全尺寸套管磨损试验研究

在超深井、大斜度井、大位移井和水平井或狗腿度严重的井段和套管下入后的长期裸眼钻井过程中,经常会出现套管磨损问题,降低了油气井寿命甚至造成油气井报废。采用美国Maurer公司的全尺寸套管磨损试验机,在泥浆中加入不同加重剂——铁矿粉和重晶石、减摩剂,施加不同侧向力,对采用不同钻杆接头的套管进行了磨损试验,分析了不同情况下套管的磨损,并提出了预防套管磨损的措施。     

套管磨损试验成本控制研究

套管磨损是钻井工程中的一个核心课题,而套管磨损试验又是套管磨损问题研究的基础.针对套管磨损试验的成本控制问题,分析并研究了影响该试验成本的相关因素,结果表明试验材料费、设备使用费、人工劳务费和各级管理费所占比例较高,而交通费、税费、风险费和其他费占比例较小.针对存在的问题,提出了优化试验设计、人员精细化管理、严控材料采...     

油气井套管磨损规律试验研究

为增强油气井套管减磨设计的针对性,对套管磨损规律进行了试验研究。利用模拟井下工况的钻杆/套管摩擦磨损试验机,通过改变试验载荷,首先分析了接触力对套管磨损的影响;再以S45C、S55C、N80和P110等钢级套管在不同密度钻井液中进行试验,对比分析了各材质套管在不同加重剂条件下的磨损特性。试验发现:在非加重钻井液中,套管的磨损率普遍较高;随着钻井液密度增大,套管磨损率先快速降低后又缓慢上升;重晶石粉与铁矿粉的质量比为2:1时,加重剂的减磨效果最显著。研究表明:套管磨损率与接触力呈近似线性关系;将接触力控制在一定范围内并合理选配加重剂和套管材质,可使套管磨损降至最低水平;套管磨损效率与其抗拉强度和屈服强度的比呈幂函数关系,并给出了计算套管磨损效率的经验公式。该研究结果可为套管磨损预测提供依据。      

深井超深井中套管磨损机理及试验研究发展综述

在深井、超深井钻井过程中，套管磨损是个不容忽视的问题。文章概述了近年来套管磨损的国内外研究现状，指出了目前套管磨损理论及试验方法在解释深井、超深井套管磨损规律时存在的问题，提出通过模拟试验，在实验室受控条件下“再现”深井段的套管磨损行为，从而对深井、超深井的套管磨损机理进行分析。并明确了套管磨损机理及试验方法的发展趋势。     

C90级耐腐蚀HFW套管性能试验研究

从强韧性、显微组织、残余应力、沟槽腐蚀性能、抗氢致开裂性能、抗H2S应力腐蚀性能等方面,分析研究了采用"HFW高频焊接+热张力减径+全管体调质热处理"工艺开发的C90级耐腐蚀HFW套管产品的性能。结果表明,采用该工艺生产的C90级耐腐蚀套管屈服强度、拉伸强度均满足API 5CT标准对C90套管的要求,母材和焊缝的横向冲击功均大于100 J,且冲击功差异不大,残余应力小于80 MPa,并且对焊缝沟槽腐蚀和氢致开裂腐蚀均不敏感;在加载80%和85%名义屈服强度应力下,H2S应力腐蚀720 h后试样不开裂,说明该工艺生产的C90级耐腐蚀HFW套管具有良好的综合力学性能和抗H2S腐蚀性能。     

电镀钨基合金抽油杆耐腐蚀性能试验研究

目前关于钨基合金抽油杆实际应用的研究较少。为此,对无防腐层的KD级抽油杆、电镀铬防腐抽油杆以及电镀钨基合金抽油杆进行了耐H2SO4腐蚀试验、耐H2S/CO2高温高压腐蚀性能试验和耐H2S应力腐蚀试验,还对电镀钨基合金抽油杆和镀铬防腐抽油杆进行结合强度试验,并进行对比分析。结果表明,电镀钨基合金抽油杆具有较好的耐H2SO4性能、耐H2S/CO2高温高压腐蚀性能以及较好的抗SSCC性能,还具有优良的结合强度,符合SJ 20130—1992标准要求。实际应用表明,电镀钨基合金抽油杆能适应高压腐蚀的油井环境,有效抵御油井中的H2S腐蚀。     

套管钻井用套管与地层岩石磨损的试验研究

在研究套管钻井套管柱与井壁接触压力的基础上,根据中国套管钻井先导性试验工艺参数确定了接触压力范围,用MM型材料磨损试验机对J55钢级套管与典型岩石(砂岩、花岗岩)的滑动磨损情况进行试验研究,所用介质分别是自来水、自来水加润滑剂、钻井液和钻井液加润滑剂.得到了一系列磨损规律和试验回归方程,为预测套管钻井完钻后套管柱的抗挤、抗拉、抗内压强度特性和剩余寿命等奠定了数据基础.     

