析

通过宏观分析及材料理化性能分析测试,并结合断面微观分析,对某S135钻杆管体刺穿失效原因进行了分析。结果表明:钻杆刺穿失效的主要原因是热处理工艺不当,使得钻杆外表面形成脱碳层,降低了其力学性能,在钻井过程中复杂的交变应力载荷作用下,钻杆表面腐蚀坑底部首先形成微裂纹并迅速扩展,最终导致钻杆发生早期疲劳失效。     

IEU钻杆刺穿断裂原因分析

某油田C1井用的一批127.0 mm×9.19 mrs IEU G105钻杆,当纯钻时间2 367 h、进尺8 769 m时,发生了多起钻杆刺穿和断裂事故.对钻杆的使用工况和受力状态、结构尺寸、化学成分、力学性能、断口宏观形貌和微观形貌、金相组织和腐蚀产物等进行了检测和分析;对钻杆材质腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行了测定.结果表明,钻杆刺穿和断裂属于早期腐蚀疲劳失效;钻杆腐蚀疲劳失效既与钻杆本身的结构和材料质量有关,也与钻杆使用井的结构和环境状况有关.     

双台肩钻杆接头刺漏原因分析

双台肩钻杆接头具有大幅度提高抗扭强度、增大水眼的优势,对此类钻杆接头的失效进行分析,具有规范使用操作或改善接头结构性能的意义。某井在双台肩钻杆接头使用中发生两起接头刺漏失效事故,为查明刺漏失效原因,对其中1支刺漏接头进行分析,包括刺漏冲蚀形貌宏微观观察、化学成分分析、力学性能测试及受力情况模拟。分析结果认为:钻杆接头发生刺漏冲蚀原因主要是接头上扣扭矩不足导致接头主台肩面接触压力不足,螺纹疲劳强度下降,螺纹牙底因应力集中形成多源疲劳裂纹,最终高压泥浆从副台肩及刺穿的裂纹冲蚀出。建议钻具使用时按照推荐的上扣扭矩进行上扣,避免类似的情况再次发生。     

Ф127mm×9.19mm IEU S-135钻杆腐蚀失效分析

对发生管体刺穿、外壁腐蚀的Ф127mm×9.19mm IEU S-135钻杆进行了失效分析.结果表明,钻杆的化学成分、金相组织、机械性能均符合API标准及订货技术条件.钻杆管体刺穿是由于内壁发生严重H2S腐蚀+氧腐蚀造成的.钻杆管体外壁腐蚀是由氧腐蚀引起的.     

Φ127mm×9.19mm IEU S-135钻杆腐蚀失效分析

对发生管体刺穿、外壁腐蚀的Φ127mm×9.19mm IEU S-135钻杆进行了失效分析。结果表明,钻杆的化学成分、金相组织、机械性能均符合API标准及订货技术条件。钻杆管体刺穿是由于内壁发生严重H_2S腐蚀+氧腐蚀造成的。钻杆管体外壁腐蚀是由氧腐蚀引起的。     

Ф127minx9．19mm IEU S-135钻杆腐蚀失效分析

对发生管体刺穿、外壁腐蚀的Ф127mm×9.19mm IEU S-135钻杆进行了失效分析.结果表明,钻杆的化学成分、金相组织、机械性能均符合API标准及订货技术条件.钻杆管体刺穿是由于内壁发生严重H2S腐蚀+氧腐蚀造成的.钻杆管体外壁腐蚀是由氧腐蚀引起的.     

G105钻杆管体刺穿失效分析

通过力学性能测试、显微组织和断口分析,并结合钻杆的受力状态,对127 mm G105钻杆管体刺穿失效原因进行分析.结果表明,钻杆失效原因是热处理工艺不当使得钻杆外表面形成0.35 mm的脱碳层,降低了其力学性能,在钻井过程中的交变应力作用下,表面机械损伤底部首先形成微裂纹并迅速扩展,最终导致钻杆发生早期疲劳失效.     

