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    188宝金博页面版: 钻杆接头热裂分析及预防

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    内容提示： 钻杆接头热裂分析及预防 - 1 - 钻杆接头热裂分析及预防 钻杆接头热裂分析及预防 韩 勇 吕拴录 施太和 韩 勇 吕拴录 施太和 2000年11月26日.西安 [摘要摘要]本文通过对钻杆接头摩擦热裂失效的特征、机理、过程及影响因素的研究分析，讨论了钻杆接头热裂失效的机理和过程。根据接头纵向脆性开裂的特点，提出了钻杆接头材料的横...

    文档格式：PDF | 页数：13 | 浏览次数：142 | 上传日期：2009-04-01 18:19:03 | 文档星级：
    钻杆接头热裂分析及预防 - 1 - 钻杆接头热裂分析及预防 钻杆接头热裂分析及预防 韩 勇 吕拴录 施太和 韩 勇 吕拴录 施太和 2000年11月26日.西安 [摘要摘要]本文通过对钻杆接头摩擦热裂失效的特征、机理、过程及影响因素的研究分析，讨论了钻杆接头热裂失效的机理和过程。根据接头纵向脆性开裂的特点，提出了钻杆接头材料的横向韧性判据。并经力学估算和现场失效案例分析，初步确定了钻杆接头的横向冲击功要求。并通过接头热裂影响因素的探讨，给出了减少或防止接头热裂失效事故的措施和方法。 1.研究背景和目的 1.研究背景和目的 在钻井中，因钻柱与井壁或套管的摩擦磨损，往往造成钻柱外径变。档推淇古、抗弯强度和疲劳寿命，从而造成早期降级、外螺纹接头扭断、内螺纹接头涨大、刺漏等失效等事故，以致大幅度增加钻井成本，在这方面已进行了不少失效分析和预防研究工作[1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10]。 因摩擦磨损而造成钻杆内螺纹开裂是一个很重要钻柱失效类型，简称钻杆接头热裂。接头热裂虽然与其他钻柱失效类型相比，发生的频率低，但是一旦发生，涉及钻柱数量多，：Υ。接头热裂的第一例报道是1940年在美国的Louisiana发现114.3mm（41/2in）FH 钻杆（老式钻杆Shruck-on）出现热裂。Altermann报道在1960年下半年有100例热裂/淬火裂纹失效， 最多涉及100个钻柱， 失效部件包括钻杆工具接头、加重钻杆和钻铤[11]。Shell Offshore Inc.曾在Auger TLP 项目中，发现6706m（22，000ft）长的钻柱有57%出现接头热裂[12]。石油管材研究所从1986-2001年对11起钻杆热裂事故进行了分析。例如， 塔里木LN205C水平井发生4根127mmS135钻杆DSTJ NC50内螺纹纵向开裂刺穿事故。 辽河陈古1井发生3根127mmG105钻杆摩擦热裂纹。辽河小26定向井出现6根127mm G105钻杆内螺纹纵向开裂事故。 国内外在钻杆热裂方面的研究较少，现有的研究工作仅限于热裂现象分析和特征描述的初级阶段，预防措施也是采取控制侧向力的经验方法。而且，要求钻井工艺来满足防止热裂的条件也不便在现场实施。目前，随着定向井、水平井和大位移井的钻井技术发展，井下钻柱承受的侧向载荷和扭矩越来越高，钻杆接头热裂的事故增加。因此，防止和减少此类失效事故，具有重要的现实意义和工程价值。 本文在现场钻杆接头热裂案例失效分析的基础上，通过理论分析和力学计算，探讨了钻杆接头发生热裂的原因和失效过程，并根据接头热裂的影响因素，提出了有效的预防措施。 2.2.钻杆接头热裂的特征 钻杆接头热裂的特征 钻杆接头热裂的通常的定义是：钻杆接头在使用中被摩擦热加热到钢材的相变临界温度（727ºC） 以上，当被钻井液淬火后，就产生纵向或横向裂纹，并快速扩展导致内螺纹在上扣台肩附近刺穿及外螺纹失效。 2.1宏观形貌 2.1宏观形貌 一般是在接头外表面存在一条或数条纵向主裂纹，个别接头呈密集的网状裂纹。在接头表面最长的纵向裂纹（约58-230mm长）常常穿透内螺纹的壁厚， 延伸到台肩端面，有时在台肩处可观察到泥浆刺漏的痕迹。 同时， 在接头表面有许多周向和轴向摩擦条纹和划痕， 在台肩密封面有挤压变形， 见图1a和b。 如果将表面清理干净仔细观察， 或经磁粉探伤， 可发现表面还有许多细小裂纹， 约从2mm到15mm长，

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