G105钻杆管体刺穿失效分析

某油田钻井公司使用的规格为φ101.6 mm×8.38 mm的G105钻杆先后发生两起管体刺穿失效事故,通过化学成分分析、力学性能测试、金相检验、X射线衍射等方法并结合钻杆的受力状态对钻杆刺穿原因进行了分析。结果表明:钻杆刺穿失效形式为腐蚀疲劳,在钻井液中腐蚀介质作用下,钻杆首先发生氧腐蚀和Cl~-加速腐蚀,使钻杆外表面产生许多腐蚀坑,并于腐蚀坑底部形成应力集中;随后在钻井过程的交变应力作用下,应力集中严重的腐蚀坑底部开始萌生裂纹,裂纹不断疲劳扩展直至穿透管壁;最终在钻杆内钻井液的冲刷作用下发生刺穿失效。     

《大位移井钻柱纵向振动理论计算与ANSYS分析》

钻柱振动是导致钻柱失效、疲劳损坏的主要原因,结合钻柱动力学理论以及运动微分方程,并通过ANSYS软件对大位移井钻柱的纵向振动模型的建立和分析做了合理的假设,经过ANSYS分析计算得出大位移井全井段钻柱的振动规律。     

大位移井钻柱纵向振动理论分析与ANSYS计算

钻柱振动是导致钻柱失效、疲劳损坏的主要原因,结合钻柱动力学理论以及运动微分方程,并通过ANSYS软件对大位移井钻柱的纵向振动模型的建立和分析做了合理的假设,经过ANSYS分析计算得出大位移井全井段钻柱的振动规律。     

S135钻杆刺漏失效分析及疲劳验证试验

某井在勘探开发过程中,发生多起S135钻杆刺漏失效,对失效钻杆材料进行了化学成分、显微组织、力学性能等一系列理化检验,并对裂纹扩展面进行了详细的微观分析,获得了钻杆的失效模式为腐蚀疲劳失效。针对失效模式,对钻杆材料进行了圆棒小试样的拉压疲劳试验,获得了失效钻杆材料在高应力下的疲劳寿命,佐证了钻杆设计中设计系数的科学性,为钻杆失效原因判定提供了试验数据支持。分析结果表明:钻杆失效的主要原因是钻杆外表面发生氧腐蚀形成腐蚀坑,腐蚀坑底应力集中导致的局部高应力促使了疲劳裂纹的萌生,当裂纹扩展穿透整个壁厚后便形成刺漏失效。     

S135钻杆失效分析

采用扫描电镜、电子探针以及光谱仪等手段对某油田S135钻杆的刺穿失效进行了分析.结果表明,因氯离子在钻杆表面形成点蚀,在应力作用下引发腐蚀疲劳开裂形成刺穿造成钻杆失效,提出了相关预防措施.     

S135钻杆刺漏失效分析

通过宏观检验、化学成分分析、金相检验：和力学性能测试等方法,结合钻杆的受力和环境工况,对S135钻杆管体刺漏失效原因进行了分析。结果表明：刺漏失效是由于失效钻杆位于钻柱“中和点”区域,其外表面具有应力集中的腐蚀坑在交变应力和弯曲应力等共同作用下,在坑底萌生疲劳裂纹并扩展所致。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

G105钻杆腐蚀失效分析

采用金相分析并结合X射线衍射、扫描电镜和电子探针能谱分析等方法，分析了某油田G105钻杆的腐蚀失效原因。结果表明，因腐蚀产物脱落造成井下堵水眼事故，而钻杆停钻后因未及时清理泥浆而造成钻杆内表面附着泥浆，含有氯离子的泥浆加速了其对钻杆的氧腐蚀。就停钻腐蚀问题提出了预防措施。     

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。     

钻杆的失效分析

对某油井连续发生12次刺穿断裂事故进行了调查,用力学试验、化学分析、金相、扫描电镜、能谱分析等手段并结合现场实际情况对刺穿钻杆进行了失效分析.结果表明.由空气钻井改用泥浆钻井时,由于只改变了钻井方式和钻头,未改变钻具组合而导致钻具与井壁之间的间隙过大,从而导致钻杆的疲劳断裂.     

钻柱纵向振动分析与应用

利用钻柱纵向振动数学模型,分析了钻柱轴向应力振幅分布曲线和钻柱中最大轴向应力幅频曲线的特征以及钻井液粘度、激励位移、减振器位置对钻杆中最大轴向应力振幅的影响。分析表明：钻柱中轴向应力振幅沿纵向呈波状分布,其最大值在钻柱底部或钻杆中;钻杆中的最大轴向应力振幅随转速的变化曲线呈凹坑形,为了保护钻柱,应该选择凹坑中间的转速带;钻杆中的最大轴向应力振幅和钻柱底部的轴向应力振幅随转速的变化趋势并不完全一致,以后者作为判断钻柱是否共振和优选转速的指标不够准确,而应以前者作为该指标;钻杆中的最大轴向应力振幅与激励位移大致成正比;钻井液粘度越高,钻杆中的最大轴向应力振幅越小;减振器位置可以改变钻柱纵振系统的固有频率,从保护钻柱角度考虑,低转速时,减振器应紧靠钻头安装,高转速时,减振器应与钻头保持一定距离;通过优选钻具组合和转速,防止钻柱共振是预防钻具失效的有效措施     