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。     

G105油井钻杆失效分析

通过力学性能测试、显微组织和断口分析,并结合钻杆的受力状态,对127 mm G105油井钻杆的刺漏失效原因进行分析。结果表明,钻杆材质符合行业标准要求,失效原因是钻井液中的氧气对钻杆内表面造成严重腐蚀,在交变应力作用下,钻杆内加厚过渡带消失处的腐蚀坑底部首先萌生裂纹,并迅速扩展,最终导致钻杆发生早期腐蚀疲劳失效。     

52CrMnBA钢板弹簧断裂失效分析

渣土车的钢板弹簧(52CrMnBA)在工作过程中发生多片板簧片断裂或开裂失效。采用宏观裂纹分析、金相分析、扫描电镜分析及能谱分析、硬度检测、化学成分检测等手段对失效板簧进行了分析。结果表明:板簧失效模式为起源于表层腐蚀坑处的疲劳断裂。板簧在使用过程中表面防护层脱落,基体裸露在大气环境下,表层产生许多腐蚀坑,导致应力集中,裂纹从腐蚀坑底部萌生,裂纹萌生后,板簧在大应力作用下发生了疲劳断裂。板簧的硬度偏低也导致了板簧的疲劳寿命降低。板簧表面腐蚀坑内的腐蚀产物主要为铁的氧化物,在腐蚀坑与基体交界处发生了Cr元素的富集。     

钻具失效的无损检测

钻具在钻井过程中的运动状态十分复杂,长期受拉力、压力、扭矩、振动及离心力的作用,以及钻井液的长时间腐蚀,损伤非常严重。经反复周转使用就会出现疲劳损伤、裂纹、内外壁腐蚀、麻坑、刺穿、拉伤和切痕等缺陷,这些缺陷如不及时检出,将会造成钻具在井下失效,造成经济损失。分析了钻杆失效的主要原因,介绍了钻杆整体检测所运用的几种探伤方法。对这些方法的原理及优缺点进行了分析,最后对钻杆整体探伤做了总结。     

钻杆的失效分析和检测现状及其研究进展

介绍了钻杆的使用现状及钻杆失效分析研究进展,表明腐蚀疲劳及管体刺穿是钻杆失效的主要原因及失效形式。概述了目前钻杆无损检测的应用情况,超声波探伤目前应用最为广泛,但是单一检测手段越来越难以满足检测要求,多手段综合检测是未来钻杆无损检测的发展方向。     

120和125钢级钻杆在NACE溶液中腐蚀行为研究

将改进型27CrMo材料热处理成120和125钢级钻杆，采用电化学技术测试、浸泡试验和硫化物应力腐蚀试验，对比分析了两种钢级材料的腐蚀性能。结果表明：120钢级钻杆出现椭圆状腐蚀坑，而125钢级钻杆出现细长的腐蚀坑，腐蚀坑深度约为120钢级钻杆的两倍，且坑底出现腐蚀裂纹。120钢级钻杆通过了NACE TM 0177 A法D溶液抗硫化物应力腐蚀试验，而125钢级钻杆发生断裂，断裂方式为沿晶断裂，故125钢级钻杆抗硫应力腐蚀性能不佳。     

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。     

隔热油管外管断裂失效分析

采用宏观形貌分析、显微组织分析、力学性能分析、微观裂纹及断口分析等手段,对某油井中隔热油管外管的断裂失效原因进行分析并提出预防措施。结果表明:外管材质是合格的。在外管与接箍上扣过程中,外管螺纹的轴向应力呈两端高中间低的形式分布,螺纹根部是应力集中点。在井下硫化物与氯化物等酸性腐蚀介质的工况环境中,螺纹槽底部产生腐蚀坑,腐蚀坑周围萌生裂纹并不断扩展,导致外管在管体与螺纹连接处发生硫化物应力腐蚀断裂。     

腐蚀坑导致高压开关导电管结构失效的过程分析

某高压开关设备在电站运行中导电管发生断裂,通过腐蚀坑引起的结构失效的过程分析,结合宏观检验、扫描电镜与能谱分析等方法,结果表明:导电管的失效过程为腐蚀坑形成、腐蚀坑扩展、裂纹形核、裂纹扩展、最终断裂。裂纹扩展造成晶间腐蚀,在晶间腐蚀和内应力的协同作用下导致剥落腐蚀。