φ139.7 mm×10.54 mm G105钻杆刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验、扫描电镜断口分析及能谱分析等手段对某规格为φ139.7 mm×10.54 mm的G105钻杆的刺穿原因进行了分析。结果表明:钻杆刺穿的实质是早期疲劳失效;蹩钻、跳钻等钻柱振动引起钻杆上产生的严重交变应力是导致钻杆失效的主要原因;钻井液中的溶解氧对钻杆外表面造成氧腐蚀并形成腐蚀坑,促进了疲劳裂纹的萌生;钻铤直接过渡到钻杆,截面变化突然,使应力集中加剧,也是导致钻杆发生疲劳失效的原因之一。建议在钻井液中添加除氧剂和缓蚀剂,并适当降低钻压,调整钻井参数,避免钻柱剧烈振动。     

石油钻杆失效分析

钻杆是石油钻柱的三大部分组成之一,是石油钻井的重要工具,服役条件十分恶劣。在钻井过程中,钻杆在任何部位失效都会造成严重的后果,甚至使井报废。所以钻杆失效事故频繁,损失巨大,对石油生产和安全造成了严重影响。本文就钻杆失效现象及原因进行了简要分析。     

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。     

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.     

G105钢级钻杆刺漏原因分析

某油井先后出现多起G105钢级钻杆刺漏事故,采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、力学性能试验、微观分析、涂层质量评价、能谱分析等方法对钻杆的刺漏原因进行了分析,并对钻杆加厚过渡带的应力分布进行了有限元模拟分析。结果表明:钻杆的内涂层在井内腐蚀介质的长期影响下起泡脱落,钻杆内壁基体被腐蚀,在造斜井段交变载荷作用下于钻杆应力集中的加厚过渡带的腐蚀坑处产生疲劳裂纹,裂纹扩展最终导致钻杆刺漏。     

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。     

G105钻杆材料多元腐蚀行为研究

通过正交表设计实验,利用高温高压釜腐蚀实验并辅以失重法,研究了温度、Cl-浓度、S2-浓度和HCO3-浓度对G105钻杆材料多元腐蚀行为的影响。采用体视显微镜和SEM观察腐蚀形态和产物膜形貌,同时利用X射线能谱分析仪(EDS)进行产物膜成分分析。结果表明,在实验研究范围内,NaHCO3浓度是最大的影响因素,其次是温度和Na2S浓度,NaCl浓度的影响最小;腐蚀环境严重影响腐蚀速率;在60℃,NaCl浓度为5g/L,Na2S浓度为7g/L以及NaHCO3浓度为1g/L环境下,G105钻杆材料的腐蚀以NaHCO3引起的腐蚀为主;在60℃,NaCl浓度为50g/L,Na2S浓度为30g/L以及NaHCO3浓度为30g/L环境下,G105钻杆材料的腐蚀以Na2S引起的腐蚀为主。     

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。     

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.     

石油钻杆材料G105在不同条件下的疲劳断裂

采用国产PQ-6型旋转弯曲疲劳试验机研究钻杆管体材料G105的弯曲疲劳性能以及H_2S腐蚀和缺口对试样弯曲疲劳性能的影响,利用金相显微镜和扫描电子显微镜对光滑试样断口、缺口试样断口以及H_2S腐蚀后试样断口进行微观形貌分析。结果表明:在光滑试样的疲劳极限载荷作用下,经过H_2S腐蚀后的光滑试样的疲劳寿命和缺口试样的疲劳寿命相当,材料的疲劳寿命都从106降低至104;缺口试样在缺口的高应力集中效应下,加快疲劳裂纹形核过程。H_2S腐蚀对钻杆疲劳性能影响的主要作用在于氢原子在材料内缺陷处聚集引起材料疲劳性能降低,缺口和H_2S腐蚀都会加快疲劳裂纹的扩展。材料疲劳断裂主要是因为试样在交变应力的作用下上产生滑移最后致使位错塞积而导致的。     