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。     

大斜度井旋转钻柱横向振动规律比例实验研究

针对振动引起的钻柱磨损与失效等问题,利用钻柱动力学实验装置测量了大斜度旋转钻柱的横向振动情况,通过快速傅里叶变换对振动频率进行了分析,并根据钻柱振动位移数据计算了振动加速度,定量研究了不同转速和钻压下的横向振动规律。实验结果表明:低转速时横向振动频率等于激振频率;高转速条件下观察到钻柱"次生摆动",同一运动周期内钻柱摆动次数增加,该现象导致钻柱横向振动频率加倍,横向振动加速度上升;随着钻压的增大,钻柱摆动平均加速度保持稳定,但钻柱横向振动频率减小,无因次频率从2降为1,表明高钻压对高转速下产生的次生摆动起抑制作用。     

φ165.1mm钻铤内螺纹接头失效分析

对内螺纹接头失效的钻铤进行了化学成分、力学性能和显微组织分析,并采用扫描电镜和X射线能谱仪对断口形貌及夹杂物成分进行了分析,找出了钻铤内螺纹接头失效的原因。结果表明:该钻铤内螺纹接头失效为早期疲劳失效;导致其疲劳失效的主要原因有钻铤内螺纹根部加工不光滑,使该处在交变载荷作用下应力集中严重,首先萌生微裂纹成为疲劳源;钻铤内螺纹型号和内外径尺寸不合标准要求以及材料中含有数量较多的MnS夹杂物也都大大降低了其疲劳性能,加速了疲劳裂纹的萌生和扩展。     

钻柱转换接头断裂原因分析

通过断口宏微观分析、金相检验、化学成分分析、力学性能试验等方法,结合结构因素和服役工况条件分析,对某油井发生的钻柱转换接头断裂失效原因进行了分析。结果表明:该钻柱转换接头失效模式为疲劳断裂;接头弯曲强度比偏低以及内螺纹根部应力集中严重是导致其过早发生疲劳断裂的主要原因;通过优化与改进钻柱转换接头结构以降低螺纹根部的应力集中、提高螺纹的加工质量以降低螺纹表面粗糙度、改进热处理工艺使转换接头具有理想的组织状态等措施,可有效提高钻柱转换接头的服役寿命。     

S135钻杆接头失效及腐蚀特征

通过化学成分分析、力学性能测试、组织结构分析和高温高压模拟试验,对127mm（5”）S135钻杆接头内壁出现划痕、凹槽和腐蚀三种失效形式,钻杆的腐蚀速率和腐蚀产物进行分析研究。结果表明：该钻杆接头的材料性能符合相关标准要求,钻杆接头腐蚀机理是氧腐蚀,腐蚀产物主要是Fe3O4和FeOOH,划痕和凹槽是由于使用不当和卡槽所致。     

西北油田钻杆腐蚀疲劳敏感性模拟研究

为明确西北油田钻杆在服役中的腐蚀疲劳风险,主要通过模拟钻杆服役工况的旋转弯曲腐蚀疲劳试验,并结合有限元软件模拟,研究了当钻杆表面存在不同缺陷深度时,钻杆的腐蚀疲劳敏感性的规律.结果 表明:在模拟实际钻杆服役工况条件下,当钻杆试样存在腐蚀缺陷深度为0.2 mm、孔径为1 mm的腐蚀圆孔时,钻杆发生腐蚀疲劳风险已显著增加;...     

热交换器不锈钢管泄漏原因分析

通过宏观检验、化学成分分析、力学性能试验、腐蚀试验、断口分析、能谱分析以及金相检验等手段对某项目6号机组3号高压加热器热交换器换热管发生泄漏的原因进行了分析。结果表明:该热交换器不锈钢管发生泄漏失效主要是因为介质中存在氯和氧元素(启停机凝结水),在遮热板钻孔内壁和失效管外壁之间产生点蚀和缝隙腐蚀,破坏了换热管表面的钝化膜并形成点蚀坑(孔),在热应力、冲击应力和振动应力作用下逐渐萌生微裂纹,最终发生应力腐蚀开裂和振动疲劳开裂,并导致泄漏。     

S135级钢钻杆断裂分析

通过对钻杆的现场资料收集,对断裂钻杆断口的宏观、微观分析以及能谱分析,对钻杆材料进行化学成分、力学性能和金相试验,将其与钻杆的现场服役环境相结合,最终找出了导致本钻杆发生早期断裂失效的原因是由于该钻杆在服役过程中发生了应力腐蚀破坏,提出了一些防止应力腐蚀失效的措施.