定向钻穿越S135钢级钻杆的断裂分析

为查明某定向钻穿越S135钢级钻杆断裂的原因,对失效钻杆的断口形貌、化学成分、力学性能和微观组织进行了分析,并运用断裂力学理论进行了相关计算。结果表明:失效钻杆的断裂性质属于脆性断裂;钻杆在生产过程中,管体加厚过渡带外表面存在横向淬火裂纹,使用时裂纹尖端形成了较大的应力集中,当裂纹尖端实际受到的应力大于裂纹发生失稳扩展的临界应力时,钻杆便发生断裂失效。     

NC50钻杆接头裂纹原因分析

通过对NC50钻杆接头裂纹处进行宏观和微观检验,分析了裂纹产生的原因。结果表明:接头原材料在冶炼凝固过程中形成的合金元素偏析及疏松等缺陷,破坏了金属基体的连续性,是导致该接头产生裂纹的主要原因。     

无线随钻测量信息传输的现状与问题

为了及时获得钻井作业时的随钻测量信息,准确建立地面与井底之间的闭环信息流通,对无线随钻测量信息的传输方式进行了研究。介绍了钻井液脉冲、电磁波、声波三种无线随钻测量信息传输的工作原理,对比了三种传输方式的优缺点,并对三种传输方式存在的问题进行了详细分析。最后,指出了无线随钻测量信息传输方面的研究重点:钻井液脉冲传输方式应研发连续波信号发生器,实现更高的数据传输速率、工作可靠性以及环境适应能力;电磁传输方式应优化信号发生器的工作频率和效率,研究微弱信号检测及处理,增加信号中继器等技术,提高电磁传输信号的距离;声波传输方式应在码间干扰、噪音、声波能量的衰减等方面予以研究。     

应力释放槽对钻杆接头力学性能的影响

钻杆接头是钻柱最薄弱的环节,在钻进过程中极易失效。采用有限元分析方法对钻杆接头的应力特征进行了分析,结果表明,密封面处接触压力分布不均和啮合大端第一螺纹牙处应力集中是影响钻杆接头力学性能的主要因素。在公扣、母扣台肩转角处开应力释放槽可以有效改善钻杆接头的应力分布,降低应力峰值,使von Mises应力和接触压力分布更加均匀,有利于提高钻杆接头的承载能力和密封性能。此外,仅在公扣台肩转角处或母扣台肩转角处开应力释放槽也可有效改善接头的应力分布,但效果与公扣、母扣台肩转角处均开应力释放槽相比稍差。      

感应加热弯管管端面垂直度和弯曲角度检测方法的改进

在管道弯管检测工作中,发现《钢制弯管》(SY5257-91)和《西气东输工程用感应加热弯管技术条件》(Q/SYXQ16-2002)两个标准规定的对弯管管端面垂直度和弯曲角度检测方法的可操作性不强,因此提出了改进的检测方法。实践证明,此改进方法能明显提高检测结果的真实性、有效性和准确性。     

G105钢级钻杆外螺纹接头裂纹原因分析

某油田在定向钻井作业过程中有多根G105钢级钻杆外螺纹接头出现断裂和裂纹。对该井钻杆使用情况进行调查研究,并对1根螺纹牙底有裂纹的外螺纹接头进行失效分析。失效分析内容主要包括断口观察、钻杆接头材料化学成分分析、力学性能及金相组织分析,并通过有限元方法模拟分析API标准NC31接头受到复合载荷时的应力分布状态,比较NC31接头标准外径与增大外径时外螺纹接头螺纹牙受力情况。分析结果表明:接头螺纹牙底裂纹为疲劳裂纹,钻杆接头外螺纹大端第1~3牙为应力集中区域。由于在该定向井造斜点附近井眼全角变化率较大,存在较大的结构弯曲,使接头承受较大的交变复合载荷,最终在接头螺纹应力集中区萌生疲劳裂纹,导致失效。     

钻杆弯曲原因分析

通过分析钻杆弯曲形貌和位置,测量起钻用的吊卡尺寸,分析钻杆与吊卡和卡瓦在起钻之前的配合状态及受力条件,研究了新钻杆在起钻过程中产生弯曲的原因。研究结果证明,钻杆弯曲是单吊环起钻时受到异常弯曲载荷所致。     

双台肩钻杆内螺纹接头纵向开裂原因分析

通过化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析,结合接头的受力和变形分析,对某井139.7 mm双台肩钻杆内螺纹接头纵向开裂的原因进行综合研究。结果表明,裂纹产生的原因是:过扭矩操作及副台肩间隙设置不合理,导致接头副台肩面附近和靠近副台肩的1—2个牙螺纹出现严重的应力集中,解卡作业时,旋合螺纹之间发生剧烈摩擦,导致此处发热形成白亮层组织,萌生裂纹;同时环境中还存在一定的H2S腐蚀作用,再加上材料的横向冲击功小于纵向冲击功,最终发生内螺纹纵向开裂。改进接头的结构,将接头锥度从1∶6改为1∶12或1∶16,有利于避免这类事故的发生。     

低温环境下石油钻杆材料组织和性能研究

通过显微组织观察、力学性能测试,研究了G105钻杆管体材料26CrMo钢在-40、-50、-60℃环境中保温240 min后的组织和性能.结果表明:和室温情况相比,26CrMo钢的抗拉强度变化较小,但是屈服强度有所增加;26CrMo钢的硬度随环境温度的降低而升高,冲击韧度在室温环境下为241.1 J·cm-2,-40、-50和-60℃下分别为180.3、166.6和160.7 J·cm-2,随温度的降低冲击韧度下降;26CrMo钢在低温环境中发生残余奥氏体向马氏体的转变,导致材料力学性能发生变化;断口分析表明,随温度降低26CrMo钢有脆性倾向.     

镀镍钻杆内壁腐蚀原因

某油田在钻杆下井作业前的检测中发现2支镀镍钻杆内壁腐蚀严重,为了查明此次钻杆腐蚀的原因,对钻杆内壁腐蚀产物进行了形貌宏观和微观分析,微区成分分析。结果表明,镀镍钻杆内镀层存在漏镀与显微孔洞是钻杆产生腐蚀的主要原因;原油中的H2S溶解于水形成氢硫酸加速钻杆腐蚀,且氯离子的存在使得局部腐蚀进一步加剧。建议规范生产流程,改善镀层质量,避免镀层中存在漏镀或孔洞等缺陷,提高钻杆的抗腐蚀能力。