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.     

塔中83井钻杆断裂原因分析及预防措施

对塔中83井钻杆断裂事故进行了调查研究,对钻杆断口进行了宏观分析和微观分析,对断裂钻杆化学成分、力学性能和金相组织进行了试验分析.分析结果认为,钻杆材质符合有关标准规定,钻杆断裂属于H2S应力腐蚀断裂（Sulfide Stress Cracking,以下简称SSC）.通过对该井H2S含量测定和H2S分压计算,认为该井H2S分压已远超过NACE标准规定的发生应力腐蚀的界限.根据塔里木油田现状,建议使用铝合金钻杆和防硫钻杆.     

S135钻杆摩擦焊接头热处理后的组织和性能

36CrNiMo4A钢制S135钻杆的工具接头和管体采用摩擦方式进行焊接，对摩擦焊接头进行了适当热处理。对钻杆工具接头、管体、焊合区三点弯曲试样的断裂韧度进行了测试，分析了弯曲试样的微观组织和断裂形貌以及接头焊合区韧性损伤的原因。结果表明，S135钻杆经摩擦焊接和热处理后，改善和提高了摩擦焊接头焊合区的组织和性能，其断裂韧度值J1C达到48kJ／m^2，钻杆钻井深度超过5300m，满足了使用要求。     

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。     

合理解决钻杆铁基喷焊层脱落的方法

文中对铁基喷焊钻杆耐磨带工艺脱落问题进行研究,分析表明:喷焊工艺缺陷、未焊透、结合力差、套管与钻杆间隙小是造成钻杆接头铁基熔敷层脱落的主要原因.针对脱落原因,文中从喷焊工艺和喷焊材料两方面对铁基熔覆层脱落问题进行分析解决.最终将相同成分的铁基熔覆合金制备成药芯焊丝,采用MAG(熔化极活性气体保护电弧焊)的方式有效解决铁基熔覆层脱落的问题,减少卡钻事故降低成本.     

新疆大南湖煤田绳索取芯钻进施工中的问题及措施

煤田地质勘探施工中常遇到各地层造成的缩径、垮孔、漏失等现象,由于绳钻钻孔孔壁与钻杆外径的环状间隙小,会加剧卡钻、钻孔漏失等不利因素的影响。施工中主要从泥浆性能,钻进方法上解决煤田绳索取芯勘探中的常遇问题。     

V150高强度钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

V150高强度超深井钻杆断裂失效分析

某超深井在下套管过程中发生V150钻杆断裂事故,为查明断裂原因,采用宏观及显微组织分析、硬度测试、线弹性断裂力学分析等方法对断裂样品进行了失效分析。结果表明,该钻杆为脆性断裂,裂纹起源于摩擦对焊焊缝外表面附近的灰斑缺陷。由于钻杆焊缝热处理回火时超温,在较快冷却速度下形成了硬脆相组织,降低了焊缝断裂韧性及裂纹临界尺寸,在裂纹深度达到临界尺寸时,裂纹迅速失稳扩展,导致钻杆脆性断裂。     

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。     

潜孔钻机防卡钻控制及AMESim防卡钻系统仿真

分析潜孔钻机工作过程及卡钻原理可知，钻机防卡钻系统是工作中关键的一种控制技术，卡钻不仅影响工作效率，而且对钻机也有所损害。通过卡钻分析建立AMESim卡钻系统动态仿真模型，获取卡钻过程中压力特性曲线，分析实际卡钻过程下的压力特性曲线。结果表明：控制系统在工作中达到正常回转压力最大值时，防卡钻控制系统自动启动，控制电磁阀换向达到提升钻杆防卡钻的目的，验证了防卡钻控制系统的可行性与操作性。     

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。     

S135钢级钻杆管体断裂原因分析

为查明S135钢级钻杆管体在生产过程中发生断裂事故的原因,对断裂管体样品进行失效分析,包括断口宏观和微观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相显微组织分析等.结果表明,该钻杆管体为过烧断裂,无缝钢管生产时,在中频感应加热炉中局部发生过烧,导致晶粒粗大和晶界弱化,热矫直时对管体的挤压作用最终导致过烧薄弱区域发生断裂.     

宝山钢铁股份有限公司与塔里木油田联合开发的非标钻杆成功钻探7620m超深井

2008年1月．由宝山钢铁股份有限公司与塔里木油田联合开发的Φ127mm×9．19mm IEUS-135NC52高强度、高韧性非标钻杆，在塔里木油田轮东1井成功钻探7620m超深井。这是中国石油天然气集团公司迄今钻探最深的井，也是宝山钢铁股份有限公司生产的钻杆钻探最深的井。近一年的钻探，该钻杆经受了高转速、高泵压和高钻压的严峻考验，未发生任何刺穿、断裂等失效事故。钻井实践表明，该钻杆与同规格、同钢级的进口API钻杆相比，其钻井液排量提高约28％，钻杆寿命提高18％，实物质量达到世界领先水平。     