G105石油钻杆表面等离子渗氮组织和耐磨耐蚀性能分析

为了提高G105石油钻杆表面的耐磨耐蚀性能,通过在钻杆内部插入辅助阳极的等离子渗氮工艺对其表面进行处理,研究了不同测点深度对渗氮层组织和耐磨耐蚀性能的影响。研究结果表明:随着测点深度的增加,钻杆表面的温度表现出先增加后降低的变化规律,最大值发生在测点2。测点1～3部位形成了部分白亮层与扩散层,在白亮层中与试样表面平行的区域产生了黑色富氮层。按照从外往里的方向,渗层内的氮含量不断减小,在扩散阶段氮原子和铁原子发生结合并生成金属间化合物。通过离子渗氮处理后,试样腐蚀速率降低,渗层可以发挥良好的抗腐蚀性能,有效增强基体的耐蚀性。渗氮层摩擦系数减小至接近0.500的状态,随位置深度增加磨损率逐渐增大。在测点1～3部位磨痕表面较光滑平整,没有出现明显的犁沟、划痕等现象。     

钻杆接头断裂原因分析

通过断口分析、金相检验、化学成分分析和力学性能测试等方法对钻杆接头断裂原因进行了分析。结果表明:钻杆接头在使用过程中受到了环境中硫化氢的腐蚀,发生了硫化氢应力腐蚀开裂,随着裂纹扩展最终导致断裂。     

钻杆接头磷化处理后的耐蚀性能

钻杆接头是石油钻柱的重要组成部分,而耐蚀性是钻杆接头性能的重要指标.通过硫酸铜点滴试验,研究了磷化液的游离酸度、总酸度、酸比、磷化时间和温度对钻杆接头磷化膜耐蚀性的影响,得出各参数的最佳范围.结果表明:控制磷化液的游离酸度12～15点,总酸度140～170点,酸比10～11,磷化温度75℃左右,磷化时间20～25 min,所得磷化膜耐腐蚀性能最佳.     

天然气井钻杆悬挂器断裂分析

某油田天然气井的钻杆悬挂器（套筒）在使用过程中发生断裂失效事故,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试、断口分析、微区成分分析等方法对断裂件进行了分析。结果表明：该1Cr13钢悬挂器淬火后未经高温回火,不符合调质热处理工艺的技术要求。基体中的淬火马氏体组织硬度过高,残余内应力大,沿晶界及亚晶界聚集分布的颗粒状未溶碳化物（Fe,Cr）23C6降低了钢的抗蚀性。该套筒内联上接头的螺纹部位薄壁存在周向拉应力,使用时在高压天然气作用下,筒壁沿圆周方向附加有横向拉应力。套筒内部环境为湿硫化氢的天然气介质,结果导致该悬挂器沿纵向产生应力腐蚀断裂。     

盐水钻井液中钼酸盐系缓蚀剂对钻杆缓蚀的影响

通过电化学阻抗谱(EIS)研究了钼酸盐系缓蚀剂在盐水钻井液中对G105钢钻杆缓蚀的影响,以寻求该体系中较佳的缓蚀方案,并用Zview2.1软件对试验数据进行了处理.结果表明,按钼酸盐:含硅化合物:有机胺B=1:4:1(质量比)复配而成的缓蚀剂,可以达到低成本、高缓蚀率的效果;并通过失重法利用室内动态模拟试验对最优配方进行了验证,证明复配缓蚀剂的缓蚀率接近95.0%,明显高于单组分缓蚀剂.     

42MnM07地质钻杆断裂原因分析

通过化学成分分析、断口分析、金相检验和扫描电镜观察等方法,对42MnMo7铜地质钻杆的断裂原因进行了分析。结果表明：钻杆在交变力作用下,在螺纹根部的应力集中处产生裂纹．此裂纹在过载力和钻杆基体存在带状脆性马氏体的情况下进一步扩展,最终导致钻杆发生断裂。最后对此提出了相应的措施及建议。     

5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头断裂原因分析

采用宏观检验、化学成分分析、力学性能测试、金相检验和断口分析等方法对某5-1/2FH双台肩钻杆内螺纹接头的断裂原因进行了分析。结果表明:此双台肩钻杆内螺纹接头在副台肩第一完整螺纹根部发生了疲劳断裂失效。断裂具有多源特征,起源于内螺纹根部并向外壁扩展,当穿透壁厚形成通道时发生了刺漏,从而使断口表面形成了冲刷痕迹。上扣扭矩不足,同时接头承受的弯曲应力较大是造成接头疲劳断裂失效的主要原因,另外FH型螺纹固有的螺纹根部半径较小、应力集中较大,使接头失效的风险增大。