钻杆与套管摩擦磨损的试验研究

模拟井下工况,利用钻杆/套管摩擦磨损试验机试验分析了摩擦行程、钻井液黏度、接触载荷和钻杆转速等因素对套管磨损的影响规律。得出套管磨损量与摩擦行程、磨损率与接触载荷均呈现近似的线性关系;接触力增大,摩擦因数总体上有增大的趋势;增加钻井液黏度可以使摩擦因数有所降低,但不能大幅降低套管磨损;钻杆转速超过140r/min时,转速增加引起的摩擦副振动逐渐加剧直至共振,导致套管磨损率出现较大幅度的上升。该研究成果为钻井参数优选、套管磨损预测和减磨优化设计提供了参考依据。     

套管磨损研究进展

在深井、超深井钻井过程中, 套管磨损是个不容忽视的问题.分析了套管磨损的发展过程、机理、影响因素、预测方法与技术;指出了目前套管磨损理论及试验方法存在的问题;讨论了套管磨损研究的发展趋势.     

套管磨损研究进展

套管磨损严重时，将使套管的抗挤毁能力和腐蚀寿命大大下降，为了减轻磨损带来的损失，有必要对套管的磨损问题进行深入的研究，在查阅大量文献的基础上，综合讨论套管磨损对抗挤毁能力和腐蚀寿命的影响，套管磨损机理及套管磨损的预测与控制方法等的研究现状，并提出套管磨损机理研究的新思路和减轻套管磨损的新方法。     

基于钻杆检测的套管磨损监测技术研究与试验

鉴于目前钻井现场缺乏有效的套管磨损监测技术的现状,建立了利用钻杆接头磨损量、钻柱组合和钻时数据反算套管磨损量的计算模型,编制了相应的计算程序,形成了一套可计算任意井深处套管磨损量的现场监测技术。建模时假设套管与钻杆接头的磨损量与磨损时间成正比,套管磨损量与钻杆接头磨损量成比例。现场试验结果表明,钻杆接头外径检测方法可以计算出各井深处套管磨损的体积,而且监测和计算过程不复杂,操作过程对钻井作业不产生影响,是适合现场操作的套管磨损监测方法。     

能减轻套管磨损的钻杆接头表面合金涂层

据ＤｒｉｌｌｉｎｇＣｏｎｔｒａｃｔｏｒ报道,美国ＩＣＯ钻杆服务公司与一专业合金公司共同开发出一种敷于钻杆接头表面能减轻套管磨损的合金涂层。这种被称为ＳｍｏｏｔｈＡｌｌｏｙ合金的新涂层材料是一种低碳铁基合金,其中含有少量的铬,其特点是成本低廉,敷涂工艺简单...     

套管磨损防护技术应用研究

在大斜度井及大位移井钻井过程中,钻柱摩阻过大,常常导致送钻困难、顶驱能力超限、钻柱和套管磨损严重等复杂情况,给正常的钻井作业和完井作业带来很大困难。从套管磨损机理分析入手,研究了造成钻柱摩阻增大的主要因素。对各种方案和工具进行对比分析,重点阐述了几种用于减少钻柱摩阻的井下工具的工作原理及其使用条件,指出在大斜度井施工过程中使用减磨接头,能够大大降低钻柱的摩阻和扭矩。现场应用表明,在大斜度试验井施工作业过程中,使用井下减磨工具在钻井过程中可将钻柱扭矩降低10%~30%,减磨效果良好。井下防磨工具在防治大斜度井和大位移井套管磨损方面具有很好的效果和广阔的应用前景。     

渤海地区套管磨损问题的研究

对渤海地区近年来在探井中发生的套管磨穿现象进行了探讨.该问题直接涉及井下安全和钻井效率,必须予以高度重视.从理论与实践结合上阐述由钻具运动产生的横向振动,和悬臂式钻井装置产生的横向振动,以及两者之间的耦联振动;在钻井参数的选配上如何有效地采取措施减少和避免谐振引起的过度磨损,如何正确的认识共振引起的危害.对今后进一步提高钻井效率、避免井下事故、降低成本进行了探讨.     