空气透平压缩机增速箱小齿轮轴输出端断裂失效分析

本文对1000m~3/h机组透平压缩机增速箱小齿轮轴输出端断裂产生的爆炸事故进行失效分析,试验结果表明:小齿轮轴输出端断裂是由钢中的非金属夹杂物和键槽处应力集中产生的疲劳破坏现象,其裂纹和断口形貌均具有海滩状条纹或贝壳状花样的疲劳裂纹扩展特征。转子主轴的断裂、轴承座、齿轮接手保护壳等部件的爆炸性破坏是因小齿轮轴输出端疲劳断裂后而产生的连锁破坏。     

间隙冲击导致联轴器叉头断裂的数值模拟及实验验证

由于设计、安装以及磨损等因素导致中厚板轧机主传动系统存在不同间隙,在咬钢冲击或打滑条件下,各轴段在间隙内发生重复碰撞,造成振幅增加。针对某钢厂现役中厚板轧机联轴器叉头断裂事故,将轧机的主传动系统简化成4自由度非线性扭振模型,在MATLAB中建立轧机主传动系统的仿真模型,采用数值计算方法得到轧机在间隙冲击下各轴段的扭矩曲线以及对扭矩放大系数的影响,并通过采集连接轴的应变数据,得到应变曲线。研究结果给出了轧制过程中联轴器叉头断裂事故的原因之一,由间隙产生的冲击改变了系统的加载方式,轧辊咬入钢坯的速度越高,扭振响应越严重。     

卡夹螺旋弹簧断裂分析

对７０钢卡夹螺旋弹簧的化学成分、金相组织及断口分析表明，其断裂的主要原因是氢脆。其断裂机制属氢致延迟破坏，系弹簧电镀工艺不当所致，并提出了改进措施。     

钻杆加厚过渡区域的超声波检测及缺陷分析

通常钻井生产中使用的钻杆大多是进口的,为节约钻井成本,反复周转使用,其钻杆本体将发生质的变化,产生疲劳缺陷,特别是钻杆加厚过渡区,是钻杆整体中最薄弱的部位、极易产生应力集中,若不进行跟踪检测,将在钻井过程中发生本体断裂事故,造成巨大经济损失和人员伤亡。本文对钻杆加厚过渡区内典型缺陷进行了分析介绍。     

钻铤的超声波探伤

在油田钻井过程中经常发生钻铤螺纹断裂事故 ,尤其在地质构造复杂的地区 ,常遇到地层较硬的砂砾岩或火成岩 ,加之使用大尺寸钻头 ,因此钻井过程中跳钻严重 ,钻具损坏频繁 ,缩短了使用寿命 ,严重影响了钻井施工进尺 ,给井下安全带来了极大威胁 ,甚至报废钻井进尺 ,增加了钻井成本 ,造成极大的经济损失。粗略估计 ,自 1993～ 1998年间 ,在吐哈油田施工的房 1井断钻铤五次、大步 1井断钻铤六次、葡北1井断钻铤五次、密 1井断钻铤 2 8次、宁 2井断钻铤2 1次…… ,针对频繁的断钻铤事故 ,决定采用超声波探伤方法对地质构造复杂跳钻严重的井进行跟…     

吊卡台肩面的堆焊

吊卡是石油钻采机械提升系统的重要工具之一,钻杆吊卡主要用来吊起钻杆,吊卡主体承 受钻杆的重力和冲击载荷,工作中吊卡台肩面与钻杆台肩面相互磨损,导致吊卡台肩面崩塌 ,尺寸和性能都不满足使用标准,为了再利用这些吊卡,对其台肩面进行堆焊修补。1 吊卡的磨损机理11 吊卡台肩面的磨损分析由于在工作过程中吊卡台肩面与钻杆台肩面之间相对移动,接触面凹凸不平,在磨擦过程 中引起表面金属变形,表面被破坏,台肩面进行粘着磨损;另外由于台肩面之间常有一些砂 子、铁屑等磨料存在,在钻杆重力的作用下,对金属表面进行显微切削,…     

基于CFD-DEM的新型铝合金钻杆携岩仿真分析

由于川渝地区的地层结构较复杂,在钻探过程中产生的岩屑容易在井内沉积,使得岩屑运移难度大,最终还会造成卡钻与钻具断裂等重大井下事故。为了提高页岩气井的携岩能力,提出一种新型铝合金钻杆,对新型铝合金钻杆的携岩原理进行分析,得出该钻杆既可以提高岩屑运移能力,也可以降低摩阻,减少钻井液压耗,再对该钻杆进行力学分析与建模,利用实际参数计算,验证了钻杆的可浮性;然后对岩屑沉降与排出全过程进行分析,提出岩屑沉降与排出全过程的5个阶段;最后在充分考虑了钻井液、岩屑颗粒、钻杆和井壁相互作用的影响下,利用CFD-DEM耦合对新型铝合金钻杆的携岩过程进行精确仿真。改变钻井液排量、钻杆转速、岩屑粒径、钻杆偏心度,对新型铝合金钻杆的携岩能力进行分析,并将该钻杆的携岩效率与传统钢钻杆进行对比,研究了两种钻杆的岩屑运移率,最终得出新型铝合金钻杆相比传统钢钻杆具有更高的携岩效率。该研究成果对减少岩屑沉降、提高岩屑运移能力具有重要意义。