渤海地区套管磨损问题的研究

对渤海地区近年来在探井中发生的套管磨穿现象进行了探讨。该问题直接涉及井下安全和钻井效率,必须予以高度重视。从理论与实践结合上阐述:由钻具运动产生的横向振动,和悬臂式钻井装置产生的横向振动,以及两者之间的耦联振动;在钻井参数的选配上如何有效地采取措施减少和避免谐振引起的过度磨损,如何正确的认识共振引起的危害。对今后进一步提高钻井效率、避免井下事故、降低成本进行了探讨。     

套管损坏机理研究

针对目前我国各油田为数不少的套管损坏井需要修复和一些套管井正遭受不同速度的损坏,对套管损坏机理进行全面探讨,认为套管损坏的原因可归纳为物理,化学及人为等３方面因素,其中,套管的物理损坏包括地层力对套管的破坏和施加外力对套管的损坏,套管的化学损坏包括套管闲置被锈蚀和套管使用过程中被腐蚀;套管的人为破坏因素包括设计不当,制造不当和施工不当。     

复合磨损套管爆裂失效机理及剩余强度预测

超深井、水平井、大位移井等复杂油气井服役工况异常恶劣,套管复合磨损严重,将对井筒完整性构成巨大威胁,且磨损套管剩余强度难以精准预测。为此,基于塔里木盆地塔中北坡顺南区块501井套管磨损数据及P110管材应力—应变本构关系,建立了充分考虑钻杆本体和接头联合造成的磨损模式、夹角、磨损重叠深度及磨损深度的复合磨损套管有限元力学模型,并开展了多种复合磨损模式下套管弹塑性变形、屈服、裂纹萌生、扩展及爆裂行为模拟,得到了不同复合磨损套管应力分布、剩余抗内压屈服强度及爆裂强度。研究结果表明：(1)月牙夹角在0°～90°时,应力干涉削弱应力集中,月牙夹角在90°～180°时,应力干涉增强应力集中,这种交互作用机制导致磨损套管剩余强度随着月牙夹角增加而先增加后降低;(2)裂纹萌生并起始于等效应力最大的位置即磨损月牙中心,并垂直于最大环向应力沿径向从套管内壁向外壁扩展,且裂纹一旦萌生,裂纹将迅速扩展并发生爆裂失效;(3)灰色关联度分析确定了复合磨损套管剩余强度对磨损深度、月牙夹角、复合磨损形式、月牙重叠深度的敏感性,分析结果表明磨损深度是决定套管剩余强度的主控因素。结论认为,该认识为套管强度设计与优化提供...     

套管固井滑套冲蚀磨损模拟分析与试验研究

为准确分析套管固井滑套长时间在固液两相流中冲蚀后的磨损情况及可靠性,在进行冲蚀理论分析和数值模拟的基础上,利用研制的冲蚀磨损试验装置,研究了特定工况下固井滑套带孔短节的冲蚀磨损情况,分析了滑套孔眼冲蚀磨损速率与孔眼数量、砂比及排量的关系,建立了冲蚀磨损速率新模型,研究了滑套带孔短节孔眼过流能力与冲蚀磨损速率的关系;同时,结合数值分析结果和试验数据,得到了A型材质滑套短节的冲蚀磨损系数。研究结果表明,当滑套孔眼为2个时,含砂流体对滑套孔眼周边的冲蚀磨损较为明显,且滑套孔眼冲蚀磨损速率与砂比呈线性关系,与排量呈指数关系。该研究结果可为套管固井滑套可靠性评估提供理论依据,且能够指导滑套压裂工具的现场应用。      

套管磨损正交试验及其影响因素的极差分析

为了确定正压力、转速、钢级和钻井液等因素对套管磨损的影响程度,建立了磨损-效率模型来预测井下套管的磨损,通过套管磨损四因素三水平正交磨损试验,测量了正交表中给定正压力、转速、钢级和钻井液类型下套管的磨损效率和摩擦因数,同时通过试验数据的极差分析得出了减少套管磨损的优化的水平搭配方案。分析结果表明,使套管磨损性能最佳的试验条件为正压力200 N,转速60 r/min,钢级为N80,钻井液类型为油基钻井液;钻井液类型对套管磨损效率的影响因素最大,套管钢级的影响次之,转速再次之,正压力的影响最小。